近年來全球暖化的議題備受國際重視,各國紛紛提出「2050 淨零排放」的目標,期望能降低溫室氣體的排放量進而減輕氣候變遷帶來的負面影響。台灣也分別針對能源、產業、生活、社會提出四大轉型策略,其中能源轉型的主軸便是打造零碳能源系統,最大化再生能源的使用,以風力、太陽光、海洋能等乾淨能源進行發電,減少傳統火力發電時產生的碳排量。然而源於自然環境的綠能發電並不穩定,季節、天氣都會對其造成影響,因此「儲能」便成為發展再生能源不可或缺的配套技術。
廣錠科技蘆竹廠參訪-電池管理系統的製程簡介
本次參訪我們來到廣錠科技股份有限公司位於桃園蘆竹的生產基地,一探儲能技術的發展現況。以博弈產業起家的廣錠科技有鑑於當前的社會發展,積極投入能源存儲與管理技術的開發,推出一系列的儲能系統解決方案,不僅開發車輛到電網的技術,更將儲能服務由工商業應用擴展到民生的領域,擴大儲能系統的使用範圍,讓電被有效且穩定的利用。

活動由OSCAR淨零排放韌性供應鏈聯盟的陳鼎元秘書長進行開場,陳鼎元博士藉全球暖化的嚴峻和AI產業龐大的用電量切入,告訴大家建構穩定再生能源電網以及儲能技術的重要性。而後廣錠科技的負責人向大家簡要介紹儲能系統櫃的製作方式,並引領我們實際參觀儲能櫃的生產流程。以鋰鐵電池製成的電芯小小一顆便有6公斤重,藉由精密的雷射焊接技術堆疊形成電池模組進而成為能夠儲存大量能源的儲能系統櫃,其中每一個電池模組都設有BMS電池管理系統與UPS不斷電系統,確保儲能櫃供電的穩定性並減少電池原料的損耗。

國立臺灣科技大學電機工程學系林長華教授—鋰電池管理系統於綠能晶片應用
緊接著由臺科大電機系的林長華教授為我們介紹鋰電池管理系統於綠能晶片之應用,電池管理系統(BMS)具有監測電芯之電壓、電流、溫度等數值的功能,可以維持系統安全性並延長電池使用壽命,同時也可以傳遞電池模組的訊息,提高電池使用效率和可靠性,其大致由以下元件組成,各項精密機械的運作確保電池可以穩定且安全的使用,是儲能系統中極其重要的元素:
- 前端類比元件(AFE):用以偵測電芯狀態,並提供保護措施。
- 微控制器(MCU):處理電量計算、資料處理、通訊及資料儲存。
- 電流感測元件:通常使用Current Shunt Resistor或是霍爾感測元件,感測充電及放電的電流並將電流資訊傳至主控制器。
- 平衡元件:分為被動平衡與主動平衡。被動平衡以電阻的瓦數影響電流的平衡,主動平衡則採用電容或是電感元件,將能量從電壓較高的電芯轉移至電壓較低的電芯,並搭配MOSFET作為平衡時的充放電閘道。
- 保護元件:可分為類比保護電路及數位保護電路。類比保護電路利用感測器、電壓比較器等對電器參數進行實時監測和保護,目前技術發展成熟且能夠及即時理信號,但測量精度以及功能較為有限;數位保護電路則以感測器或數位電路對電器參數進行監測和保護,並通過軟體演算法實現保護功能,具有高度的精確性及靈活性,然成本較高且設計較為負責,目前能需專業開發測試。
林教授也向大家介紹他的團隊所開發的模組教材,包含太陽能MPPT控制器模組、電動載具電池管理系統模組、儲能系統電池管理系統模組、電動載具電池管理系統模組,這些教材不僅成功推廣至學界和業界,更協助眾多學生在競賽中獲獎,研發成果備受各方肯定。

儲能系統是擴大再生能源電網時重要的配套措施,如何有效的儲電並穩定的供電,同時減少傳輸轉換的過程中產生能源浪費,是當前備受關注的發展目標。活動最後,學界和業界也呼籲大家跨行業合作組建聯盟艦隊,共同探索未知領域,降低風險,在低碳/負碳技術的發展中發揮聯盟綜效。
撰稿人員:廖鈺菁
審稿編輯:鍾明君