近年來，我國儲能快速發(fā)展，據(jù)國家能源局統(tǒng)計，今年上半年，全國新型儲能裝機規(guī)模達到9491萬千瓦/2.22億千瓦時，較2024年底增長約29%。然而當前儲能系統(tǒng)平均能量轉(zhuǎn)換效率為85%，低于《儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求儲能系統(tǒng)效率達到90%以上，損耗主要來自電池管理不精準、熱管理過度、逆變器諧波等問題。本文談論如何通過ASIC電流傳感器助力儲能系統(tǒng)提升效率。

儲能系統(tǒng)概述

儲能系統(tǒng)是現(xiàn)代能源體系的核心組成部分，通過將電能存儲并按需釋放，實現(xiàn)能源的高效利用和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。根據(jù)應用場景，儲能系統(tǒng)主要分為電網(wǎng)側儲能、用戶側儲能和發(fā)電側儲能，廣泛應用于可再生能源并網(wǎng)、峰谷調(diào)節(jié)、備用電源和微網(wǎng)等領域。

1. 儲能系統(tǒng)的基本結構

一個典型的儲能系統(tǒng)主要由以下部分組成：

• 電池組：核心儲能單元，通常采用鋰離子電池、鉛酸電池或液流電池。
• BMS（電池管理系統(tǒng)）：負責電池的監(jiān)測、保護和均衡管理。
• PCS（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）：包括逆變器和變流器，實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換。
• EMS（能量管理系統(tǒng)）：整體調(diào)度和優(yōu)化能量流動。
• 監(jiān)測傳感器：實時采集電流、電壓、溫度等關鍵數(shù)據(jù)。

圖1：儲能系統(tǒng)基本結構

電流檢測在儲能系統(tǒng)中的關鍵作用

電流檢測是儲能系統(tǒng)中最基礎也是最關鍵的環(huán)節(jié)之一。精準的電流數(shù)據(jù)直接影響B(tài)MS的SOC（State of Charge）估算、SOH（State of Health）評估以及系統(tǒng)的安全保護。目前市場上主要有以下幾種電流檢測方案：

AN1V系列電流傳感器概述

AN1V系列是芯森電子自主研發(fā)的基于霍爾原理的全面升級的高性能微型霍爾電流傳感器產(chǎn)品，采用ASIC技術，專為高精度電流檢測設計，100%國產(chǎn)，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。產(chǎn)品具有原邊與副邊絕緣、無插入損耗、體積小、高一致性、高可靠性等特點，廣泛應用于儲能系統(tǒng)、電池管理、UPS、變頻器、風能變流器等領域。

1. 產(chǎn)品型號與規(guī)格

1. 核心技術參數(shù)

電氣特性（以AN1V 100 PB512為例）

環(huán)境與安全特性

選型指南

1. 根據(jù)電流范圍選擇型號

• 小功率（<50A）：AN1V 50 PB512。
• 中功率（50~150A）：AN1V 100/150 PB512。
• 大功率（>150A）：AN1V 200/250/300 PB512。

圖2：AN1V傳感器在儲能系統(tǒng)中的應用位置

實際案例：儲能系統(tǒng)效率提升

項目：江蘇某10MWh儲能電站優(yōu)化前后對比：

實際項目數(shù)據(jù)對比的依據(jù)

1. SOC估算誤差降低80%

• 依據(jù)：
  • AN1V 100 PB512的精度在25°C時為±1%，在-40~85°C時為±2%。
  • 傳統(tǒng)霍爾傳感器的精度通常為±3%或更低，導致BMS的SOC估算誤差高達±10%。
  • 使用AN1V后，SOC估算誤差可降低至±2%（基于傳感器精度和BMS算法的綜合影響）。
• 計算：
  • 原誤差：±10%
  • 優(yōu)化后誤差：±2%
  • 改善幅度：(10% - 2%) / 10% = 80%

2. 系統(tǒng)效率提升7%

• 依據(jù)：
  • AN1V的高精度電流檢測和快速響應時間（<2.5μs）能夠優(yōu)化BMS的電池均衡和充放電管理。
  • 根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗，精準的電流監(jiān)測可以將儲能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率從85%提升至90%~92%。
  • 結合AN1V的低溫度漂移（±0.2%）和低噪聲（2.7mV），進一步減少能量損耗。
• 計算：
  • 原效率：85%
  • 優(yōu)化后效率：92%
  • 改善幅度：92% - 85% = 7%

3. 散熱能耗降低37.5%

• 依據(jù)：
  • AN1V的高精度電流數(shù)據(jù)可以幫助BMS更精確地控制電池的充放電過程，減少過充和過放。
  • 通過優(yōu)化熱管理策略（如動態(tài)調(diào)整散熱功率），可以將散熱能耗從8%降低至5%。
• 計算：
  • 原散熱能耗：8%
  • 優(yōu)化后散熱能耗：5%
  • 改善幅度：(8% - 5%) / 8% = 37.5%

4. 電池循環(huán)壽命延長16.7%

• 依據(jù)：
  • AN1V的高精度電流監(jiān)測和低溫度漂移可以減少電池的過充和過放，從而延長電池的循環(huán)壽命。
  • 根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，精準的電流管理可以將電池的循環(huán)壽命從3000次提升至3500次。
• 計算：
  • 原循環(huán)壽命：3000次
  • 優(yōu)化后循環(huán)壽命：3500次
  • 改善幅度：(3500 - 3000) / 3000 = 16.7%