近兩年，儲能行業(yè)的高景氣度有目共睹，隨著國內(nèi)可再生能源裝機量比例接近發(fā)電總裝機量一半，硬性配置的大儲市場持續(xù)擴張，大儲之外，工商儲與戶儲的需求逐漸從海外向國內(nèi)滲透。

需求倒推供給，儲能產(chǎn)業(yè)進入一輪降價普及的周期。今年以來，碳酸鋰價格的震蕩下行給了儲能廠商降價競爭的空間，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）數(shù)據(jù)顯示，今年8月儲能系統(tǒng)平均中標價格較年初已下滑28%。

除了原材料降價，與車用動力電池類似，儲能系統(tǒng)降價也來源于對結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，例如大容量電芯的使用就大幅減少了結(jié)構(gòu)件和連接件的數(shù)量。

但成本和安全往往是一個“蹺蹺板”式的關(guān)系，結(jié)構(gòu)的精簡帶來了成本下降，也帶來了整個系統(tǒng)的重構(gòu)，而新的系統(tǒng)對安全提出了更高的要求，這時候就需要一個“掃地僧”角色為整個系統(tǒng)的安全保駕護航。?????

精細化競爭

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儲能行業(yè)的發(fā)展與動力電池行業(yè)不能說一模一樣，起碼也是一個模子里刻出來的。

先是先驅(qū)玩家探索市場，享受高溢價紅利，然后當市場邏輯跑通，規(guī)模擴大，更多玩家入局，精細化競爭的時代就到來了。

體現(xiàn)這點的一個重要特征是儲能廠商已經(jīng)將降本增效放在了第一位，今年8月，國內(nèi)一家儲能電池公司楚能新能源喊出今年年底儲能鋰電池“0.5元/Wh”（不含稅）的價格，業(yè)內(nèi)人士直呼震撼。

公開信息顯示，目前行業(yè)1MWh以上的電池采購價大約在0.62元/Wh，而楚能新能源同規(guī)模電芯的含稅價大約為0.52元/Wh，別看中間只差1毛，但在動輒以GWh為單位配置的大儲領(lǐng)域，成本的差距會被放大到千萬級別。

楚能新能源的情況雖然特殊，但也正說明降價是行業(yè)的大趨勢，帶來降價的原因主要有三點：1、碳酸鋰降價；2、新技術(shù)的引入；3、市場競爭加劇。

儲能系統(tǒng)目前60%的成本集中在電池上，而電池的關(guān)鍵原材料碳酸鋰在經(jīng)歷了去年60萬元/噸的高峰后，今年一路震蕩下跌，目前價格已經(jīng)來到17萬元/噸，原材料價格向下傳導(dǎo)，今年上半年，中標均價1.33元/Wh，較去年全年均價下降14%。

新技術(shù)的引入對降本的影響也頗為顯著，目前行業(yè)普遍推出的280Ah以上的大電芯就是一種趨勢，更有公司已經(jīng)推出560Ah的儲能電芯，目的是減少電池與電池之間的連接件與BMS管理的復(fù)雜度。除此之外，天合儲能還提出了“無PACK、無空調(diào)”的解決方案，降低機械成本的同時進一步提升能量的轉(zhuǎn)化效率。

除了來自硬件和技術(shù)的降本，儲能行業(yè)的市場機制也開始發(fā)揮作用，隨著大量跨界企業(yè)涌入這一領(lǐng)域，今年的競爭烈度也再上一個臺階。

成本的競爭將行業(yè)加速導(dǎo)向了更加精細化的階段，過去儲能拼的是電芯的性能、物理“三防”的安全性，主打一個硬件管夠。而新的階段則要求儲能廠商能充分安全地發(fā)揮每一顆電芯的性能，需要的是更精確的數(shù)據(jù)監(jiān)測和更可靠的BMS管理。?????

這也是行業(yè)進化的必由之路。

半導(dǎo)體賦能

相比日新月異的電芯技術(shù)，BMS（電池管理系統(tǒng)）其實是困擾大多數(shù)儲能廠商的難點。這一系統(tǒng)通過對每顆電芯電壓、電流、溫度的監(jiān)測，推導(dǎo)出電池電量（SOC）、電池健康（SOH）等綜合指標，旨在保護電池安全，提升電池系統(tǒng)性能。?????

在日前舉辦的德州儀器可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會上，復(fù)旦大學教授孫耀杰表示：“因為磷酸鐵鋰電池的放電特點是在20%-80%電量的時候，電壓曲線特別平緩，如果監(jiān)測精度不夠，很容易誤判電池電量。”

當復(fù)數(shù)的電芯出現(xiàn)電量測不準的情況，就很容易導(dǎo)致儲能設(shè)施無法精準放出或吸納電網(wǎng)的電量，孫耀杰表示：“目前行業(yè)研究允許的電量誤差在5-7%，但行業(yè)整體離這一目標還有一定差距。”?????

除了SOC測量的精確性，儲能系統(tǒng)BMS的難點還有兩個核心難點，一是大量電芯的通信難題，二是整個儲能系統(tǒng)的長壽命。

在過去的儲能系統(tǒng)中，電芯之間串行通信，相當于挨家挨戶查水表，全部查完再匯總情況，即使發(fā)現(xiàn)某個電芯參數(shù)不對，也很難滿足實時反饋的需求。而電芯熱失控的時間大約只有200秒，幾秒鐘的延誤都可能帶來巨額的損失。

在壽命方面，和儲能系統(tǒng)相比，車用動力電池8年15萬公里的質(zhì)保都屬于小兒科，目前行業(yè)對儲能系統(tǒng)提出的要求是光儲同壽，而前者通常有15-25年的壽命，這也是不少儲能電池產(chǎn)品循環(huán)次數(shù)12000次-15000次的原因。

然而光有電芯層面的長壽命還不夠，還需要BMS能控制復(fù)數(shù)電芯的SOC處在接近的水平，這樣才能保證整個系統(tǒng)的長壽命。

上述三點非常考驗儲能BMS的能力，陽光電源、海博思創(chuàng)等儲能公司也在大會上與TI共同探討了儲能BMS的難點，說白了核心其實是傳感器、隔離、通信等半導(dǎo)體器件的能力。

以對電量SOC的監(jiān)測為例，核心是通過對電流、電壓監(jiān)測，結(jié)合算法推算電量SOC。而磷酸鐵鋰電池放電的中段電壓曲線十分平緩，如果傳感器對電壓的監(jiān)控精度只能到10mV，那么對電壓的監(jiān)測結(jié)果很可能導(dǎo)致無法判斷電池電量到底在70%還是40%。

在這種情況下，行業(yè)就需要半導(dǎo)體企業(yè)賦能，德州儀器的BQ79718芯片對電壓的監(jiān)測可以在-20℃到65℃之間做到±1mV的精度，即使更嚴苛的溫度環(huán)境也能保持±1.7mV的精度，能精確監(jiān)測出磷酸鐵鋰電池放電過程中的電壓變化，從而得出精準的SOC數(shù)據(jù)。

在通信方面，德州儀器通過自研的菊花鏈方案實現(xiàn)了模擬前端芯片之間的鏈式通信，每十幾個電池就用一個CMU來監(jiān)測電壓，CMU之間又利用菊花鏈通信，最后把數(shù)據(jù)匯總到上游的PCS系統(tǒng)，省去了中間大量數(shù)字處理和通信接口相關(guān)的芯片。這不僅是系統(tǒng)復(fù)雜度和成本的下降，也是通信速度的提升。

更精確的監(jiān)測精度，更快的通信速度，實際上也提升了整個系統(tǒng)的耐用性，電池系統(tǒng)的一大難點就是復(fù)數(shù)電芯的一致性很難保持一致，而系統(tǒng)的充放電深度都是由狀態(tài)最差的那顆電芯決定，因此控制好每顆電芯的SOC和SOH就能提升整個儲能系統(tǒng)的使用壽命。

客觀來說，雖然德州儀器提供的都是儲能BMS各個環(huán)節(jié)相對基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件，但并不意味著其身處邊緣，在各家儲能公司頻頻拿下大單，沖刺上市的路上，正是德州儀器這樣的“掃地僧”角色打牢了行業(yè)的基礎(chǔ)。

作者：王磊

視覺設(shè)計：疏睿

責任編輯：王磊???