网讯：储能系统运行数年后，会面临电池衰减、SOC/SOH不一致的情况，这是历年来锂离子电池几乎“无解”的问题。
为提升储能系统全生命周期的安全性和经济性，避免“短板效应”，就要解决电芯之间、电池包之间、电池簇之间的均衡问题，让储能电池系统内部在电压、容量和状态上达到相对一致的状态。
那么，对于储能系统而言，究竟需要怎样的均衡技术？
通常，电芯之间的均衡主要通过BMS被动均衡和主动均衡来实现，BMS采用主动均衡的效果相对更好。
数据显示，按照项目容量统计，国内储能项目98%采用被动均衡BMS，而海外储能项目约74%采用被动均衡BMS，主动均衡的项目占比达26%。储能BMS厂商也向高工储能表示，主动均衡产品在国内市场的销量很小，但在海外市场有不少应用。
近日，海辰储能在美国发布6.25MWh长时储能系统解决方案，该系统首次采用外置主动均衡设备，可根据后期运维需求增加。此外，阳光电源、科陆电子等聚焦海外市场的企业推出的储能系统也配置了主动均衡BMS。
不过，BMS被动均衡和主动均衡都有各自的局限性，被动均衡电流太小，BMS主动均衡不仅提高了成本还增加了故障率，受到行业诟病。
有企业表示，BMS主动均衡的作用有限（并非无用），随着储能电芯的一致性越来越好，组串式储能系统无需主动均衡，通过一簇一管理的设计，可以让三四线电芯厂的电芯达到头部电芯的效果。
BMS主动均衡本质上是作用于电芯之间的DC/DC模块（直流-直流变换器，通过电子开关技术将一种直流电源电压转换为另一种直流电压级别），如果要进一步提高均衡效果，实现电池包乃至电池簇之间的均衡，就要采用额外的DC/DC模块来调节电压。
无论是BMS主动均衡，还是部分企业推出的电池簇控制器/均衡器/优化器等，都是通过控制电流来实现均衡，本质上都是DC/DC模块。
多家厂商在不同规格的储能产品上先后推出了电池簇或电池模组增加DC/DC模块的系统方案，包括华为、古瑞瓦特、首航新能源、思格新能源、互宇数能、先阳新能源、海雷新能源等，虽然成本有所增加，但均衡效果相对更好。
各类均衡技术之争
储能系统的寿命长达20年甚至更久，随着运行时间的推移，单体电池之间的离散性必然会拉大，电池包SOH的差异也会导致电池簇“充不满，放不光”的容量失配问题。可以确定的是，电池均衡是储能系统必不可少的功能之一。
BMS被动均衡、BMS主动均衡、电池簇管理器/均衡器/优化器等，都可以让储能系统实现不同程度的均衡。
被动均衡的电流在100mA左右，主动均衡的能够实现的均衡电流通常在5A以内，增加电池簇管理器/均衡器/优化器等DC/DC模块能够实现更大的均衡电流。
用通俗的方式来理解，主动均衡类似于“劫富济贫”，而被动均衡只“劫富不济贫”。
被动均衡属于能量耗散式均衡，是在电芯上并联一个电阻，当有的电芯未尚未充满，有的电芯已充满时，通过电阻对已满电的电芯以热量形式释放电量。
主动均衡是非能量耗散式均衡，在电池充放电循环期间，将能量高的电芯里面的能量，转移到能量低的电芯里。
头部BMS厂商表示，目前国内主动均衡BMS的出货量非常小，市场接受度低。
据了解，目前国内市场BMS主动均衡市场接受度不高的原因，一方面在于，国内储能系统的运行率远低于海外，对均衡能力的需求刚性不明显。采购主动均衡BMS大约需要增加0.01~0.02元/Wh成本，储能的盈利能力不足，很少有人愿意为主动均衡带来的“溢价”买单。
另一方面，BMS被动均衡结构简单，产品稳定性高，主动均衡的硬件架构更为复杂，由于内部增加了均衡电路，增加了失效和故障风险。而且通常BMS主动均衡也只能实现电池簇内的能量均衡。
尤其是在国内储能盈利难的情况下，绝大多数项目都选择了价格更低、结构简单、稳定性相对更好的被动均衡产品。
思源电气的大储系统采用的是一簇一管理、AC存储交直流一体设计，思源电气告诉高工储能，如果系统内部电芯SOH差异只有5%以内，理论上来说，被动均衡足矣。
业内人士认为，BMS的主动均衡能够发挥的作用有限，目前越来越多储能系统采用一簇一管理设计，电芯的一致性也越来越好，从运行的效果来看，如果加上主动均衡或均衡器等，反而容易提高故障率，通过一簇一管理的设计，可以使三四线厂商的电芯达到头部电芯的效果。
由于价格相对更低，国内大部分源网侧储能系统都是集中式架构。业内人士表示，集中式架构的大储系统，还需要解决簇与簇之间的均衡问题，对均衡能力的要求相对组串式更高一些。
为了应对BMS被动均衡效果不足、主动均衡容易引起故障的问题，越来越多储能企业自研均衡技术。不过，配置BMS主动均衡或增加DC/DC模块也意味着成本提高。
高工储能采访了解到，海辰储能推出的6.25MWh长时储能系统解决方案，可以在后期电池出现故障时，增加外置主动均衡设备。
海辰储能自研的主动均衡设备也是用于电池之间的均衡，但与常规的BMS主动均衡产品有所差异，也并非常规的DC/DC模块，相比之下稳定性更高，成本也相对适中。
优化器/均衡器有无必要？
长期以来，在国内储能市场，电芯的主动均衡尚且难以推广，电池包、电池簇的均衡方案似乎更难找到用武之地。
由于大储、工商储、户储的整体能量、电芯数量、工作电流等方面差异，大储对均衡能力的要求也相对高于工商储和户储。不过，无论是大储、户储还是工商储，都会面临对储能系统均衡能力要求高的场景。
当BMS主动均衡难以满足以下三个场景需求的时候，额外增加DC/DC模块方案的价值便能凸显出来。
根据高工储能调研了解，对电池包、电池簇均衡能力要求高的场景主要是三个：一是储能系统运行多年后，出现较大的离散性；二是电池原厂电池包本身一致性不太好，或用于梯次电池储能；三是储能系统中有个别电池包损坏，需要更换全进行新旧电池混用。
华为率先在业内推出了智能组串式储能系统，其独特之处在于每个电池Pack里面装有BMU外，还装有优化器（两个可控硅开关），每个电池簇还配置了控制器（DC/DC模块）。当部分电池充满电后，通过优化器和簇控制器调节电压和电流给其他没充满的电池Pack充电，各簇电压灵活调节。
不过，抛开成本方面，华为智能组串式系统产品也并未绝对的“遥遥领先”，由于该系统采用四级BMS架构，整体效率有所降低。
除了华为，也有其他企业在工商业储能、户用储能、基站储能等领域推出了增加DC/DC模块的产品。
先阳新能源为工商业储能定制研发了“智能均衡器”，也是通过调节电池包的充放电电流，可以有效解决电池木桶效应，实现剩余容量最大程度的利用。
高工储能了解到，在先阳新能源工商业储能柜中，假设其中一个电池包SOH或SOC与其他电池包差异较大的情况下，通过智能均衡器，调节后各个电池包充放电电流的差异甚至可以超过50%，从而使SOH或SOC差异大的电池包同时充满或放空。
据互宇数能CEO向超耀介绍，针对电池木桶效应这个痛点问题，互宇数能自研主控式储能技术，其核心就在于电池包优化器和电池簇优化器。
互宇数能的方案在硬件上同样属于DC/DC模块，但在软件层面也有明显的差异化，自研的EMS系统可以协同DTU云平台，满足数百个站点的协同管理。
互宇数能主要产品包括用户能源和站点能源，包括户用储能、工商业储能、基站储能等，均采用搭配优化器的储能解决方案。
尤其是基站储能，传统的基站采用铅酸电池，而互宇数能基于主控式技术的基站叠储方案，不仅可以实现新旧电池混用，铅酸和锂电储能电池也可以混用。
在应用成熟的户用储能领域，也有多家厂商推出了搭载Pack级DC/DC的户储方案，除了华为之外，还有古瑞瓦特、首航新能源、思格新能源、海雷新能源等企业也采用这种技术路线。
海雷新能源的户储产品的核心亮点在于采用低压280Ah电池+DC/DC升压的方案，配置了电池包级DC/DC模块（BMS主动均衡），均衡电流可达5A，帮助提升2-3年的产品寿命，用户可以灵活扩容、扩功率。此外，高压堆叠户储电池还配备了模组级DC/DC。
一方面，把280Ah低压电芯应用到户储上，再通过DC/DC模块升压，降低了电芯成本，也能够减缓电池容量衰减的速度，提高户储系统的循环寿命；另一方面，如果后期需要扩容电池，在原有的户储电池系统上增加新的Pack也可以轻松实现。
随着储能系统运行时间拉长，必然会出现电池电压和容量差异越来越大的情况。电池衰减是不可逆的，面对容量衰减、寿命跳水、安全打折、能效降低等一系列问题，电芯层面主要通过预锂化、耐高温等技术升级，系统层面可以增加DC/DC模块。
高工储能认为，对于储能系统而言，BMS主动均衡能够发挥不错的效果，但稳定性仍有待提高，均衡器/优化器的均衡能力更强，但成本和稳定性仍有进步的空间，找到适配的场景才能发挥出最大的效果。
