如何将电池储能系统的性能提升到更高水平？

  可再生能源（如太阳能和风能）的一大问题就在于，它们并不完全可控。因此，在可再次生产的能源充足时使用电池储存多余的能量是有必要的。本文介绍了住宅和商用电池储能系统 (BESS) 之间的区别及其各自的常见电路拓扑。本文还建议使用(onsemi) 的碳化硅 (SiC) 方案，将 BESS 性能提升到全新水平。

  图 1：BESS 实施概览采用 BESS 的优势使用带有储能电池的并网/离网太阳能逆变器系统，为住宅和商业用户所带来诸多好处，包括：

  可充电电池模块：包括机架式电池单元，容量范围从 50 V 到 1000 V 以上不等。

  电池管理系统 (BMS)：BMS 系统能保护和管理可充电电池，确保它们安全工作。

  住宅 BESS与 BESS 搭配使用的变流器按照耦合能量的方式（交流或直流）和功率等级（住宅或商业）分类。直流耦合系统或混合逆变器只需要一个电源转换步骤，而交流耦合的能量存储是现有直流耦合系统的升级版本。

  双向DC-DC转换器连接电池组和直流链路。单相系统的母线 V，而充放电功率不会超过 10 kW。降压-升压转换器是最常见的双向 DC-DC 拓扑，因为它需要的组件少且易于控制。两个 650 VIGBTMOSFET搭配并联二极管，例如安森美 FGH4L75T65MQDC50 650 V FS4 IGBT（带集成 SiC 二极管），很适合此类双向系统。

  图 3：双向 DC-DC 的降压-升压隔离能保证 BESS 用户的安全，双有源桥转换器 (DAB) 或 CLLC 拓扑结构为 BESS 提供了隔离型双向 DC-DC 转换器方案。在这方面，安森美 NTP5D0N15MC 150 V N 沟道屏蔽栅极 PowerTrench MOSFET 是不错的选择。商业和企业场所以及具有更大功率需求的家庭采用标准的三相电源。在三相应用中，电源开关一定要能承受所需的工作电压和电流，以提供高达 15 kW 的输出功率，而且还要可承受高于住宅装置所用的直流链路电压（高达 1000 V）。为此，能够正常的使用 1200 V 器件，例如采用三级对称降压-升压拓扑结构。商用 BESS商用储能系统的输入和输出功率范围通常在 100 kW 至 2 MW 之间。这些大型装置可能由若干个三相子系统组成，功率范围从几十千瓦到超过 100 kW 不等。标准商用太阳能逆变器的直流母线 V，但在公用事业规模系统中可能高达 1500 V。

  商用 BESS 中更常用的是交流耦合系统，因为它们能轻松添加到现有设计中。此外，集中式储能单元更易于安装和维护。相比之下，直流耦合系统采用的分布式电池组则需要更大的空间和更高的维护成本。