近日，WTO統(tǒng)計(jì)官員在WTO全球貿(mào)易展望報(bào)告記者會(huì)上表示，2025年上半年亞洲占據(jù)了全球人工智能貿(mào)易增長(zhǎng)的三分之二，智能化浪潮正以前所未有的速度重塑各行各業(yè)，AI技術(shù)也會(huì)從消費(fèi)端走向產(chǎn)業(yè)端，與能源、工業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域深度融合。2025年9月國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合國(guó)家能源局印發(fā)《推進(jìn)"人工智能+"能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，明確提出到2027年初步構(gòu)建能源與人工智能融合創(chuàng)新體系，到2030年力爭(zhēng)AI+能源技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平?！癆I+能源”已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。在這場(chǎng)變革中，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為能源革命的“主力軍”，如何借力AI實(shí)現(xiàn)智能化躍遷？

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其智能化發(fā)展確實(shí)對(duì)提升效率、安全性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要作用。BMS（電池管理系統(tǒng)）的AI化通過(guò)優(yōu)化充放電策略、增強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)能力，正成為推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能提升的重要方向，而實(shí)現(xiàn)智能化的第一步就是“精準(zhǔn)感知”，因?yàn)锳I決策依賴高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，離不開(kāi)傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，電流測(cè)量是BMS數(shù)據(jù)的生命線。

儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)（BMS）

定義

電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，BMS）是電池組的核心控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、充放電控制、熱管理、均衡管理、故障診斷等功能，確保電池組的安全、高效運(yùn)行。它如同電池組的“大腦”，對(duì)提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命、安全性和效率具有重要意義。

BMS與能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲(chǔ)能變流器（PCS）協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)充放電過(guò)程的智能化控制。

BMS核心功能之一是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)采集單體/電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)；關(guān)鍵指標(biāo)計(jì)算：SOC（State of Charge）：估算剩余電量，指導(dǎo)充放電策略；

SOH（State of Health）：評(píng)估電池老化程度。其它功能由于篇幅有限，不在此文討論范圍內(nèi)，如需要請(qǐng)查閱相關(guān)資料。

BMS對(duì)電流監(jiān)測(cè)的要求

電流監(jiān)測(cè)是BMS實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制和保護(hù)的基礎(chǔ)，具體要求如下：

高精度?：

• 電流監(jiān)測(cè)的精度直接影響SOC估算和充放電控制的準(zhǔn)確性。
• 通常要求電流監(jiān)測(cè)精度在±0.5%以內(nèi)，以確保電池管理的可靠性。

動(dòng)態(tài)響應(yīng)?：

• 電池電流可以快速變化，BMS的電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須足夠快（通常毫秒級(jí)）以捕獲動(dòng)態(tài)電流變化。
• 需要知道最大預(yù)期壓擺率（雙向），以確保在電流快速變化時(shí)仍能保持監(jiān)測(cè)精度。

抗干擾能力?：

• 電流檢測(cè)信號(hào)為低電壓，必須連接到高阻抗輸入，對(duì)噪聲非常敏感。
• 應(yīng)采用適當(dāng)?shù)钠帘魏徒拥丶夹g(shù)進(jìn)行屏蔽，使用雙絞線連接來(lái)最小化電流模式干擾。

溫度補(bǔ)償與校準(zhǔn)?：

• 電流傳感器的零偏移誤差隨溫度變化，可能因設(shè)備而異，也可能隨著時(shí)間的推移而變化。
• 需要對(duì)電流傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償和自適應(yīng)校準(zhǔn)，以解決傳感器的老化問(wèn)題。

多量程支持?：

• 儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用電流動(dòng)態(tài)范圍很寬，需要支持多量程的電流監(jiān)測(cè)。
• 當(dāng)超過(guò)其最大測(cè)量范圍時(shí)，較小的量程就會(huì)飽和，然后使用較大的量程，但應(yīng)特別注意低量程和高量程傳感器之間的切換點(diǎn)。

故障診斷能力?：

• 能夠檢測(cè)電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障，如傳感器故障、線路斷路或短路等。
• 當(dāng)電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，BMS應(yīng)能及時(shí)采取保護(hù)措施，防止電池受到損害。

絕緣與安全：

• 高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)（如1500V直流側(cè)）對(duì)隔離耐壓（如3.8kV AC/1min）和長(zhǎng)期可靠性的嚴(yán)格要求。
• 標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性：IEC 61800-5-1、IEC 62109-1等認(rèn)證是進(jìn)入工業(yè)級(jí)儲(chǔ)能市場(chǎng)的準(zhǔn)入門(mén)檻。

針對(duì)以上要求，一般的霍爾開(kāi)環(huán)電流傳感器達(dá)不到BMS系統(tǒng)的要求，閉環(huán)傳感器在精度和動(dòng)態(tài)性能上優(yōu)于開(kāi)環(huán)傳感器，完全可以勝任BMS系統(tǒng)中的應(yīng)用，這樣的高度精度電流傳感器市面上很多，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)傳感器已經(jīng)可以和國(guó)際上知名品牌比肩，甚至某些關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)于國(guó)際大品牌，比如芯森電子CM4A系列霍爾閉環(huán)電流傳感器。

CM4A傳感器簡(jiǎn)介

CM4A系列電流傳感器是芯森電子自主研發(fā)的采用霍爾閉環(huán)（補(bǔ)償）原理，通過(guò)霍爾元件檢測(cè)原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，并通過(guò)副邊線圈產(chǎn)生補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)原邊與副邊的電氣隔離。

CM4A在儲(chǔ)能BMS中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高精度：±0.3%精度滿足BMS對(duì)電流監(jiān)測(cè)的高精度要求，0.3%誤差范圍可以提升SOC估算準(zhǔn)確性，減少能量浪費(fèi)。

優(yōu)異線性度：線性誤差為0.1%，確保測(cè)量準(zhǔn)確。

快速響應(yīng)：響應(yīng)時(shí)間僅為0.5μs，滿足BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求。

寬頻帶：150kHz的頻帶寬度，能準(zhǔn)確捕捉電流變化，以及保障AI算法可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

寬溫度范圍：-40℃~85℃的工作溫度范圍，適應(yīng)各種環(huán)境條件。

安全合規(guī)：IEC 61800-5-1/IEC 62109-1認(rèn)證，滿足CAT III PD2級(jí)別絕緣要求。

16kV沖擊耐壓和3.8kV AC隔離耐壓的實(shí)際意義：確保在雷擊浪涌或短路故障時(shí)保護(hù)BMS硬件。

電氣安全特性：

• 交流隔離耐壓測(cè)試有效值@50Hz,1min: 3.8kV
• 瞬態(tài)耐壓1.2/50μs: 16kV
• 電氣間隙距離(原邊和副邊之間): 19.6mm
• 爬電距離(原邊和副邊之間): 20.6mm

這些絕緣特性對(duì)BMS系統(tǒng)的安全至關(guān)重要。

BMS中電流傳感器的典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 充放電管理：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流，調(diào)節(jié)功率器件（如IGBT）的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
• 故障診斷：通過(guò)電流波形分析，識(shí)別電池內(nèi)部短路或老化跡象。
• 能量計(jì)量：精確計(jì)量充放電能量，支持峰谷電價(jià)套利和需求側(cè)響應(yīng)。

CM4A霍爾電流傳感器在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的系統(tǒng)拓?fù)鋱D

在AI驅(qū)動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，CM4A閉環(huán)霍爾電流傳感器憑借其±0.3%精度、0.5μs響應(yīng)時(shí)間和150kHz帶寬，為BMS提供了可靠的電流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，助力實(shí)現(xiàn)：

• 精細(xì)化能量管理：提升SOC估算準(zhǔn)確性，減少能量浪費(fèi)。
• 實(shí)時(shí)過(guò)流保護(hù)：支持毫秒級(jí)控制，保障電池安全。
• 智能化優(yōu)化：為AI算法提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)輸入，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)：

隨著亞洲AI貿(mào)易的持續(xù)增長(zhǎng)，更多AI算法將落地儲(chǔ)能領(lǐng)域。而像芯森CM4A這樣高性能的傳感器，將是連接物理世界與智能數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁，共同構(gòu)建更安全、更高效、更智能的未來(lái)能源體系。