監(jiān)測電壓的“專家”，儲能中的電壓傳感器

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）電壓傳感器是儲能系統(tǒng)中不可或缺的組件，對于確保系統(tǒng)安全、提升效率、延長電池壽命和優(yōu)化系統(tǒng)管理都有著重要作用。

比如電壓傳感器用于測量儲能系統(tǒng)中各個關(guān)鍵部位的電壓，比如電池組、逆變器、充電設(shè)備以及整個系統(tǒng)的輸入和輸出電壓。這有助于實時掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確保電壓水平維持在安全和高效的范圍內(nèi)。

通過持續(xù)監(jiān)測電池組的電壓變化，可以間接評估電池的健康狀況（SOH）。電壓異?？赡苁请姵乩匣?、性能衰退或個別電池單元故障的跡象，及時發(fā)現(xiàn)這些問題有助于預(yù)防系統(tǒng)故障和延長電池壽命。

電壓傳感器還可以及時檢測電路中的異常電壓波動，比如過電壓或欠電壓情況，這些都可能是系統(tǒng)故障的前兆。一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)可以迅速采取措施，如發(fā)出警報或啟動保護機制，避免設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。

而精確的電壓數(shù)據(jù)對于儲能系統(tǒng)的高效運行至關(guān)重要。控制系統(tǒng)依據(jù)電壓傳感器提供的信息，可以動態(tài)調(diào)整充放電策略、功率分配和能量管理，提高系統(tǒng)的整體效率和穩(wěn)定性。

通常而言，電壓傳感器通常與BMS集成，提供必要的電壓數(shù)據(jù)，幫助BMS進行電池狀態(tài)的評估和維護。當(dāng)傳感器的測量數(shù)據(jù)被送至BMS時，用于計算電池的荷電狀態(tài)（SOC），并據(jù)此做出充放電決策。這對于確保電池組均衡充放電、避免過充過放以及優(yōu)化能源利用至關(guān)重要。

儲能電壓傳感器的選擇

對于應(yīng)用在儲能產(chǎn)品中的電壓傳感器，對比其他電子產(chǎn)品中的電壓傳感器，盡管都能檢測和監(jiān)測電壓水平，并將電壓信號轉(zhuǎn)換為可用于控制和監(jiān)測的信號。但相比之下，儲能產(chǎn)品中的電壓傳感器要求會更高，甚至要達到工業(yè)級。

儲能系統(tǒng)中的電壓傳感器往往需要更高的測量精度和長期穩(wěn)定性，因為電池電壓的微小變化可能反映了電池的健康狀態(tài)或系統(tǒng)運行狀況，這對電池管理和系統(tǒng)安全至關(guān)重要。并且儲能系統(tǒng)可能面臨更寬的電壓范圍，尤其是在大規(guī)模儲能應(yīng)用中，這要求電壓傳感器具有更寬的動態(tài)測量范圍。

還需要注意選擇與系統(tǒng)兼容的輸出信號類型（如模擬電壓、電流輸出或數(shù)字通信如CAN, Modbus等），確保與電池管理系統(tǒng)和其他控制設(shè)備的無縫對接。在考慮系統(tǒng)能耗時，低功耗傳感器更為優(yōu)選。同時，對于高功率應(yīng)用，良好的散熱設(shè)計也是必須的。

此外，耐用性和環(huán)境適應(yīng)性、長期可靠性、精確度、安全性和與復(fù)雜系統(tǒng)集成的能力都是應(yīng)用在儲能系統(tǒng)中的要求。

當(dāng)前市場中，高端傳感器仍然是國外企業(yè)為主導(dǎo)，比如瑞士的LEM、Sensirion等，以LEM的產(chǎn)品為例，提供多種電壓傳感器，如HV系列（高壓應(yīng)用）、LV系列（低壓應(yīng)用）等，這些傳感器采用優(yōu)化的霍爾效應(yīng)或磁通門技術(shù)，具有高精度、寬量程、快速響應(yīng)和強隔離能力，適合在包括儲能系統(tǒng)在內(nèi)的多種高壓和精密測量應(yīng)用中使用。

國內(nèi)也有不少相關(guān)傳感器企業(yè)，如柏艾斯、芯森、TPS特普生、開步電子等，都能提供相應(yīng)的電壓傳感器。

小結(jié)

電壓傳感器在儲能系統(tǒng)中扮演著多面手的角色，從保證電池安全、優(yōu)化性能到提升經(jīng)濟效益，都離不開這一關(guān)鍵元件。隨著儲能技術(shù)的不斷進步，電壓傳感器的功能和精度也將進一步提升，以滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。