「雙碳」這場廣泛且深刻的經濟社會變革，對能源行業來說既是艱鉅挑戰也是難得機遇。截至2021年，全國非化石能源發電裝機容量首次超越煤電，達到11.2億千瓦，水電、風電、光伏裝機均超過3億千瓦。隨著可再生能源發電規模持續擴大，電力系統面臨著日益加劇的可再生能源消納壓力，儲能技術的發展對未來能源供應體系至關重要。作為公認的第三次工業革命戰略性技術，儲能技術也是支持新能源大規模發展的必要手段。

除了中國外，美國、歐盟和日本等國家在2017至2018年間相繼發佈了儲能技術發展路線圖，將鋰離子電池確定為重點關注的技術類型之一，並大力加強了技術研發投資。

隨著用戶端儲能需求激增，發電端儲能有望成為市場的下一個爆點。由於新能源發電波動性大，要實現大規模穩定並網，必須加快推動「源網荷儲一體化」模式，使新能源能夠平穩融入公共電網。

新能源電站自建儲能模式多採用鋰離子電池儲能，特別是當前電化學儲能普遍採用磷酸鐵鋰電池後，具有毫秒級響應、靈活多變、高充放電頻率等諸多優勢。「新能源+儲能」配置模式已成為當前新能源標竿競配中常見的要求，並在政府激勵和市場需求的雙重推動下，預計到2025年「新能源＋儲能」將形成千億級市場。

綜上所述，儲能作為未來電力行業發展的必然選擇，尤其是在發電側儲能市場前景廣闊。儲能產品朝向大容量化、應用場景多元化及循環可利用發展，但隨之而來的技術挑戰亟待突破。

（1）安全性：隨著裝置容量從兆瓦級提升至吉瓦級，系統穩定性、電池循環壽命及產品全生命周期對項目收益的影響日益重要。系統的安全性和穩定性是其基石，而BMS系統作為儲能系統的核心組件，其安全性更是不可或缺的一環。

（2）性價比：儲能系統的高能效是實現最佳性價比的關鍵。除了提升電芯本身的能效外，儲能系統的整體能效亦是另一提升途徑。在其中，BMS系統的性價比是關鍵之一。

（3）運營控制策略：儲能運營策略是一個綜合考量，涉及機械架構、電子系統、大數據、通訊及計算機等多方面。無論採用何種運營策略，通訊系統的運營控制策略是確保時效性和準確執行的核心環節，而BMS的通訊功能在其中扮演重要角色。

（4）產業鏈閉環：儲能產業鏈尚未形成完整閉環，儲能廢舊設施回收利用環節仍待完善。新唐科技將在2025年前推出完善的內嵌電池劣化診斷技術的AFE產品以填補這一環。

鑒於這點，在電網儲能系統的設計上，新唐科技建議採用更高規格的車用等級AFE產品，特別是新唐科技所推出的高安全性和高串接數的AFE產品。新唐科技一直致力於在電池產業完整鏈條中提供自身的獨特價值，例如業界領先的25通道AFE產品，以及即將推出的電池劣化診斷技術（Battery Deterioration Diagnosis），將持續為業界提供優質的解決方案。

【安全性】

新唐科技強調「本質安全」與「功能安全」並重，認為兩者有效結合才能達到「真正的安全」。

在「功能安全」方面，新唐科技推出汽車應用的AFE產品符合業界最高的汽車功能安全等級ASIL-D。基於在全球各主流汽車廠商超過10年的功能安全技術和產品積累，新唐科技的產品能夠方便地支持客戶儲能BMS系統達到SIL 4的最高工業安全等級。

而所謂的「本質安全」，簡單來說就是指晶片本身的堅固性。新唐科技將SOI（Silicon On Insulation）工藝成熟應用於BMS AFE產品中，以實現「本質安全」的目標，並已量產超過千萬片。相較於傳統的EPI工藝，SOI工藝需要更高的工藝電壓和對應的技術，但也帶來更優異的產品特性，包括更高的電壓衝擊耐受度。從下圖3-1所示的SOI工藝後示意圖可以清楚看到，晶片內部的功能模組被DTI（Deep Trench Isolation）工藝分隔成獨立的絕緣區域，這使得晶片在內部寄生元件、噪音以及漏電流方面表現更優異。

圖3-1

其次，新唐科技的各系列電池管理相關產品，包括汽車應用的AFE產品，均採用完全冗餘設計，能極有效地避免共模失效。這種完全鏡像的設計不僅方便客戶設計電池安全策略，還能激發工程師從兩套鏡像采集系統衍生出的創新設計，提供新的價值點。新唐科技認為，“SOI工藝 + 完全冗餘”才能真正實現“安全的冗餘”。

圖3-2

第三，新唐科技推出的車用AFE產品提供±2.5mV至±1.5mV不同等級的高精確度測量，同時保證全生命周期精度（即老化後精度），有效監控電池和電芯在整個生命周期內的狀態，為電池穩定可靠運行奠定了堅實的基礎。

最後，通訊安全性對於新唐科技而言同樣重要，除了支援更廣泛的通訊安全層設計、雙向菊花鏈、更快速多樣的通訊速率設置等特性，有效平衡通訊安全性與高速傳輸率。此外，新唐科技的AFE產品也同時支援其他通訊匯流排選項，例如SPI直接連接，以滿足行業對非菊花鏈BMS系統的需求。

【性價比】

任何產品的商業化都必須考慮性價比的評估。對於電網端儲能產品及相關BMS系統的性價比評估，新唐科技認為必須在高安全性和高穩定性的前提下進行。

以下圖為例，在電網端儲能BMS系統組成時，高串數的AFE可以顯著降低BOM成本。

在目前電網端儲能市場上，流行的40至60串，甚至100至110串的儲能電池組合，新唐科技的20串和25串AFE產品都能輕鬆構成最佳解決方案。例如：

40-60串電池包：2KA84950UA（2*25S）+ 1KA84930UA（1*20S）

100-110串電池包：2KA84950UA（2*25S）+ 3KA84930UA（3*20S）

新唐科技能夠實現這種靈活的組合，首先是因為我們提供管腳相容的設計（僅適用於新唐科技同代系列AFE產品之間），其次相關的數據采集通道支持Bus-bar直連並提供負壓監測功能，最後，新唐科技的AFE產品內部模組多採用模組化設計，便於延用和移植。

同時，高串數設置也方便客戶擴大電芯模組的選擇，有利於確保供應的同時，更能靈活選擇目前市場上最具性價比的電芯模組進行電池組裝，並有效管理現有庫存，從而優化產品和管理的性價比。以新唐科技的20串AFE KA84933UA為例，從下圖中可以清楚地看到20串AFE相對於18串AFE產品的優勢。

另一方面，從儲能電池本身來看，最大化電池電芯的使用率、循環壽命和能效管理，能夠間接提升儲能系統運維的性價比。這就要求BMS系統必須進行深度的SOC計算和更準確的SOH估算，也就是要求AFE產品提供高精確度的數據采集和盡可能一致的V-I同步測量。新唐科技的汽車等級AFE產品具備在10 μs範圍內實現V-I同步的功能，這在目前已知的業界中是最快的記錄。此外，新唐科技汽車等級AFE產品內建的反向喚醒功能，能夠在MCU處於低功耗休眠狀態下實現精確測量和異常偵測診斷，同時兼顧能源消耗和安全性。

【產業鏈閉環】

新唐科技一直致力於成為電池全產業鏈價值的提供者，除了致力於傳統電池安全改進外，還努力從供應鏈和價值鏈的角度構建和實現電池價值循環利用的機制。梯次利用電池及電池的循環回收也一直是新唐科技規劃的技術路線之一。隨著歐洲在這方面提出碳足跡和電池護照的概念並逐步開始實施，新唐科技將持續在這個領域保持領先地位。

新唐科技計畫在2025年之前推出內建電池劣化診斷技術（Battery Deterioration Diagnosis）的AFE產品，以支援並協助客戶因應市場變化，完成產業鏈的閉環。新唐科技的車用級AFE產品提供的10us V-I同步測量機制，能夠幫助客戶快速且精確地評估電芯內阻和電池健康狀態，初步實現相關功能的支援。

總結以上所述，新唐科技基於高壓SOI工藝、完全冗餘、全生命周期高採集精度、高串聯數、反向喚醒設計的KA849xx系列車用級AFE產品，以及未來的產品開發路徑，旨在滿足電網端儲能BMS系統的當前需求，並符合未來技術發展趨勢。新唐科技期待與更多客戶攜手合作，共同打造更符合「雙碳」政策規劃的產品。

新唐科技長期致力於BMS AFE產品領域，已形成完善的產品和技術發展路徑。如需了解更多產品資訊，請持續關注新唐科技官網（www.nuvoton.com）或直接聯繫我們。