构建绿色未来：四大储能解决方案引领能源革新
英飞凌汽车电子生态圈
电力，是我们这个社会能运行的基础资源之一，它如同现代文明的血液，流淌在城市的每一个角落，也正是电力在驱动着我们的新能源汽车。我们见证了一辆新能源汽车如何拥有更智能的“大脑”，也见证了新能源汽车的续航能力越来越强，充电速度越来越快，它们正逐渐成为人们出行的首选。
电力，作为新能源汽车的心脏，正在重塑我们的交通网络，引领我们走向一个更加可持续的未来。
在本篇文章中，我们将深入电力网络中的关键一环——储能。
这些方案将共同构建一个更加智能、更加绿色的能源未来。这些技术的发展不仅推动了能源行业的创新，也为我们的地球环境和可持续发展做出了贡献。让我们一起来看看吧！
大联大品佳集团 基于英飞凌使用XMC4200并搭配最新CFD7系列：革新能源转换效率
在当今电力电子技术飞速发展的时代，高效率、高功率密度的电力转换解决方案成为了新能源领域的关键需求。
在广袤无垠的沙漠中，或是在崎岖的山丘之上，成千上万的太阳能电池板排列成整齐的矩阵，捕捉每一缕阳光，将其转化为宝贵的电能。然而，太阳能电站的运作并非总是一帆风顺。大自然的变幻莫测给电源管理带来了巨大的挑战。
在烈日炎炎的夏日，强烈的阳光提供了充沛的能量，但同时也带来了过热的风险，电池板和转换设备必须承受高温的考验。而在冬季，云层遮挡了阳光，电站的输出功率骤减，这时候储能系统的重要性就显得尤为突出，它直接影响了太阳能电站的稳定运行。
大联大品佳集团基于英飞凌以其最新的XMC4200微控制器和CFD7系列MOSFET，实现了3.3KW高功率密度双向全桥相移方案，为太阳能发电站、家用储能等领域带来了革命性的进步。
英飞凌产品实物图
英飞凌的EVAL_3K3W_BIDI_PSFB板采用了创新的相移全桥（PSFB）拓扑结构，这一结构以其简单性和高效性而闻名，可以应对来自大自然的温度变化。这种设计允许PSFB在软开关条件下工作，减少了开关损耗，提高了整体效率，并且降低了电磁干扰。
PSFB电路的核心在于两个半桥之间的相位差控制。在一个半桥的开关导通时，另一个半桥的开关则处于关闭状态，避免了直通现象，减少了开关损耗。通过调整两个半桥之间的相位差，可以控制变压器的伏秒平衡，进而调节输出电压，实现稳定的电源输出。
在该方案中，还通过结合600V CoolMOS™ CFD7和150V OptiMOS™ 5同步整流器，使得其在降压模式下实现了98%的效率，在升压模式下实现了97%的效率，这一效率水平在业界处于领先地位。
在太阳能电站应用时，它不仅提高了太阳能转换为电能的效率，还通过高功率密度设计，达到了4.34W/cm3 (71.19W/in3)，节省了宝贵的空间，使得太阳能电站的布局更加灵活和经济，由于数字控制的赋予其的无限可能性，传统的PSFB拓扑还可以轻松转换为双向DC-DC转换器，无需对标准设计进行任何更改，就使得太阳能电站在发电高峰时可以存储能量，在需求高峰时释放能量，优化了能源的管理和分配。
而正是因为其独特的灵活设计，这使得EVAL_3K3W_BIDI_PSFB板不仅适用于太阳能电站的能量转换，还可以广泛应用于其他需要双向能量管理的场景，如电动汽车充电站、储能电池系统等。
品佳集团使用的英飞凌3.3KW高功率密度双向全桥相移方案，不仅在技术上实现了突破，更在实际应用中展现了其卓越的性能和广泛的适用性。随着全球对可再生能源和高效电力管理解决方案的需求日益增长，英飞凌的技术将为储能领域带来新的活力。
大联大友尚集团 基于意法半导体MCU与MPS AFE的BMS方案：一个智能的电池组卫士
当电力从太阳能发电站奔涌而出，在电力系统中时，一切将变得不再受控，这时就需要储能设备通过在电力需求低时储存能量，并在高峰时段释放，有效减缓电网波动并补足用电缺口。这不仅对政府层面的电网管理至关重要，也为民间用户提供了通过光电储能设备实现能源自给自足的可能。
在全球能源结构转型的大背景下，我们对可持续能源和高效电力管理解决方案的需求日益增长，储能设备（ESS）正逐渐成为连接可再生能源与现代电网的桥梁。这此背景下我们来看看来自大联大友尚集团使用了意法半导体MCU与MPS AFE的BMS方案如何强强联手，解决电力系统的储能中：能量转换不高、建设和维护成本高、安全性等等痛点的。
产品实物图
STM32G431 MCU，它是BMS的智能核心。它基于高性能的Arm® Cortex®-M4内核，工作频率高达170MHz，提供了丰富的通讯界面和高速运算能力。这款MCU集成了两个快速12位ADC、多个比较器和运算放大器，以及多个DAC通道，使其成为BMS的理想选择。STM32G431的高精度测量和处理能力，可以处理复杂的控制算法，优化能量转换过程，减少能量损失。通过更精确地监控电池状态，提供准确的充电状态（SoC）和健康状态（SoH）估计，不仅能给AFE提供数据支持，还能减少额外的硬件需求，降低整体系统成本。
说到AFE，MPS的AFE则是全面的模拟前端监控。它作为一款专为多节串联电池管理系统设计的模拟前端监控和保护解决方案。它支持7节至16节串联电池组，提供I2C或SPI通信接口，集成了两个独立的模数变换器（ADC），能够高精度监测电池电压、充放电电流以及芯片温度。MPS2797的高端驱动器和可靠的保护功能，包括过流保护（OCP）、短路保护（SCP）、电池欠压保护（UVP）、电池过压保护（OVP）和温度保护，确保了电池组的安全运行。
无疑，STM32G431 MCU与MPS AFE的结合，为储能设备提供了一个高效、可靠的BMS解决方案。这种解决方案不仅提高了能源利用效率，还为用户的安全和便利提供了保障。它不仅适用于住宅能源存储系统、再生能源集成，还能应用于电动汽车。随着技术的不断进步，我们有理由相信，这种BMS方案将在未来的能源管理中发挥越来越重要的作用。
大联大诠鼎集团 基于InnoGaN INV100FQ030C 设计的48V/120A BMS方案：VGaN技术助力产品设计
电能除了储存在各种储能电站、住宅储能系统中，自然也会储存在我们身边，那些离我们更近的地方。当然，您也许会想到各型充电宝，不过今天我们并不想讨论这些“小设备”，我们更想向您介绍的是来自大联大诠鼎集团基于英诺赛科InnoGaN INV100FQ030C 设计的48V/120A BMS方案，它是户外电源等设备的核心之一。
在我国，户外电源领域起步较晚，但是发展迅速，早期的户外移动电源，它们更像是放大版的充电宝。这些产品在实用性方面存在一些显著的不足，尤其是充电时间过长这一问题，让许多消费者感到不便。此外，其设计风格过于偏向工业风，缺乏亲和力，不太符合大众的审美需求。
针对这些痛点，英诺赛科开发了48V/120A BMS评估板，其采用了100V双向导通芯片VGaN（INV100FQ030C），这一技术突破性地实现了充放电控制与保护，同时大幅减少了PCB占板面积，降低了系统成本。由于使用了VGaN技术，通过在Gate-D1或Gate-D2之间施加5V驱动电压，可以完全打开VGaN，实现系统充电或放电。在需要充电保护或放电保护时，VGaN的Gate信号可以被主动连接到D1或D2，实现系统充电关断或放电关断。
这种设计可以实现一颗VGaN替换一对CHG、DSG MOS的功能，显著减少了器件数量，提高了系统的集成度和可靠性。在同等100A负载电流情况下，传统的Si MOS串并联的BMS方案需要20颗器件实现，而采用VGaN的BMS方案INNDBMS120LS4仅需8颗即可满足100A温升需求。器件数量的减少不仅降低了成本，还在热性能上带来了显著优势，减少了热量的产生，提高了系统的稳定性和寿命。
展示板照片
在BMS上应用之时，VGaN技术以其超低导通电阻（100V/3.2mΩ）和无反向恢复、超低栅极电荷等特性，为BMS提供了更高的效率和更好的热性能，在户外电源中应用的时候，可以给电源带来更快的充电速度，减小的占板面积也可以给户外电源的整体设计带来更多的可能性。
除了用在户外电源的BMS以外，VGaN技术的高效率、低功耗和快速响应特性，使其成为电动汽车行业的一大福音，能够为电动汽车提供更加稳定和持久的能源支持，从而延长续航里程，提升驾驶体验；
对于电动工具和无人机等便携式设备而言，VGaN技术的轻量化和高功率密度特点，意味着设备可以在保持便携性的同时，拥有更强大的动力输出和更长的运行时间。这对于提升工作效率和扩展应用场景至关重要；
该方案自然也能在储能系统领域有所应用，VGaN技术能够优化储能单元的性能，提高能量转换效率，同时降低系统的整体成本，为可再生能源的存储和利用提供了更加经济有效的解决方案。
产品应用场景
大联大诠鼎集团基于英诺赛科的InnoGaN INV100FQ030C 设计的48V/120A BMS方案为电池管理系统的发展带来了革命性的变化，它不仅为电动汽车、储能系统、电动工具、无人机等领域提供了更安全、更高效、更经济的电池管理解决方案，也推动了这些行业的技术进步和市场拓展，为未来的能源和动力系统创新奠定了坚实的基础。
大联大世平集团 基于恩智浦电池组监控芯片：菊花链通讯高效监控电池状态
在文章的最后，我们依然要介绍一个在BMS领域应用的解决方案，它就是来自大联大世平集团基于恩智浦的MC33774多节电池组监控芯片（BMS AFE 芯片）。
而它的不同之处就是支持SPI或隔离的菊花链通讯，SPI速率达到4Mbps，菊花链速率为2Mbps，支持菊花链双向通讯，最多可连接63个节点。这种通讯能力，结合其冗余架构的功能安全设计，不仅降低了系统成本，还增强了锂离子电池组的安全性。
所谓的“菊花链”通讯技术是一种在串联电路中实现数据通信的方式。它通过在每个设备之间依次传递数据，形成一个类似菊花的链式结构。得益于菊花链技术，它允许系统设计师在不需要复杂布线的情况下，监控大量的电池单元。通过双向通讯，主控器可实时监测电池状态，并下发控制指令，确保电池系统安全、高效运行。
在其他参数上，MC33774依旧强劲，它以其高达94V的电源电压和4至18串电池电压的测量能力，成为高电压储能系统的理想选择。这款芯片的单次采样时间仅为240微秒，支持可编程的采样平均数，显著提高了采样精度和效率。其电池电压检测精度为8mV，总测量误差（TME）小于1.5mV（全温度范围），这使得它适用于大多数化学电池。此外，它支持被动均衡，高达300mA的平均电池均衡和诊断功能，能够自动进行奇/偶均衡，确保电池组的一致性和延长电池寿命。
不仅如此，世平集团所使用的恩智浦1500V ESS方案，展示了MC33774在实际应用中的实力。该方案包括模拟前端CMU板、BJB板和BMU板，分别负责采集电池的电压、温度、压力和总线电流等参数，并通过MC33665A菊花链桥接芯片与VCU通讯。该方案够满足功能安全IEC 61508 SIL-2和IEC 60730 Class B的需求。其软件支持包括FreeRTOS实时操作系统、适用于IEC 61508的质量/安全代码包、底层驱动以及SL/SAF驱动（开发版本），确保了系统的稳定性和安全性。
大联大世平集团的 CMU 板（MC33774）
大联大世平集团的 BJB 板（MC33772）
结束语
随着科技的不断进步，储能技术正在以前所未有的速度发展，为我们的能源未来描绘出一幅更加绿色、高效、智能的蓝图。大联大各集团联手英飞凌、意法半导体、英诺赛科和恩智浦等等厂商的各种先进储能解决方案，涵盖了太阳能发电站、住宅储能系统、户外电源、电动汽车等领域，为储能设备带来了更高的效率、更低的成本、更强的安全性和更广阔的应用前景。
同时，这些方案也为我们的地球环境和可持续发展做出了贡献。它们如同点亮未来的明灯，照亮着能源转型的道路，引领我们走向一个更加美好的明天。
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