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随着充电桩建设普及速度加快，对于电网的冲击越来越高，特别是快速充电桩，电网需要提供的局部充电峰值功率可能超过1MW，这样的冲击可能导致电网崩溃。而充电负载是脉冲性的，大规模改造电网负载能力以满足快充需求所需成本过高，在充电桩建设时搭配储能系统是解决充电桩负载对电网冲击的有效解决方案，利用储能系统可以通过调节功率峰值，有效避免充电对电网的冲击。
储能系统中，以锂电池为代表的电化学储能发展速度最快。电池储能系统由两个主要部分构成。功率转换系统（PCS）可进行交流/直流和直流/交流转换，电能进入电池，对电池进行充电，或电池储存的能量转换为交流电，输回电网，合适的电力装置解决方案取决于所支持的电压和功率流情况；电池管理系统（BMS）具有电池充电、平衡和健康度监测功能，并配有微处理器，负责系统控制和通信，该系统提供的基本元件能够将储能系统（ESS）集成至较大型的系统。
电池储能系统应用状况 与对元器件的要求
事实上，不仅是新能源汽车充电桩，可再生能源发电也是普遍存在间歇性、波动性问题。不过，为了应对气候变化带来的挑战，全球主要国家都在大力倡导发展新能源，包括新能源发电和新能源用电等环节。
从实际应用来看，目前储能系统已经贯穿发电侧、输电侧、配电侧和用电侧。在发电侧，储能设备最主要的用途是集中式可再生能源并网。可再生能源（如风电、光伏发电等）由于自然资源地理分布的不均匀、发电高峰时段与用电高峰时段的不完全重合、以及日内波动和不可预测性等，给电网的供需匹配提出挑战，而储能设备与可再生能源发电设备的配合可以实现出力稳定，最大程度上减少弃风弃光。
在电网的输电侧、配电侧和用电侧，储能设备可以用于提供电力辅助服务。由于电网接入的发电量和用户负荷的用电量具有瞬时特性，电网处于不断的波动变化中。因此，为了保障电力系统的安全稳定运行，需要并网发电厂提供辅助服务，应对充电桩的脉冲性负载就是其中一个方向。
正因为储能系统具有诸多的应用优势，新能源发电和汽车电气化等领域要实现大发展，作为配套的储能系统必须率先完善起来，迎来发展窗口期。以发展较快的中国市场为例，根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）的统计数据，2021年中国新增投运电力储能项目装机规模首次突破10吉瓦（GW）大关，达到10.5吉瓦，其中新型储能新增规模首次突破2吉瓦，达到2.4吉瓦，同比增长54%。
在新型储能方面，以电池储能为代表的电化学储能是重要的应用技术，在《储能产业研究白皮书2022》中被重点提出。电池储能也就是以电池为载体，完成电能的储存、释放与管理。通过图1能够看到，除了我们较为熟知的锂电池，钠电池、全钒液流电池、锌基液流电池、铅炭电池等技术也在飞速发展，在实际应用中逐渐显露技术优势。
随着电池储能不断靠向电网侧的大规模部署，电池能量比和功率比快速提升，这给系统的稳定运行提出了极大的挑战，如何杜绝各种安全隐患成为电池储能系统部署的重中之重。
综合而言，电池储能系统的主要安全问题包括过电流、接地故障、电弧闪光和瞬态过电压，以及温度过高。如果这些问题不能得到很好地解决，那么便会出现火灾隐患、爆炸隐患、中毒隐患和触电隐患等。
如上所述，电池储能系统主要由功率转换系统（PCS）和电池管理系统（BMS）两部分组成。要保证系统的稳定安全，被称为电池保姆或者电池管家的BMS是重要一环。根据《锂离子电池行业规范条件》，BMS需要能够实时监测电池的电流、电压、温度等故障，并在发现故障的瞬间对劣化电池模块进行隔离，将风险降到最低。为此，BMS系统主要提供五大保护功能：确定过流和放电条件，确定过充和释放条件，确定过充保护失效，确定过放电、欠压和补充条件，以及确定超温保护和释放条件。
为了实现这些保护功能，几乎所有BMS系统都会配备保护板，继续细分的话，保护板上也会分为控制模块、充放电开关、均衡模块和连接器输入模块等。到了元器件级别，BMS保护板上搭载的元器件主要是主控IC、MOS管、电容、电阻、电源管理IC和保护芯片，其中保护芯片主要是保险丝、浪涌保护器、继电器和隔离器件等。这些器件通过具体的电路搭配在一起，就能够让BMS系统具备上述提到的各种保护功能。
此外，应用于发电侧和电网侧的电池储能系统大都部署在恶劣的环境中，其中不乏沙漠、戈壁和荒漠等异常严峻的环境，因此上述提到的各种器件也需要具备极高的稳定性和可靠性，保证电池储能系统的BMS长期有效。还是那句话，目前电池储能系统以锂离子电池技术为主导，但锂离子电池的材料特性决定了其对保护措施的高要求，无论是BMS系统、保护板还是相关的元器件，容不得一丝马虎。
储能系统良性发展 离不开保护电路
无论是充电桩的快速普及，还是“双碳”目标下新能源建设的进一步提速，都给储能产业带来发展的历史性机会。上述内容我们曾多次提到，储能系统的安全尤为重要，这是产业良性发展的大前提，一个稳定可靠的储能系统需要电子保护元器件提供全方位的保护。
