奔赴万亿储能市场蓝海，BESS高效、稳定运转的秘诀是什么？

发布时间：2026-07-11 04:09:55 来源：程力专用汽车股份有限公司 作者：休闲

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）当前，奔赴全球储能市场高速发展，亿稳定中国市场更是市场以56.83% （EESA数据，2024年）的蓝海全球新型储能装机占比引领行业发展。根据国家智能制造专家委员会和CNESA的高效统计数据，2023年中国新型储能产值突破3000亿元；2024年新型储能累计装机规模首次超过抽水蓄能，运转达到78.3GW；到2030年，奔赴中国新型储能累计装机将达到220GW，亿稳定行业总产值将超过3万亿元。市场

在新型储能市场中，蓝海BESS（Battery Energy Storage System，高效电池储能系统）占据市场主导地位。运转随着装机规模不断扩大，奔赴BESS对能量密度、亿稳定系统效率、市场运维效率和成本效益的需求进一步提升，给系统设计带来了新的挑战。为此，德州仪器（TI）推出1500V高压电池簇电池管理一站式系统方案、电池包主动均衡和无线电池管理等解决方案，帮助行业应对这些挑战。

三大终端需求推动BESS市场爆发

从BESS市场分布来看，锂电储能在整个新型储能市场的装机量占比持续保持在90%以上的高位水平，且与快速发展的新能源汽车动力电池产业形成了良好的协同效应，有力支撑新型电力系统构建。此外，钠离子电池作为一种非锂储能技术，在能量密度、循环寿命和安全性等方面持续突破，也受到市场关注。

技术和产品的进步让BESS摆脱了传统抽水储能的部署位置限制，在多元化的应用场景里快速落地。在2025创新储能技术论坛上，德州仪器系统工程师林凯着重提到了三大应用场景：源网侧储能(GESS)、工商业储能(C&I ESS)和家用储能(RESS)。其中，源网侧储能主要用于并网光伏/风力发电站、输电和配电设备，帮助电网调频调峰，装机规模基本超过1MWh；工商业储能主要部署于商业设施、办公大楼、工厂、微电网等场景里，显著提升了企业能源利用和管理的效率，装机规模在50kWh-1MWh之间；家用储能多为“家用储能系统+屋顶光伏板”，用于自发自用/负载削峰填谷，装机规模在1kWh-30kWh之间。

《2025-2029年中国储能产业深度调研及投资前景预测报告》指出，当前中国BESS市场仍以源网侧储能为主导，但包括工商业储能和家用储能在内的用户侧储能在快速增长，辅以峰谷电价差扩大，用户侧储能经济性显著提升。

三大市场背后，BESS主要采用的扩容方式是电池并联系统和电池串联系统。其中，并联BMS的系统电压与单体电池包一致，因此也称为低压BMS，主要面向家用和移动储能场景，需要解决并联电池包的环流问题，且在尺寸、轻量化和低成本方面有更严苛的要求；串联BMS将多个电池包串联，总电压为各电池包电压之和，因此也称为高压BMS，目前最典型的应用是1500V储能系统，需解决串联电池包的电压均衡与容量匹配等问题，未来的发展方向包括通过电化学阻抗分析提升热管理水平，以及引入无线BMS等。

综上，当前BESS正经历技术迭代与市场扩容的双重驱动，随着越来越多的清洁能源接入电网，BESS能让电力基础设施更好地适应需求变化，提升能源系统的整体韧性，帮助全球主要国家和地区实现自己的“碳排放”目标。同时，技术创新和需求增长也在推动BESS呈现多元化的发展趋势。电芯层面，更大容量、更长寿命、更高安全的电芯是行业持续不变的追求；系统层面，改进的热管理、更快的均衡速度和高效的运维是后续升级的大趋势。

展开来看系统层面的趋势，如下：

热管理：传统BESS主要采用风冷这样的被动散热，散热效率不高，且容易因散热不均匀出现热失控的问题，智能液冷+全域温控的方式逐渐成为行业主流。

均衡速度：以电池包均衡来看，传统BESS采用的电池包被动均衡技术是一种相对简单的均衡方式，效率比较低、均衡速度比较慢，导致系统中一部分电能转化为热能被消耗。电池包主动均衡在均衡效率、能量利用率和减少能量浪费等方面优势明显。BESS系统迭代过程中新旧电池共用的挑战进一步推动了电池包主动均衡技术的普及。

系统运维：人工智能（AI）、数字孪生和物联网技术的快速发展让BESS在预测性维护系统和远程监控方面的能力大幅提升，使得需要人工干预的场景越来越少。

随着BESS逐渐向高效率和高安全方向迈进，对系统中的关键子系统——BMS（电池管理系统）、PCS（储能变流器）也提出了新的要求。比如，BMS需要实现精度、效率和均衡速度的突破；PCS的高效率转换技术和拓扑结构优化也在持续迭代。同时，BESS还有一个趋势是不容忽视的，即受到光伏系统的启发，系统直流侧电压从不超过1000V提升至不超过1500V。

相较于1000V储能系统，1500V储能系统在电池能量密度与功率密度方面都有着较大的提升。同时，将系统中线缆、BMS硬件模块、变流器等部件的耐压等级从不超过1000V提升至不超过1500V，相同容量的BESS中设备数量将减少，降低了设备成本，也降低了土建的成本。另外，1500V 储能系统能够更高效地与1500V光伏系统兼容，减少能量转换环节，也带来效率和成本的优化。

不过，1500V储能系统的规模化应用也面临一些关键的技术挑战。首先，一个较为直观的挑战是高压环境下的可靠性难题，对绝缘与耐压的要求升级，且需要适配更高耐压等级的功率器件；其次是高压串联下的精准控制挑战，从1000V到1500V，采用相同电压等级的电芯，串联电芯的数据就会显著增加，为实现系统的一致性，对高精度电池监测技术有着更高的要求。

助力实现1500V大容量BESS

为应对上述趋势和挑战，德州仪器凭借先进的电池管理、隔离、电流检测和高压电源转换技术，为住宅储能、工商业储能和1500V储能系统设计提供全面支持。

TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM是德州仪器推出的一款高达1500V的高压锂离子(Li-ion)和磷酸铁锂(LiFePO4)电池簇组合参考设计，包含了三个核心参考设计，分别是：

TIDA-010279：其是一个电池监测单元 (BMU)参考设计，采用 BQ78706 电池管理芯片,支持52芯电压和温度检测，并保护电池包以确保安全使用。

TIDA-010272：该参考设计面向高压监测单元 (HMU)，可以监测四个高压总线输入、一个分流电流与温度，以及电池的一个绝缘阻抗。25℃时总线电压精度为±0.5%；25℃且<10A时分流电流误差为 ±10mA；25℃且>10A时分流电流误差为±0.1%，可确保电池簇的安全运行。

TIDA-010253：该参考设计是一款适用于高压锂离子、磷酸铁锂电池簇的中央控制器，即电池控制单元 (BCU)，以ARM® Cortex®-R5F MCU为主控，通信接口包括RS-485、CAN、菊花链和以太网，适用于高容量电池簇应用。

TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM，图源：德州仪器

TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM系统框图，图源：德州仪器

林凯表示，高可靠的BMU、高精度的HMU，以及高实时的BCU让这一系统方案形成了一个完整的BESS系统，可监控每个电芯的电压、电芯温度、电池簇电压、电池簇电流、绝缘阻抗，并保护电池包以确保安全使用。此外，该参考设计还有一个特性优势在于扩展活性，开发人员可以选择具有数据重新计时和环形架构的稳健菊花链通信，用于采用菊花链的多模块电池；也可以选择高达1500V的CAN接口，支持堆叠结构，用于支持CAN的多模块电池。另外，TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM也适用于住宅、商业、工业和电网储能系统的大容量电池簇应用。

同时，他指出，TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM也是德州仪器助力实现安全可靠储能系统的代表性方案。在该方案设计实现过程中，使用了大量满足不同功能安全的器件，来实现整个方案层面的功能安全目标。比如，方案中的AFE芯片BQ78706符合ISO 26262 ASIL B汽车功能安全等级，高压电池簇监控器BQ79731-Q1则符合ISO 26262 ASIL D汽车功能安全等级。通过这些芯片可实现各种可靠的电芯和电池包检测，进而实现系统级的功能安全目标。在系统电气设计层面，TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM里面的电压隔离器件能够帮助1500V储能系统实现5000M海拔下高达15mm的爬电距离。

除了TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM，德州仪器在2025慕尼黑上海电子展上还展示了面向48V至1500V储能系统的高精度电池管理单元参考设计TIDA-010247，既可以用于面向48V系统、移动储能和住宅BESS的低压应用，也可以通过CAN接口的堆叠功能用于1500V商业和工业BESS的BMU。

TIDA-010247通过堆叠两个高精度电池监测器和保护器BQ769x2来监测多达32个串联电池电芯的电压、电池包电流和温度数据，25℃下磷酸铁锂电池电压测量误差小于±1.8mV。该参考设计提供出色的保护功能，包括强大的可编程电池电芯和系统保护，以及反向充电器和电池包侧高电压保护，可以应对电芯过压、电芯欠压、过热和充放电过流以及短路放电等各种异常情况。TIDA-010247采用低功耗MSPM0 MCU 系列产品 MSPMP0G3519来控制整个系统，具有超低的运输模式电流消耗(10μA)和待机模式电流消耗(300μA)。

TIDA-010247，图源：德州仪器

TIDA-010247可以适用于高压BMS的应用场景，该参考设计支持通过CAN接口堆叠至1500V的高压。林凯称，在1500V储能系统实现过程中，如果客户需要进一步降低成本来提升竞争力，TIDA-010247则是一款高性价比的方案，且同样能够保障储能系统的稳定运行。

上述几款方案对打造1500V储能系统的BMS子系统非常有帮助，提升BMS系统的开发效率并增强安全可靠性。在整个储能系统中，BMS、PCS和EMS（能量管理系统）之间的三级联动控制策略是提升系统性能的关键。

在PCS方面，传统48V电池用的PCS两级式架构，包括开环的隔离DC/DC和闭环的非隔离DC/DC，因此整体系统的效率较低。德州仪器推出的SRC-DAB转换器参考设计创新性地采用单级架构，提升PCS的转换效率。该参考设计提供非常宽的电压适配范围，可以支持从40V-60V转向350V-550V的高压母线，来实现两者之间高效的双向传输。同时，这款SRC-DAB的控制算法采用的是4个自由度的控制算法，能够实现全范围的ZVS，提升整体的系统效率。

主动均衡让电池包更高效

上述提到，随着BESS电压不断提高，部署规模持续攀升，传统电池包被动均衡技术的局限性日益显著，电池包主动均衡技术因其高效能量管理能力逐渐成为行业关注的焦点。此外，BESS系统迭代过程中存在的新老电池包混用问题，进一步加快了电池包被动均衡技术的淘汰节奏，这种方式仅能处理电压均衡，无法解决容量、内阻等参数的不一致性，在长周期运行中，电池簇不一致性会持续累积，最终导致整包容量提前衰减。现阶段的解决方式是运维人员上门去检测然后进行充放电，人力成本非常高，但运维效率又比较低。

电池包主动均衡技术则能够对电池包进行全维度均衡管理，提升电池包的动态响应能力和能量利用率，并借助能量转换器件减少了均衡过程中的能量损耗。林凯介绍称，德州仪器的电池包主动均衡方案有很多特征优势，其采用简单的硬件架构和控制算法，降低了客户升级的门槛。为了帮助客户实现平滑升级，该参考设计利用24V辅源BUS作为能量中转站，无需改变系统架构，可将功能模块直接嵌入到原来的系统中。由于是自动均衡，无需人工维护。

基于谐振双有源桥的有源包间均衡参考设计，图源：德州仪器

德州仪器的这款参考设计基于谐振双有源桥，只需要两个半桥就可以实现任意包间(Pack-to-Pack)的隔离双向传输，支持的电池电压范围为40-60V，额定BUS电压为24V，最大充/放电电流为5A。该参考设计通过具有成本优势的C2000™ MCU TMS320F2800137进行控制，采用谐振+变频的创新控制算法，可以实现全范围ZVS，充电模式和放电模式均可实现95%峰值效率。加之该方案的拓扑电路简单易用，具备低BOM成本优势。

无线BMS带来无限可能

随着储能系统对能量密度、结构优化和运维效率的要求进一步提升，传统BMS依赖的线束和连接器成为瓶颈，无线BMS通过无线通信技术突破物理限制，成为储能系统升级的趋势之一。

无线BMS消除了线束和连接器占用的空间，可提升系统能量密度，并减少系统中的故障点，支持远程诊断，进而提升运维效率。同时，无线BMS的灵活性优势也是非常明显的，支持模块化更换故障电池包，适应不同规模储能项目的需求，也能够避免因单点失效导致整体系统更换，降低维修难度和维修成本。这种灵活的分布式管理，也更加契合微电网及可再生能源存储需求。

当然，无线BMS方案设计也面临着一些挑战，比如需要实现准确的计量和监测，需要确保可靠、快速地通信，对数据安全/网络安全有更高的要求等。为帮助开发人员应对无线BMS的设计挑战，德州仪器推出了可堆叠无线电池管理单元参考设计，其特征性能如下：无线吞吐量高达1.2Mbps，链路预算高达103.6dBm，无线主节点功耗小于100uA，从节点功耗小于70uA。支持100个节点扩展，每节点延迟小于2ms/16ms（1主节点/8从节点），传输可靠性大于99.999%，丢包率小于10E-7 ，网络重组时间小于110ms。

可堆叠无线电池管理单元，图源：德州仪器

林凯认为，借助这款参考设计，设计人员有望将储能系统传统的三级式架构（电池簇级、电池包级、电芯级）简化为两级式架构，节省储能系统里的BCU。

无论是在功能安全还是信息安全方面，这款设计都能够为最终应用提供出色的安全保障。该参考设计采用的无线芯片CC2662-Q1，其通信协议满足ASIL-D认证；其信息安全的开发遵循德州仪器的信息安全设计流程，该流程满足ISO21434 认证。需要特别指出的是，该参考设计无需德州仪器软件许可费用，以低成本帮助储能系统厂商提升商用优势。

结语

在全球能源转型加速的背景下，万亿级储能市场的蓝海已全面展开。从1500V储能系统带来的效率革命与成本优化，到主动均衡技术破解新旧电池混用难题、提升能量利用率，再到无线BMS以“去线束化”重构系统架构，每一项创新都在推动BESS的高效与可靠性往下一个高度发展。

作为一家全球化半导体设计与制造企业，德州仪器用一系列的方案展示了自己在储能领域的协同创新能力，这些参考方案将推动1500V储能系统、电池包主动均衡技术和无线BMS等创新方案快速落地。同时，通过高度安全可靠的器件，德州仪器也能够充分保障这些系统的电池管理功能安全、系统电气功能安全和信息安全，助力万亿储能蓝图在安全、高效、可持续的轨道上加速铺展。

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