1)什么是BMS?
BMS全称是BatteryManagementSystem,电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的设备,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板,或者一个硬件盒子。
BMS是电池储能系统的核心子系统之一,负责监控电池储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全可靠运行。BMS能够实时监控、采集储能电池的状态参数(包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等),并对相关状态参数进行必要的分析计算,得到更多的系统状态评估参数,并根据特定保护控制策略实现对储能电池本体的有效管控,保证整个电池储能单元的安全可靠运行。同时BMS可以通过自身的通信接口、模拟/数字输入输入接口与外部其他设备(PCS、EMS、消防系统等)进行信息交互,形成整个储能电站内各子系统的联动控制,确保电站安全、可靠、高效并网运行。
2)架构
从拓扑架构上看,BMS根据不同项目需求分为了集中式(Centralized)和分布式(Distributed)两类。
集中式BMS简单来说,集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。集中式架构的BMS硬件可分为高压区域和低压区域。高压区域负责进行单体电池电压的采集、系统总压的采集、绝缘电阻的监测。低压区域包括了供电电路、CPU电路、CAN通信电路、控制电路等。随着乘用车动力电池系统不断向高容量、高总压、大体积的方面发展,在插电式混动、纯电动车型上主要还是采用分布式架构的BMS。分布式BMS目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构:
储能BMS则因为电池组规模庞大,大多都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。
就像电池构成电池簇、电池簇构成电堆;三层BMS中也遵循这样层层向上的规律:
从控:电池单体管理单元:BMU(batterymoduleunit,大多都叫BMU,也有的叫CSC/CSU),采集单体电池信息。
监测电池单体电压、温度
包内电池均衡
信息上送
热管理
异常报警
主控:电池簇管理单元:BCU(batteryclusterunit,也有高压管理单元HVU、BCMU等等),负责收集BMU信息,并采集电池簇信息。
电池簇电流采集,总电压采集,漏电检测
电池状态异常时断电保护
在BMS的管理下可单独完成容量标定和SOC标定,作为后续充放电管理的依据
总控:电池阵列管理单元:BAU(batteryarrayunit,也有叫BAMS、MBMS等等),对整个储能电池堆的电池进行集中管理。向下连接各个电池簇管理单元,向上与其他设备信息交互,反馈电池阵列的运行状态信息。
电池阵列的充放电管理
BMS系统自检与故障诊断报警
电池组故障诊断报警
电池阵列内各种异常及故障情况的安全保护
与PCS、EMS等其他设备通信
数据存储、传输与处理
单体电池管理层:负责采集电池的各种单体信息(电压、温度),计算分析电池的SOC和SOH,实现对单体电池的主动均衡,并将单体异常信息上传给电池组单元层BCMU。通过CAN对外通信,通过菊花链相互连接。电池组管理层:负责收集BMU上传的各种单体电池信息,采集电池组的各种信息(组电压、组温度)、电池组充电放电电流等,计算分析电池组的SOC和SOH,并将所有信息上传给电池簇单元层BAMS。通过CAN对外通信,通过菊花链相互连接。电池簇管理层:负责收集BCMU上传的各种电池信息,并将所有信息以RJ45接口上传给储能监控EMS系统;与PCS通信,将电池的相关异常信息发送给PCS(CAN或RS接口),且配有硬件干节点对PCS。此外进行电池系统BSE(BatteryStateEstimate)评估、电系统状态检测、接触器管理、热管理、运行管理、充电管理、诊断管理、以及执行对内外通信网络的管理。通过CAN与下级进行通信。
3)BMS是做什么的?
BMS的功能有很多,最核心的、我们最
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