大功率储能时代，TI 如何用系统设计重新定义 BMS？

储能正在从“选配”变为“标配”。

2025 年 7 月，工信部、国家发改委、国家能源局等六部门联合发布《关于组织开展 2025 年度国家绿色数据中心推荐工作的通知》，首次将“储能、氢能等技术”纳入绿色数据中心的建设要求。

这意味着储能从能源系统的可选配置，转变为新型基础设施的必备环节，应用场景由电网、工商业进一步延伸至信息产业。

图/ TI（德州仪器）官网

市场端同样呈现出快速增长。

CNESA 数据显示[1]，2025 年上半年我国新型储能新增装机 23.03 GW/56.12 GWh，累计装机规模首次突破 100 GW，同比翻番。

其中，5 月单月新增 10.25 GW/26.03 GWh，创下历史纪录。装机规模的扩张，意味着储能项目数量和体量的持续增加。

图/CNESA

在政策推动与市场扩容的双重作用下，储能的应用场景和规模都在快速扩大，相应地，BMS 的市场需求也随之水涨船高。

作为储能系统的核心环节，BMS 如何在更高电压、更大规模的应用中保持安全性与可靠性，成为行业关注的焦点。

近日，我们采访了 TI（德州仪器）系统工程师严骏华，与他深入探讨了当下 BMS 领域的趋势和挑战，以及 TI（德州仪器）在 BMS 方案设计上的创新与元器件选型。

01 为什么今天的储能系统对 BMS 提出了更高要求?

在当前的储能市场中，无论是电网侧还是工商业储能，系统电压的提升已成为主流趋势。

随着大电芯成本下降，远网、工商业等场景对高压储能系统的需求持续增长。当前主流方案已普遍迈入 1500V 电压等级，未来预计还将向 2000V 拓展。电芯容量也从 314Ah 增加至 500+Ah，串数也普遍达到了 416 串。

电压更高、容量更大、串数更多、测量节点更多，这些变化在提升能效密度的同时，也对 BMS 系统提出了一系列新的挑战：

图/ TI（德州仪器）官网

一是爬电距离和电气间距的结构限制。在 1500V 电压等级下，系统设计需要满足更高的绝缘等级和更长的爬电距离，而传统的BMS采样与通讯模块难以适配这类高压环境。

二是高精度测量对系统安全的底层支撑作用被放大。在当前 BMS 架构中，总线电压不仅用于监测能量状态，还与接触器粘连状态判断、绝缘阻抗检测等关键安全机制直接挂钩。尤其是在 HMU、BCU 等节点中，对电压、电流等参数的采集需要兼顾高精度与低延迟，否则可能会降低安全判断的准确性。

三是电弧检测的误差与滞后问题。在工商业储能应用中，接触器老化、电缆磨损等问题普遍存在，如果没有对电流过零点进行准确捕捉，容易导致电弧长时间持续而无法及时切断，带来火灾等严重安全隐患。

图/ TI（德州仪器）官网

四是系统通信链路的层级扩展与延迟积累问题。在BMS的多级架构下，BMU、HMU、BCU 等节点之间的数据同步关系复杂，任何一个节点的通信异常都可能造成故障数据上传滞后，影响故障响应与保护动作的执行。

五是电芯温度监控的点位增加与布线复杂度上升。尤其在多电芯、大容量、高串数系统中，要同时完成每串电芯的电压与温度监测，对BMS热敏电阻数量、布局与信号采集路径提出更高要求，若不能提供标准化、集成化的传感路径，也会带来部署难度。

从上述问题可以看到，储能系统的 BMS 角色正在发生转变：从过去以电压电流检测、电芯均衡为主的功能模块，演进为支撑系统安全与高压适配的“关键节点”。面对更复杂的拓扑结构、更精密的测量与通讯要求、更严苛的安全需求，BMS 的设计思路也在随之改变。

02 高压不只是堆参数，TI 如何把一套系统做得更加安全可靠

在高压系统中，工程师面临的挑战则是如何在电压更高、电池容量更大、串数更多的结构下，实现真正“具象化”的安全与可靠。

TI（德州仪器）并不止是简单的去堆砌产品参数，而是从系统架构出发，将热失控防范、通讯架构冗余、电压电流测量精度、绝缘隔离设计与系统生态联动起来，才能构建一套足够安全、稳定的高压 BMS 解决方案。

在 TI（德州仪器）看来，高压储能 BMS 系统真正的挑战，不在于某一项极限指标，而在于“电芯变大、电压提升之后，怎么确保整套系统在更高功率下仍具备稳定性与可诊断性”。

为此， TI（德州仪器）基于当前主流 52 串、1500V 电压的系统结构，给出了 BMS 的三板系统分工——BCU(电池控制单元)、BMU(电池采样单元)、HMU(高压监测单元)，并围绕每一板块提供了配套的参考设计，如图 1。

图 1： TI（德州仪器）针对 1500V 高压锂离子和磷酸铁锂电池组组合参考设计

在这套 BMS 架构中，BMU 是核心环节之一，直接对接电芯，负责完成精准的电压、温度监测与均衡控制。

TI（德州仪器）给出的适用于 BESS 的高达 1500V 可堆叠电池管理单元参考设计 (TIDA-010279)，如图 2，采用 AFE 芯片 BQ78706 与 BQ78702，支持 52 串电池包，测量精度达 ±2.4mV(全温度范围)，不仅满足磷酸铁锂对于电压检测的严苛要求，也为 SOC、SOH 的精确计算提供前提。

电芯电压检测精度则成为 TI（德州仪器）强调的 BMU 设计强点。严骏华在采访中指出：“BQ78706 全温度范围最大误差 ±2.4mV，能够切实满足高压储能对高精度的要求。”

这一点对于 SOC 算法的精确计算至关重要。他进一步解释，SOC 算法依赖两大要素：一是开路电压，也就是电芯本身的静态电压;二是安时积分，也就是电流的持续积分。这要求系统既要具备高精度电压采样，也要有稳定、低误差的电流检测能力。

在通信可靠性方面，该 BMU 设计采用冗余通信架构设计，支持菊花链环形通讯方式，确保在通信线束发生意外断开时依旧恢复通信的能力。

图 2： TI（德州仪器）适用于 BESS 的高达 1500V 可堆叠电池管理单元参考设计 (TIDA-010279) 图

适用于储能系统的 1500V 高压电池簇监测单元参考设计 (TIDA-010272)，如图 3，是 TI（德州仪器）针对电池簇级别测量需求所推出的 HMU 方案，能够支持≤ 1500V 系统的电压与电流采样，分别实现 ±0.5% 与 ±0.1% 的测量精度。其电流采样基于 150μΩ 的 shunt 电阻，在分流器结构下完成精准回读。

绝缘检测能力是 TI（德州仪器）HMU 参考设计的突出特征。“国标是正负 20% 的要求，我们要比这个好。”严骏华表示，该方案使用 TI（德州仪器）的 BQ79731-Q1 电池组监测器，支持功能安全等级达到 ASIL-D，通信架构亦兼容 SPI 与菊花链两种方式，满足不同系统在绝缘冗余设计方面的实现路径。

而作为整套系统的大脑，BCU 承担起继电器驱动、系统通讯管理与功能安全算法运算任务。

图 3： TI（德州仪器）适用于储能系统的 1500V 高压电池簇监测单元参考设计 (TIDA-010272) 图

TI（德州仪器）适用于储能系统的电池控制单元参考设计 (TIDA-010253)，如图 4，提供丰富的 CAN、RS-485、以太网接口等多种通讯接口，并搭载高算力 MCU 支持 SOC、SOH 等各种算法处理，是系统实现软件冗余与功能安全设计的重要节点。

图 4： TI（德州仪器）适用于储能系统的电池控制单元参考设计 (TIDA-010253) 图

在应对高压系统绝缘与通讯安全方面， TI（德州仪器）还提供了多款数字隔离器与隔离电源模块以支持整体设计。

例如，ISO7841DWW 数字隔离器具备 15mm 爬电距离设计，满足 UL1973 要求下的 1500V 系统安全距离，是市面上为数不多可以做到该规格的器件。

UCC33421 电源模块提供 5V–5V 隔离供电，兼顾体积与成本优化，可通过串联两颗满足 1500V 高电压的加强绝缘的需求。

此外， TI（德州仪器）的 ISO6721 与 UCC33420，可通过最简电容配置完成高性价比的 CAN 隔离方案。

除硬件外， TI（德州仪器）还提供丰富的软件生态和设计文档供开发者参考和评估。

正如严骏华所强调，“在 TI.com 上，客户可以根据需求下载对应的测试报告和设计文档，我们的方案也提供软件代码。”

从BMS板级架构的划分，到关键指标的保障，再到软件与配套器件的打通， TI（德州仪器）并未简单追求 AFE 的高精度或控制器的运算能力，而是从“系统如何在高压条件下保持安全、稳定、冗余”的角度出发，构建起一整套高压 BMS 的工程体系。

03 低压不只是低价，TI 怎么把一套方案用进更高端场景?

相比高压储能系统中对安全性与冗余结构的严格要求，低压 BMS 一直以来更强调成本均衡和紧凑设计。

但 TI（德州仪器）并未止步于传统定义的“低压 = 低端”，而是尝试通过一整套高精度、高集成的系统设计，让低压平台在保障性能的前提下，覆盖更大电流、更高电芯串数的应用需求，向户用与工商储场景自然延伸。

目前， TI（德州仪器）在低压储能领域提供了三套参考设计，如图 5。其中前两个参考设计为基于 BQ76952 的典型方案，包括支持高边控制与支持低边控制的版本，如具有精确电池测量和高侧 MOSFET 控制功能的 10 节至 16 节串联电池包参考设计 (TIDA-010208)，和适用于大容量应用且具有低侧 MOSFET 控制功能的 16 芯串联电池包参考设计 (TIDA-010216)。

图 5： TI（德州仪器）低压 BMS 系统解决方案概览，(TIDA-010208, TIDA-010216, TIDA-010247)

TI（德州仪器）这两类方案主要服务于 48V、16 串电池包应用，支持将 AFE 集成至 BMS 中，由 AFE 直接驱动外部 MOS，配合主控完成基础电压、电流监测与保护功能，全温度范围内的电压测量精度在 ±15mV 内，足以满足常规 48V 系统的电芯监控需求。且系统架构相对成熟，外围电路数量较多，设计强调低成本，适配轻量级户储、电动两轮车等低压场景。

但随着电池容量提升，部分客户开始提出对 100A 电流支持、系统精度提升的需求。为精准契合客户需求， TI（德州仪器）通过技术突破开发出创新型参考设计，提供定制化解决方案。

TI（德州仪器）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)，如图 6，采用更新一代的 AFE——BQ76972。这颗 AFE 将全温度范围电芯电压精度提升至 ±4.5 mV，直接对齐磷酸铁锂电芯的 OCV 平台变化精度要求。

图 6：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) 图

系统支持 32 串电芯，且电流检测精度达到 ±0.2%，驱动方式为高边控制，进一步压缩外围器件成本。更通过 8 对 MOS 并联，将系统恒定充放电能力拉高到 100A，以支持更大电池包的充放电需求。此外，系统还支持 CAN 与 RS485 通讯，覆盖储能常见接口需求。

该参考设计采用低功耗 MSPM0G3519 微控制器实现控制逻辑，这颗 MCU 丰富的内存和外设资源足以满足整个 BMS 的系统需求，还可保证低功耗。值得一提的是， TI（德州仪器）提供基于 MSPM0G3519 的参考代码，因此这是一个可以提供软硬件设计资源的一站式解决方案。

TI（德州仪器）此次在参考设计中，通过方案的创新，在使用标准低压 BMS 芯片的基础上，实现了 100A 电流的全路径支持，从而将原本面向电动两轮车的方案，拓展至大功率户用储能等更高负载、更大电流的场景。

图/ TI（德州仪器）官网

严骏华在采访中表示，过去此类场景通常采用更高规格、更高成本的方案来支撑系统需求，而这套方案成本要低很多，但是也能达到相同的效果。

当被问及该方案的定位时， TI（德州仪器）方面明确表示：“我们关注的不是单纯压缩成本，而是为了拓宽这个方案的应用边界。在控制成本的同时，我们也确保了设计性能的稳定，甚至实现了提升。”

从这一角度看，TIDA-010247 不仅是一套高精度的低压 BMS 方案，更是 TI（德州仪器）在 BMS 产品线中对“低压等于低端”思维的挑战。

通过提升精度、扩大串数、增加电流能力与软件集成度， TI（德州仪器）正在将低压 BMS 方案推向更广阔的应用空间，并以技术创新能力而非简单地通过降物料的价格，构建其在储能管理领域的差异化价值。

04 写在最后

从高压到低压，从结构安全到性能突破， TI（德州仪器）正在通过系统设计的深度整合，回应储能时代下 BMS 架构面临的多重挑战。

在高压系统中，其三板分工的模块化架构，为 1500V、416 串以上的储能系统提供了清晰可复制的技术路径;而在低压应用中， TI（德州仪器）也以更高的电芯精度、更强的电流支持能力，打破了“低压即低端”的市场认知。

图7: 电池储能系统应用场景分类

无论是隔离距离、电弧检测还是通信冗余与测量精度， TI（德州仪器）的方案都不是针对单一问题的技术堆叠，而是构建了一个完整的、安全的、可扩展的 BMS 系统闭环。

随着储能系统容量、电压与复杂度持续上探，BMS 正从“电压电流监测器”转变为“系统安全守门人”。 TI（德州仪器）选择以系统为切入点进行技术演进，在架构上提前完成分工，在器件上给出明确配置，在软件上提供可直接部署的方案。最终，将 BMS 从器件的组合，进化为“智慧的”的系统，为储能应用提供更清晰的参考范式。

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