【導讀】本文將介紹在儲能係統中常用的電子元器件技術特點
，並以貿澤電子官網在售的保護器件為例，說明保護器件在儲能係統中的重要性。

隨著充電樁建設普及速度加快，對於電網的衝擊越來越高，特別是快速充電樁
，電網需要提供的局部充電峰值功率可能超過1MW，這zhe樣yang的de衝chong擊ji可ke能neng導dao致zhi電dian網wang崩beng潰kui。而er充chong電dian負fu載zai是shi脈mai衝chong性xing的de，大da規gui模mo改gai造zao電dian網wang負fu載zai能neng力li以yi滿man足zu快kuai充chong需xu求qiu所suo需xu成cheng本ben過guo高gao，在zai充chong電dian樁zhuang建jian設she時shi搭da配pei儲chu能neng係xi統tong是shi解jie決jue充chong電dian樁zhuang負fu載zai對dui電dian網wang衝chong擊ji的de有you效xiao解jie決jue方fang案an，利li用yong儲chu能neng係xi統tong可ke以yi通tong過guo調tiao節jie功gong率lv峰feng值zhi，有you效xiao避bi免mian充chong電dian對dui電dian網wang的de衝chong擊ji。

儲能係統中，以鋰電池為代表的電化學儲能係統發展速度最快。電池儲能係統由兩個主要部分構成：功率轉換係統（PCS）可進行交流/直流和直流/交(jiao)流(liu)轉(zhuan)換(huan)，電(dian)能(neng)進(jin)入(ru)電(dian)池(chi)，對(dui)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian)

，或(huo)電(dian)池(chi)儲(chu)存(cun)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)為(wei)交(jiao)流(liu)電(dian)，輸(shu)回(hui)電(dian)網(wang)，合(he)適(shi)的(de)電(dian)力(li)裝(zhuang)置(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)取(qu)決(jue)於(yu)所(suo)支(zhi)持(chi)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)功(gong)率(lv)流(liu)情(qing)況(kuang)；電池管理係統（BMS）具有電池充電、平衡和健康度監測功能，並配有微處理器，負責係統控製和通信，該係統提供的基本元件能夠將儲能係統（ESS）集成至較大型的係統。

本文將介紹在儲能係統中常用的電子元器件技術特點，並以貿澤電子官網在售的保護器件為例，說明保護器件在儲能係統中的重要性。

電池儲能係統應用狀況與對元器件的要求

事實上，不僅是新能源汽車充電樁，可再生能源發電也是普遍存在間歇性
、波動性問題。不過，為了應對氣候變化帶來的挑戰，全球主要國家都在大力倡導發展新能源，包括新能源發電和新能源用電等環節。

從實際應用來看，目前儲能係統已經貫穿發電側
、輸電側、配電側和用電側。在發電側，儲能設備最主要的用途是集中式可再生能源並網。可再生能源（如風電、光伏發電等）由於自然資源地理位置分布的不均勻、發電高峰時段與用電高峰時段的不完全重合、yijirineibodonghebukeyucexingdeng，geidianwangdegongxupipeitichutiaozhan
，erchunengshebeiyukezaishengnengyuanfadianshebeidepeihekeyishixianchuliwending，zuidachengdushangjianshaoqifengqiguang。

在電網的輸電側、配pei電dian側ce和he用yong電dian側ce，儲chu能neng設she備bei可ke以yi用yong於yu提ti供gong電dian力li輔fu助zhu服fu務wu。由you於yu電dian網wang接jie入ru的de發fa電dian量liang和he用yong戶hu負fu荷he的de用yong電dian量liang具ju有you瞬shun時shi特te性xing，電dian網wang處chu於yu不bu斷duan的de波bo動dong變bian化hua中zhong。因yin此ci，為wei了le保bao障zhang電dian力li係xi統tong的de安an全quan穩wen定ding運yun行xing，需xu要yao並bing網wang發fa電dian廠chang提ti供gong輔fu助zhu服fu務wu，應ying對dui充chong電dian樁zhuang的de脈mai衝chong性xing負fu載zai就jiu是shi其qi中zhong一yi個ge方fang向xiang。

正(zheng)因(yin)為(wei)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)諸(zhu)多(duo)的(de)應(ying)用(yong)優(you)勢(shi)，新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)和(he)汽(qi)車(che)電(dian)氣(qi)化(hua)等(deng)領(ling)域(yu)要(yao)實(shi)現(xian)大(da)發(fa)展(zhan)，作(zuo)為(wei)配(pei)套(tao)的(de)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)率(lv)先(xian)完(wan)善(shan)起(qi)來(lai)

，迎(ying)來(lai)發(fa)展(zhan)窗(chuang)口(kou)期(qi)。以(yi)發(fa)展(zhan)較(jiao)快(kuai)的(de)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)為(wei)例(li)，根(gen)據(ju)中(zhong)關(guan)村(cun)儲(chu)能(neng)產(chan)業(ye)技(ji)術(shu)聯(lian)盟(meng)（CNESA）的統計數據，2021年中國新增投運電力儲能項目裝機規模首次突破10吉瓦（GW）大關，達到10.5吉瓦，其中新型儲能新增規模首次突破2吉瓦
，達到2.4吉瓦，同比增長54%。

在新型儲能方麵
，以電池儲能為代表的電化學儲能是重要的應用技術，在《儲能產業研究白皮書2022》中被重點提出。電池儲能也就是以電池為載體
，完成電能的儲存、釋放與管理。通過圖1能夠看到，除了我們較為熟知的鋰電池，鈉電池、全釩液流電池、鋅基液流電池、鉛炭電池等技術也在飛速發展，在實際應用中逐漸顯露技術優勢。

圖1：電化學儲能技術及發展預期

（圖源：中科院官網）

當然，在電池儲能方麵，鋰離子電池目前技術更為成熟且應用範圍更廣。鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長
、自放電率小、無記憶效應、綠色環保等優點
，一經問世就在消費電子、交通等領域迅速展開部署
，更是新能源汽車發展的支柱性技術，在儲能領域具有廣闊的應用前景。

從市場情況來看，根據CESA前瞻產業研究院的統計數據
，目前對於電池儲能而言，主要應用還是在發電側和電網側，占比分別為45%和51%，而用戶側的裝機數占比已經從2018年的26.7%下降至2021年的4%。

圖2：中國儲能電池下遊應用占比

（圖源：CESA前瞻產業研究院）

隨(sui)著(zhe)電(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)不(bu)斷(duan)靠(kao)向(xiang)電(dian)網(wang)側(ce)的(de)大(da)規(gui)模(mo)部(bu)署(shu)，電(dian)池(chi)能(neng)量(liang)比(bi)和(he)功(gong)率(lv)比(bi)快(kuai)速(su)提(ti)升(sheng)，這(zhe)給(gei)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)提(ti)出(chu)了(le)極(ji)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，如(ru)何(he)杜(du)絕(jue)各(ge)種(zhong)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)成(cheng)為(wei)電(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)部(bu)署(shu)的(de)重(zhong)中(zhong)之(zhi)重(zhong)。

綜合而言，電池儲能係統的主要安全問題包括過電流、接地故障
、電弧閃光和瞬態過電壓，以及溫度過高。如果這些問題不能得到很好地解決，那麼便會出現火災隱患、爆炸隱患、中毒隱患和觸電隱患等。

如上所述，電池儲能係統主要由功率轉換係統（PCS）和電池管理係統（BMS）兩部分組成。要保證係統的穩定安全，被稱為電池保姆或者電池管家的BMS是重要一環。根據《鋰離子電池行業規範條件》，BMS需要能夠實時監測電池的電流
、電壓


、溫度等故障
，並在發現故障的瞬間對劣化電池模塊進行隔離，將風險降到最低。為此，BMS係統主要提供五大保護功能：確定過流和放電條件

，確定過充和釋放條件
，確定過充保護失效
，確定過放電

、欠壓和補充條件
，以及確定超溫保護和釋放條件。

為了實現這些保護功能，幾乎所有BMS係統都會配備保護板。繼續細分的話，保護板上也會分為控製模塊
、充放電開關、均衡模塊和連接器輸入模塊等。到了元器件級別，BMS保護板上搭載的元器件主要是主控IC、MOS管
、電容、電阻
、電源管理IC和保護芯片，其中保護芯片主要是保險絲

、浪湧保護器、繼電器和隔離器件等。這些器件通過具體的電路搭配在一起
，就能夠讓BMS係統具備上述提到的各種保護功能。

此外，應用於發電側和電網側的電池儲能係統大都部署在惡劣的環境中，其中不乏沙漠、戈壁和荒漠等異常嚴峻的環境，因此上述提到的各種器件也需要具備極高的穩定性和可靠性
，保證電池儲能係統的BMS長期有效。還是那句話，目前電池儲能係統以鋰離子電池技術為主導，但鋰離子電池的材料特性決定了其對保護措施的高要求，無論是BMS係統、保護板還是相關的元器件，容不得一絲馬虎。

那麼，接下來我們就為大家推薦幾款貿澤電子平台在售的、可用於BMS係統的保護器件，它們均是來自製造商Littelfuse
，這些高可靠、性能出色的保護器件，是廣大工程師朋友打造行業出色的電池儲能係統的基石。

可用於儲能係統的PSR高速方形保險絲

保bao險xian絲si是shi一yi個ge較jiao為wei常chang見jian的de保bao護hu性xing元yuan器qi件jian
，在zai儲chu能neng係xi統tong中zhong也ye是shi不bu可ke或huo缺que的de。在zai儲chu能neng係xi統tong中zhong，保bao險xian絲si可ke以yi用yong於yu多duo個ge方fang麵mian
，比bi如ru保bao護hu係xi統tong的de功gong率lv器qi件jian，如ruIGBT、MOS管等
，也能夠用於保護直流濾波電容等基礎器件。此外
，三端保險絲REP還是BMS係統二次保護的核心器件。

今天，我們為大家推薦的是一款專為保護功率半導體器件而設計的Littelfuse PSR係列高速方形保險絲，該器件在貿澤電子平台上的物料號為PSR071FS0350Z，大家可以通過搜索此編號快速找到這顆器件。

圖3：PSR071FS0350Z

（圖源：貿澤電子）

Littelfuse PSR高速方形保險絲實現了極強的電流限製能力與均衡性能水平的完美融合，與同類產品相比，擁有更好的直流能力
、卓越的循環能力、低功率損耗設計以及直觀、可選的微型開關保險絲熔斷指示等優越性能。Littelfuse PSR係列高速方形保險絲可用於保護二極管
、三端雙向可控矽、IGBT、SCR、MOSFET以yi及ji其qi他ta通tong常chang用yong於yu功gong率lv轉zhuan換huan和he功gong率lv調tiao節jie設she備bei的de固gu態tai器qi件jian等deng廣guang泛fan的de功gong率lv器qi件jian，這zhe些xie靈ling敏min的de功gong率lv半ban導dao體ti器qi件jian無wu法fa耐nai受shou任ren何he線xian路lu浪lang湧yong或huo過guo流liu，並bing且qie需xu要yao高gao速su保bao護hu。

Littelfuse PSR係列高速方形保險絲擁有DIN端子
、螺栓端子

、平頭端子三種不同的設計方式，以滿足額定電壓、額定電流和分斷電流等方麵的不同需求。當然，這些高速方形保險絲均通過了cURus、CCC、IEC全球認證
，符合美國和加拿大標準要求
，並達到IEC60269-4級標準的aR級性能。

圖4：DIN端子款式

（圖源：貿澤電子）

圖5：螺栓端子款式

（圖源：貿澤電子）

圖6：平頭端子款式

（圖源：貿澤電子）

除了可用於儲能係統的電池保護應用，Littelfuse PSR係列高速方形保險絲在UPS、逆變器、整流器、驅動器等功率轉換器件
，直流母線、直流注入製動等直流注入係統，電動汽車充電站，加熱器和電源等領域均可提供出色的保護功能。

帶有鉗位功能的可插拔浪湧保護器件

shangmianneirongyijingtidao，yingyongyudianwangcedechunengxitongdadoubushuzaihuanjingjiaoweieliedehuanjingxia
，leijidengwaibuganraohuituranchanshengjianfengdianliuhuozhedianya。ruguobujiayichuli
，zhexiedianliuhuodianyahuiduixitongzhongdedianzishebei
、儀器儀表

、通訊線路等關鍵設備造成巨大的危害
，因此需要浪湧保護器對它們進行保護。

下麵為大家推薦一款可針對持續數微秒的瞬態過壓事件提供設備保護和過壓限製的Littelfuse可插拔浪湧保護器件（SPD），該器件在貿澤電子上的物料號為SPD2-350-1P1-R。這些SPD有單極和多極可插拔模塊可供選擇，提供Class 2/Type2/Type 1 CA保護等級。Littelfuse可插拔SPD還具有額外的保護特性
，如熱保護和IP20fanghudengji。tongguoxianzhishebeizaizhexieshijianfashengshideguodianya，chengbengaoangdeshebeisunhuaihetinggongkeyidedaojianshao。ciwai，youyucaiyongshouzhichumoanquansheji，yincikezengqiangduigongrendefanghu。

圖7：SPD2-350-1P1-R

（圖源：貿澤電子）

在產品特性方麵
，Littelfuse可插拔浪湧保護器件采用聯鎖片機製
、緊湊占位和可視壽命指示燈，具有較高的設計靈活性和抗振性。同時，這些SPD具有鉗位功能

，並可承受高能量瞬態，可確保低殘餘電壓（在高能量浪湧事件期間）和更高的標稱放電電流，以防止設備的中斷
、停機和性能下降。Littelfuse采用1+1配置的浪湧保護器件可用於60V至277V標稱電壓的子配電板應用。

DCN大電流高壓直流接觸式繼電器

儲能係統和普通EV係統的電池係統功能相同，也就是充電和放電，因此繼電器就成為係統中必要的一部分。繼電器是一種電控製器件
，當輸入量（激勵量）的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化。在電池儲能係統的BMS充電電路中
，一般會用到正極繼電器


、負極繼電器和預充繼電器三個類型，通過信號控製完成閉合或打開，以完成係統充電。

接下來這款器件便是適用於可再生能源存儲應用的Littelfuse DCN大電流高壓直流接觸式繼電器，貿澤電子平台上該器件的物料號為DCNEVT500-CA。

圖8：DCNEVT500-CA

（圖源：貿澤電子）

Littelfuse DCN大電流高壓直流接觸式繼電器具有30A至500A多種電流規格和高達1800V額定電壓。得益於器件本身的創新設計，該繼電器結構緊湊、體積小

、重量輕，可方便地集成到各種大電流、高壓電氣係統中。

在產品特性方麵
，Littelfuse DCN接觸式繼電器采用磁吹滅弧和密封充氣滅弧室設計，可快速熄滅觸點之間的電弧

；線圈節能器通過線圈控製信號脈衝寬度調製（PWM），大幅降低了線圈功耗和發熱；提供極性和非極性觸點設計選項，幫助工程師朋友根據電氣係統負載極性優化性能。

除了可再生能源存儲應用，Littelfuse DCN接觸式繼電器還可用於電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）、電動叉車
、充電站等領域，典型的設計方案包括主接觸器、預充電接觸器、快充接觸器
、慢充接觸器和輔助接觸器。

可調節跳閘設定值的接地漏電監測器

在電池儲能係統設計的過程中，接地也是一種重要的保護措施，不僅能防止人員遭受電擊、設備和線路遭受損壞
，並且還能夠幫助係統應對雷擊等突發事件。因此
，接地的方式大概分為工作接地、保護接地和防雷接地。以防雷接地為例，我們都知道雷擊的危害是巨大的
，防雷擊的有效措施之一就是接地，將雷電電流導入大地。

當dang然ran，在zai係xi統tong運yun行xing的de過guo程cheng中zhong
，也ye會hui因yin為wei絕jue緣yuan體ti損sun壞huai而er導dao致zhi接jie地di漏lou電dian，會hui引yin發fa很hen多duo潛qian在zai的de危wei害hai，包bao括kuo危wei及ji維wei護hu人ren員yuan的de人ren身shen安an全quan
，引yin起qi短duan路lu事shi故gu，電dian火huo花hua引yin發fa火huo災zai等deng等deng。在zai此ci，我wo們men為wei大da家jia推tui薦jian一yi款kuanLittelfuse SE-704接地漏電監測器
，該器件在貿澤電子平台上的物料號為SE-704-0D。

圖9：SE-704-0D

（圖源：貿澤電子）

Littelfuse SE-704接地漏電監測器是基於微處理器的接地故障繼電器
，適用於電阻接地和直接接地係統，能夠靈敏地檢測低至10mA的接地故障電流，可用於諧波含量極高的係統。

Littelfuse SE-704接地漏電監測器擁有非常多出色的產品特性，包括可調節跳閘設定值、可調節時間延遲、CT-Loop監測
、諧波濾波等

，可提供饋線保護或個別負載保護，提供輸出觸點以用於跳閘保護回路或報警指示電路。該器件上具備的模擬輸出功能可同PLC或儀表一起使用。此外，Littelfuse SE-704接地漏電監測器還通過了UL
、CSA、CE和C-Tick認證。

儲能係統良性發展離不開保護電路

無論是充電樁的快速普及
，還是“雙碳”目mu標biao下xia新xin能neng源yuan建jian設she的de進jin一yi步bu提ti速su，都dou給gei儲chu能neng產chan業ye發fa展zhan帶dai來lai了le曆li史shi性xing機ji會hui。上shang述shu內nei容rong我wo們men曾zeng多duo次ci提ti到dao
，儲chu能neng係xi統tong的de安an全quan尤you為wei重zhong要yao，這zhe是shi產chan業ye良liang性xing發fa展zhan的de大da前qian提ti，一yi個ge穩wen定ding可ke靠kao的de儲chu能neng係xi統tong需xu要yao電dian子zi保bao護hu元yuan器qi件jian提ti供gong全quan方fang位wei的de保bao護hu。借jie助zhu貿mao澤ze電dian子zi平ping台tai上shang極ji其qi豐feng富fu的de保bao護hu器qi件jian
，工gong程cheng師shi朋peng友you一yi定ding能neng為wei儲chu能neng係xi統tong打da造zao出chu更geng合he適shi的de安an全quan方fang案an。

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