家储整体硬件方案及BMS方案

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家庭储能去年的火爆程度堪比16年的新能源汽车。欧洲市场的火爆下，带来的势必是对储能产品功能性能寿命的考验。今天简单聊一聊家庭储能的大致硬件架构。初步感受下其中的难度和整个方案的技术难点。 家庭储能的成功经验，势必会复制在工商业和集装箱储能。安全性是我们最主要的追求，产品良莠不齐，事故也慢慢多了起来，欧洲家储除了也有几十次的燃爆时间了。是否这种拓扑不太能完全cover住整个系统的安全防护，值得反思。

  户用储能，也称家储，是分布式能源（DER）的重要组成部分。分布式供能可实现输配电成本节约，实现更低成本、提高电能质量和能源效率。对于家庭而言，可通过提高自发自用比例、参与辅助服务等方式降低用电成本，同时在面临重大灾害等因素导致电网电力中端时作为应急备用电源，提升家庭供电可靠性；对于电网而言，VRE（波动性可再生能源）占比快速提升，将进一步拉大发电曲线与用电曲线的差异，配置储能可将电力在时间上转移以辅助电网平衡发电能力与用电需求。

分类上可包括并网家庭光储系统和离网家庭光储系统。并网家庭光储系统可在由电网对家庭负荷供电或家庭光储系统对电网输电，离网家庭储能系统则与电网无电气连接，适用于孤岛等偏远无电网地区。

  如下图，家储的光伏储能应用，场景基本是消峰填谷。PV使用DCDC，进行MPPT转化，以电池直流电压为母线或者电池也增加一级DCDC这样直流母线可以升高到逆变的直流电压。  然后进行DCAC的逆变，信号主要诊断整个入户的功率，加上PV功率和电池功率。可以做到功率上的合适转化。DSP用于浮点运算和驱动控制，MCU用于数据传输对接云端和APP端口。





  如上图为BMS的简化硬件架构，由于低压包可以采用MOS进行控制，高压包可以采用继电器方案。

  AFE模拟前端进行单体温度电压的监控和诊断，MCU进行数据的传输和SPX算法实现。

  这里面涉及到取点的DCDC低功耗设计、热插拔设计、浪涌EMC的防护。

  AFE的采样与均衡，具备class B的功能安全，硬件上符合单点失效的功能安全。

  MCU具备硬件看门狗防止软件跑飞或卡死。

  通讯模块注意波形是否正常，浪涌静电防护。

  MOS的驱动、短路保护等

  电流电压采样的精度

  无线通讯的可靠性

  OTA升级的可靠性