近年來(lái)，我國(guó)儲(chǔ)能快速發(fā)展，據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，今年上半年，全國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到9491萬(wàn)千瓦/2.22億千瓦時(shí)，較2024年底增長(zhǎng)約29%。然而當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)平均能量轉(zhuǎn)換效率為85%，低于《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求儲(chǔ)能系統(tǒng)效率達(dá)到90%以上，損耗主要來(lái)自電池管理不精準(zhǔn)、熱管理過(guò)度、逆變器諧波等問(wèn)題。本文談?wù)撊绾瓮ㄟ^(guò)ASIC電流傳感器助力儲(chǔ)能系統(tǒng)提升效率。

儲(chǔ)能系統(tǒng)概述

儲(chǔ)能系統(tǒng)是現(xiàn)代能源體系的核心組成部分，通過(guò)將電能存儲(chǔ)并按需釋放，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，儲(chǔ)能系統(tǒng)主要分為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能和發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，廣泛應(yīng)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(lǐng)域。

1. 儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)典型的儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由以下部分組成：

• 電池組：核心儲(chǔ)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(fù)責(zé)電池的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和均衡管理。
• PCS（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）：包括逆變器和變流器，實(shí)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(dòng)。
• 監(jiān)測(cè)傳感器：實(shí)時(shí)采集電流、電壓、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

圖1：儲(chǔ)能系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

電流檢測(cè)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用

電流檢測(cè)是儲(chǔ)能系統(tǒng)中最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。精準(zhǔn)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(píng)估以及系統(tǒng)的安全保護(hù)。目前市場(chǎng)上主要有以下幾種電流檢測(cè)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(jí)的高性能微型霍爾電流傳感器產(chǎn)品，采用ASIC技術(shù)，專為高精度電流檢測(cè)設(shè)計(jì)，100%國(guó)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。產(chǎn)品具有原邊與副邊絕緣、無(wú)插入損耗、體積小、高一致性、高可靠性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理、UPS、變頻器、風(fēng)能變流器等領(lǐng)域。

1. 產(chǎn)品型號(hào)與規(guī)格

1. 核心技術(shù)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(hào)

• 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(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用位置

實(shí)際案例：儲(chǔ)能系統(tǒng)效率提升

項(xiàng)目：江蘇某10MWh儲(chǔ)能電站優(yōu)化前后對(duì)比：

實(shí)際項(xiàng)目數(shù)據(jù)對(duì)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(shí)為±1%，在-40~85°C時(shí)為±2%。
  • 傳統(tǒng)霍爾傳感器的精度通常為±3%或更低，導(dǎo)致BMS的SOC估算誤差高達(dá)±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(jì)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(cè)和快速響應(yīng)時(shí)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(yàn)，精準(zhǔn)的電流監(jiān)測(cè)可以將儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率從85%提升至90%~92%。
  • 結(jié)合AN1V的低溫度漂移（±0.2%）和低噪聲（2.7mV），進(jìn)一步減少能量損耗。
• 計(jì)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(guò)程，減少過(guò)充和過(guò)放。
  • 通過(guò)優(yōu)化熱管理策略（如動(dòng)態(tài)調(diào)整散熱功率），可以將散熱能耗從8%降低至5%。
• 計(jì)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(zhǎng)16.7%

• 依據(jù)：
  • AN1V的高精度電流監(jiān)測(cè)和低溫度漂移可以減少電池的過(guò)充和過(guò)放，從而延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。
  • 根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)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(jì)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%