轻量化、低功耗,边缘计算芯片在储能中大有可为

2025-04-18

(文 / 黄山明)随着储能系统日趋复杂,储能产品的种类与数量持续攀升。储能系统需要实时采集电池电压、温度、电流等关键参数,这就要求具备专门的数据处理功能,以降低云端延迟,提高响应速度。


在此背景下,边缘计算芯片应运而生。在一些本地化智能决策场景中,例如电网通信中断的情况,或者在偏远地区(如无基站覆盖的储能电站),边缘计算芯片能够支持离线自主控制(如虚拟同步机惯量支撑、离网模式切换),确保系统稳定运行。

在分布式能源系统里,边缘计算芯片可对多个储能设备进行协同管理。根据不同设备的状态以及能源需求,优化分布式能源的分配与调度,提升整个系统的能源利用效率和可靠性。​

借助人工智能算法,边缘计算芯片还能对储能系统的历史数据展开分析,学习能源消耗模式并预测未来需求,进而优化储能策略,提高能源利用效率,降低能源成本。

同时,储能设备涵盖 BMS、PCS、消防等多协议设备,边缘计算芯片支持多协议转换(如 Modbus、MQTT),极大地简化了系统集成过程。

可以说,边缘计算芯片在储能市场潜力巨大。

按照国家 “双碳” 目标,中国计划到 2030 年风光装机量超过 12 亿千瓦。储能作为能源消纳的关键环节,智能化升级刻不容缓。预计到 2025 年,虚拟电厂市场规模将超过 500 亿元,这需要边缘计算来支持分布式资源的聚合。

此外,国家电网提出输电物联网边缘智能需求,要求高算力、低功耗芯片支持线路缺陷的实时处理。2025 年,电网侧储能占比将超过 40%,需要借助边缘计算实现快速调频调峰。​

目前市场上,英伟达的 Jetson Nano 芯片属于入门级产品,支持轻量级 AI 推理和实时数据处理,适合储能系统的实时监控与基础数据分析,可应用于储能设备的运行状态监测、异常报警等基础功能。

英伟达的 Jetson Xavier 系列则是高端旗舰芯片,搭载自研 NPU,支持多模态大模型(如 AIGC、CV 大模型),算力高达 32 TOPS,适用于复杂的数据分析与预测,可用于储能系统的电力需求预测、充放电策略优化、多设备协同管理等方面。

国内的旭日 3 芯片可提供 5TOPS 的算力,适用于多种边缘计算场景,尤其适合对高性能和低功耗有平衡需求的场景。华为的 Ascend 310 以低功耗和高性能闻名,适合边缘计算场景,能够支持多种 AI 任务,包括图像识别、语音识别等,可用于储能系统的智能管理与优化。

这些边缘计算芯片的加入,催生了众多亮眼的市场产品。例如钡铼技术 ARMxy 系列工业边缘计算机专为户外应用设计,能够耐受高温、低温、潮湿等恶劣环境,并提供丰富的接口(如 RS485、LAN、CAN、DI/DO 等)。应用于工商储能柜时,可实时获取高压箱的工作状态,监控储能柜状态并控制开关,实现对储能系统的全面监控与自动化控制。

EMQ 推出的 NeuronEX 能够实现高频海量数据采集,在 100ms 内完成 10000 + 单集装箱储能点位的数据采集,并提供边缘计算框架,支持 SQL 语句和函数拓展,可实现 SoC/SoH 建模分析、电池模组一致性计算、预警告警等功能。适用于大型新能源电池储能系统,确保储能系统的安全运营与快速响应。

研华的 Arm-based 边缘智能网关提供防崩溃操作系统,保障设备在偏远地区 7×24 小时稳定可靠运行,具备高效能数据处理机制,可完成大量数据的采集、处理、转换及实时存储。协助储能企业打造稳定高效的 BMS 方案,满足储能柜在全球各地部署时的稳定运行、灾难恢复、双机热备和实时在线监控需求。

小结

边缘计算芯片对于储能而言是刚性需求。随着新能源渗透率的提高、电网智能化转型以及储能规模化发展,其需求将持续增长。预计到 2030 年,全球储能边缘计算芯片市场规模将超过百亿美元,覆盖从分布式储能到电网级电站的全场景,成为储能系统智能化的核心基础设施。

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