电池管理系统如何解决？德州仪器有解法！

储能电站越建越大，设计难题也从电池延伸到整套能源系统。

电池中的电芯数量增加，如何准确掌握每颗电池的状态？充放电功率提高，如何减少转换损耗？面对电池之外的更高电压与多端口接入需求，电能转换架构又该如何调整？

从电池管理系统（BMS），到双有源桥（DAB），再到固态变压器（SST），三个技术议题分别对应电池监测、双向功率转换和系统架构升级。围绕这些环节，德州仪器（TI）的产品与参考设计，提供了哪些具体解法？

PART 01

面对电池系统外大型化、长时化

储能系统面临哪些新压力？

国家能源局公布的数据显示，截至2025年底，全国已建成投运新型储能装机规模达到1.36亿千瓦/3.51亿千瓦时，较2024年底增长84%。

规模增长之外，项目结构的变化更值得关注。

数据说明，储能正在同时走向大型化、长时化和更充分的调用。

这些变化将压力传导至三个环节。

电池侧，需要长期追踪电池中电芯差异与衰减，及时发现值得关注的异常；

功率转换侧，需要在充放电及不同负载条件下控制损耗；

系统侧，则要兼顾高压接入、设备体积、模块协调与故障保护。

建设规模越大，越需要把这些问题放在同一套设计中考虑。监测准确，才能为运行控制提供依据；转换高效，才能减少热管理负担；系统协调可靠，才能让各个模块持续发挥作用。

PART 02

BMS（电池管理系统）

如何更深入地掌握电池状态？

BMS（电池管理系统）需要回答三个基本问题：电池还剩多少电、衰减到什么程度、能否继续安全运行。

在电池管理系统中，电压、电流和温度是判断的基础，但这些测量值不能完整揭示内部电化学变化。在电源管理系统中，对于大量电池中的电芯组成的储能系统，如何区分正常工况波动与异常变化，直接影响电池管理系统的状态估算和维护决策。

电化学阻抗谱（EIS）提供了补充信息。它通过施加不同频率的小幅电信号，测量电池响应，获得阻抗特征，再结合温度、荷电状态和历史数据分析电芯状态。

德州仪器的解法，是将EIS测量能力集成进电池监测器，并提供系统参考设计。

BQ79826Z-Q1支持最高26串电芯监测，集成EIS引擎，测量频率覆盖0.01Hz—3.5kHz。在1A激励、200μΩ阻抗条件下，公开阻抗测量精度为1%。

面向储能，TIDA-010978参考设计支持52串或104串电池包的电压、温度和阻抗监测，并可用于最高1500V堆叠式系统开发。它将EIS与原有采样、通信和保护功能结合，为工程师验证电池状态分析提供硬件起点，是电池管理系统中一个案例。

PART 03

DAB

电池充放电，如何兼顾双向转换与效率？

掌握电池状态之后，还需要高效地控制电池中能量进出（电池管理系统的一部分）。

储能电池电压会随充放电变化，功率转换电路因此需要覆盖一定的电压与负载范围。在采用隔离型DC/DC的架构中，既要完成电压匹配，又要实现双向能量流动，DAB是可选拓扑之一。

DAB通过高频变压器连接两侧有源桥，利用开关波形的相位关系调节功率大小与方向。其对称结构便于双向运行，也为模块化扩展提供条件。

德州仪器的解法，是把DAB功率级、实时控制和隔离驱动组合成可验证的参考方案。

TIDA-010054最大输出功率为10kW，一次侧电压700—800V，开关频率100kHz，公开峰值效率98.7%、满载效率98%。采用扩展移相控制时，二次侧电压范围可覆盖250—500V。

该方案使用C2000系列TMS320F280039控制器实现数字控制，配合UCC21710驱动和保护SiC MOSFET。工程师可以据此研究双向控制、宽电压运行及保护设计，再按实际储能系统要求调整参数。

PART 04

SST

在电池管理外更高电压下，系统架构如何升级？

当讨论从电池包与转换模块延伸至电网接口，问题进一步变成：能否将电池之中的电压变换、隔离与功率调节更紧密地结合？

SST通过功率电子变换与高频隔离实现电能转换，在合适架构下，可为直流端口接入和双向功率控制提供条件。前述DAB，也可以作为某些SST架构中的隔离型DC/DC环节。

但SST并非所有储能项目的必选项。能否体现体积和系统集成收益，需要结合电压等级、端口需求、成本与可靠性评估（与电池管理相关）。

德州仪器的解法，是围绕SST关键功能提供控制、采样、驱动与参考设计支持。

在具体器件层面，C2000实时控制器可承担功率变换控制；AMC1311等隔离采样产品用于高压侧电压反馈；UCC21710等隔离驱动产品连接控制信号与功率开关，并提供相应保护功能。这些器件需要依据各模块的实际电压和绝缘要求选型。

德州仪器的SST设计资源进一步围绕精密测量、模块化功率级、实时监测和高压运行组织方案。其作用是帮助开发者构建并验证关键环节，整机仍需完成绝缘、热管理与故障工况测试。

9月17日杭州、9月22日深圳，TI能源基础设施技术研讨会将围绕电池管理系统、储能安全监测、双向功率转换、SST等议题展开技术交流，并覆盖边缘AI及相关器件设计。正在进行BMS、储能功率转换或高压系统开发、电池管理相关的工程师，可结合项目中的具体问题报名参会，与TI进一步交流产品选择和实现方法！

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