6--TP-電化學儲能用戶側BMS應用方案探討0528.pdf

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1、電化學儲能用戶側BMS應用方案探討主講人：邵磊2023.05目 錄儲能的發展03關鍵技術02用戶側儲能方案04公司簡介01儲能的發展011.1 實現3060雙碳目標的挑戰巨大實現雙碳戰略關鍵：重點構建新型電力系統煤電主體 新能源為主體 單項傳輸 源網荷儲互動 封閉市場 市場機制開放 低效原始 科技創新升級 儲能是構建新型電力系統的必備組成，用戶側儲能是資本活躍度最高的部分！1.2 儲能市場預測2018-2030 年全球各國累計儲能部署2030年前快速增長-60年前穩步增長用戶側儲能方案022.1 戶用儲能的應用 根據家庭儲能產品的帶電量、電壓等級、耦合方式等，可以將其劃分成：小型電池系統、低壓

2、模塊化電池系統、高壓模塊化電池系統、交流耦合電池系統、離網電池系統和多合一太陽能電池系統等幾大類，產品的帶電量從 5-500kwh 不等，用戶可以根據家庭用電需求選擇合適的產品。從技術上來看目前主要有三種機型：分體機、堆疊式、一體機。與其他場景的鋰電池儲能系統本質上差別不大，戶用儲能系統由電芯（Cell）、電池管理系統（BMS）、儲能雙向變流器（PCS）、光伏陣列（PV Array）、其它支撐系統（如熱管理）等構成。2.2 戶用儲能-高壓串聯BMS方案優勢 均衡特性 擴展特性 系統具備單體電芯及PACK級均衡管理，保障系統電芯一致性；系統支持靈活堆疊與并簇使用，滿足用戶儲能容量需求；高度集成

3、智能保護 系統支持一體化高壓電源板應用，提高裝配效率、降低系統成本；高精度電池信息采集，結合智能化算法和故障管理，保障系統安全運行；用戶體驗 互聯互通 支持4.3寸HMI或LED指示燈顯示，高可視化提高用戶體驗；具備CAN/RS485/LAN通訊，支持擴展WIFI藍牙，實現互聯保障運維；產品方案拓撲系統應用拓撲2.3 戶用儲能-高壓智能BMS系統應用拓撲產品方案框圖方案優勢 產品特性集成BMS+雙向DCDC,可將48VDC轉換為高壓直流輸出，匹配不同廠家逆變器應用充電特性與PCS無通信時，支持充電均流，且充電功率可跟隨PCS的輸出功率變化而變化警告保護支持過壓、欠壓、過流、短路、高低溫、電芯故

4、障等異常保護放電特性支持恒壓放電，放電均流，放電電壓可設，實現充/放電無縫切換并聯擴功率最大可支持32組電池并聯，峰值效率高達98.5%易于維護支持多方式激活、強制下電功能、具備維護模式、自動排列地址與物理位置對應2.4 戶用儲能-低壓并聯BMSBEES系統應用拓撲產品方案框圖方案優勢 遠程監控基于萬物互聯的能源大腦，提升儲能系統就地監控和遠程運維能力高集成性同類方案在通信備電市場擁有超百萬套成熟應用經驗協議庫豐富對接多款主流基站電源和國際電信運營商動環監控，協議庫豐富擴展功能豐富預留LCD，藍牙WIFI，LED定制，加熱膜，二次保護脫扣器，消防檢測，陀螺儀防盜安全可靠符合多種功能安全認證標準

5、需求，完成UL，IEC相關認證場景適配智能控制策略，完美適配逆變器匹配的家庭儲能應用2.5 戶用儲能-低壓智能BMS系統應用拓撲產品方案拓撲方案優勢 產品特性集成BMS+雙向DCDC,實現鋰電充電放電智能管理，支持鉛酸和鋰電混搭使用，升壓充電智能化設計具備藍牙APP、無線4G通信、并機在線升級、陀螺儀防盜等擴展功能接口多運行模式具有自管理恒壓放電、電源管理恒壓放電、電池特性放電及削峰填谷四種模式放電特性支持恒壓放電，放電均流，放電電壓可設，實現拉遠供電，充/放電無縫切換并聯擴功率最大可支持32組電池并聯，峰值效率高達98.5%易于維護支持多方式激活、強制下電功能、具備維護模式、自動排列地址與物

6、理位置對應2.6 戶用儲能BMS應用方案對比序號評價指標高壓串聯BMS高壓智能BMS低壓并聯BMS低壓智能BMS1度電經濟性（20KWh）初裝成本最低初裝成本最高初裝成本略高初裝成本較高2可用率略低，木桶效應，DOD保護最高，單個模組不影響整體運行，升壓至HV，獨立充放較高，單個模組不影響整體運行，線束損耗大最低，單個模組不影響整體運行，穩壓/線束損耗3能量效率最高，高壓直接逆變較高，升壓后再逆變略低，母線電流大熱損耗，低壓逆變損耗最低，母線電流大熱損耗，低壓逆變損耗，DCDC損耗4擴容應用要求最高，電芯的新舊，容量一致性要求要求低，DCDC獨立充放要求較高，電芯的新舊要求低，DCDC獨立充放

7、，原始鉛酸、舊模組混用5運維費率較高，隨著電芯一致性穩定降低，單體和模組均衡降低較低較低較低 根據電池包的電壓高低，可以分為高壓電池和低壓電池，行業呈現向高壓電池轉換的趨勢，主要目的是提高效率、簡化系統設計，但同時對電芯一致性和 BMS 管理能力要求更高。高壓電池通常電池包電壓在 48V 以上，可以通過多個電芯串聯實現電池包層面的高壓。效率方面，使用相同容量的電池，高壓儲能系統的電池電流較小，對系統的干擾較小，高壓儲能系統的效率更高；系統設計方面，高壓混合逆變器的電路拓撲結構更簡單，尺寸更小，重量更輕，更可靠。但是高壓電池是多個電芯串并聯而成，電壓越高，串聯的電池越多，對電芯的一致性要求越高，

8、同時需要配合高效的 BMS 管理系統，否則容易出現故障。2.7 微網儲能虛擬電廠解決方案解決方案：建立虛擬電廠中心平臺，可實現大容量的無線智能網關遠程接入 集中一個區域內的戶儲/工商儲/基站資源，可地級、市級甚至省級 每個基站擴容一到多套智能鋰電電池，或是將原來鉛酸電池改造為智能電池 這些智能電池受站內無線智能網關監控和管理 無線智能網關上報信息至遠程虛擬電廠中心平臺，接受中心平臺下發的控制策略 智能電池接受無線智能網關控制策略，實現需求響應、削峰填谷、基站備電等各種應用社會價值：區域戶儲微網，廣東宏基站數量超25萬座，平均每個基站提供20KW調節能力，總調節能力500萬KW 預計深圳虛擬電廠

9、總調節能力可達100萬KW 隨著5G微站建站數量的增多，基站虛擬電廠調節能力會進一步提升 按深圳用電負荷2000萬KW計算，深圳基站虛擬電廠調節能力可達5%-10%新擴容的及經改造后的智能電池既可由虛擬電廠調度實現需求響應和削峰填谷應用，又可實現基站備電，多重用途使得該模式既具社會價值又具經濟價值2.8 工商業儲能的應用l十四五規劃明確指出，我國會把“碳達峰”、“碳中和”作為污染防治攻堅戰的重要目標。如何通過組件發電、工業廢水發熱、自動化線體省電、儲能系統儲電，成為了社會普遍關注的重點。l一方面工商業業主可以通過自投光伏、儲能系統，實現工廠內的自發自用，并且快速達到投資回收期限。另一方面也可以

10、通過購買綠電的方式，實現用電的綠色化、零碳化。市場對于工商業儲能的需求并不在少數。雖然之前工商業儲能的經濟性不強，但隨著各地紛紛出臺利好政策以及強制配儲的要求，浙江、山東等地的工商業儲能項目的利潤逐漸可觀。如何合理設計儲能系統，滿足業主需求，成了各廠家關注的重點。2.9 工商業儲能-HV BMS 方案優勢 完善梯次保護二級或三級架構,實現多簇靈活配置；精準環流控制策略+支持5級故障處理，確保系統長時間穩定運行；完備的熱管理控制策略，保障系統在最佳狀態下運行；支持SOC自動修正，全生命周期數據記錄；支持無線4GLANCAN RS485通信，擴展性強;數據可視化平臺，大數據分析與報表統計；BAU+

11、EMS集成中滿足工商儲需量管理，峰谷套利、配電及變壓器擴容、光儲充電站配套使用;系統應用拓撲產品方案框圖2.10 工商業儲能-HV IPE-BMS系統應用拓撲 面對行業內的困難與挑戰，儲能技術的創新是關鍵突破口。此方案采用BMS+DCDC技術，將儲能系統的能量管理精細化到電池模組級，最大化程度減小模組串聯失配影響，提升整個儲能系統的可用容量；其二，通過電池簇控制器，充放電過程中均衡電池簇容量，最大程度消除電池簇間并聯失配，實現單簇能量管理。因此，我們提出HV IPE-BMS 方案智能BMS儲能系統管理方案。專利2.11 用戶側大型儲能高效率熱管理：BMS可自動調整液冷機組運行狀態，有效降低液冷

12、機組運行功耗，提高系統總體效率。高效溫控智能軟件算法：BMS具備高速數據采集及處理能力，滿足百毫秒級電池堆數據采集與控制響應要求；高精度SOC/SOH算法，SOC實時修正，估算誤差不超過5%;高效均衡管理算法，有效提高電池均衡效率。智能算法云邊協同云邊端協同計算：支持EMS云邊端協同計算和動態分區控制功能，深度賠合數據挖斑、機器學習等技術，支持自適應和自學習算法，通過對儲能系統運行數據進行暫能分析，自動優化系統運行策略，提高電站運營收益。遠程監控智能遠程監控：具備智能遠程監控功能，可通過EMS云平臺進行遠程監控，一鍵啟?？刂?、充做電參數修改，運行模式設定、OTA升級等功能，實現電站無人少人值守

13、，降低電站運維成本。實時預警實時故障預警：具有在線故障診斷和預警功能，可通過EMS云平臺進行實現系統狀態在線檢測、故障自診斷、故障預警。事故追億等功能，并通過短信/App自動發送通知，提師進行風險識別，自動推送運維建議，提高系統安全性。從控：56/64串堆控：BAU01A/B主控：BCU01D/02D從控：16/18串關鍵技術033.1 均衡技術被動均衡主動均衡u采用隔離電源，開關矩陣單體與母線間雙向轉換；u內部高效DCDC能量轉移方式，效率高達92%。范圍廣簇內均衡母線,可對所有簇內所有電芯均衡電流大均衡電流達3A，均衡時間短,提升均衡質量效率高高效電路,全時均衡,簇內多電芯同時均衡提高能效

14、通過能量轉移方式進行均衡，提高系統能效3.2 SOX方案n SOC性能n SOC算法流程n SOH算法流程n SOE/SOP流程l Strong robustness,Error correction capabilityl Low errorl Stable,no mutationInitial SOC error 20%SOC error 5%SOC changed only by currentl Low error SOE error 5%n SOE性能l Low errorl Tendency SOHC error 5%SOHC Downward changes n SOH性能3.3

15、 天邦達智云服務天邦達智云中心TIANPOWER.AIcloud安全服務在線升級鋰電管理售后服務用戶社區數據交易削峰填谷節能策略精準統計實時監控3.4 高壓儲能 vs 無線BMSDDA網絡架構圖 采用國產自主的DDA無線通信技術來替代現有的CAN/菊花鏈進行通傳輸方式，可實現快速自組網，低功耗，低時延，傳輸速率高，穩定性高，數據丟包率低，安全性高，雙向實時數傳等特點，可實時監測電池狀態（電量、電流、電壓、溫度等），在線診斷及預警，減少傳統固有的線束量，簡化PACK結構，不僅節省了空間，提高了靈活性高，更降低了材料成本及運維成本。公司簡介044.1 公司簡介1234深圳灣實驗室總部+研發中心 深

16、圳光明玉律制造中心越南同奈安福制造基地2023年開建東莞塘廈制造基地 深圳天邦達科技有限公司 成立于2007年，是專業從事儲能電池管理系統BMS和儲能整體解決方案，5G電源系統，新能源汽車48V系統DCDC轉換器和BMS,智能鋰電控制系統，動力/消費類產品的鋰電池控制模組的研發、生產、銷售和服務于一體的國家高新技術企業。海外高壓戶儲和工商業BMS出貨NO.16.3億2022年第三方BMS銷售額NO.18.7GWh總出貨量400個行業合作伙伴“0”事故16年“0”安全事故4.1 公司簡介研、產、銷一體國際化生產支持十萬級無塵車間2017年導入MES系統完整的質量體系/管控流程18條SMT生產線U

17、L/TUV/VDE國際認證儲能全系列產品通過鑒衡認證SGS等機構為公司完成各類認證體系+國內外認證20+國家級、省級、市級專精特性小巨人行業榮譽若干參與相關標準制定10余項廣東省工程可靠性實驗室CNAS認證中.研發團隊200+電池主動均衡電路和方法SOX相關算法發明專利積累儲能系統測試系統方案.知識產權160+4.2 高壓儲能產品簡介以BMS和DCDC為基礎提供儲能直流側系統解決方案；還有16/18/24/32/64串等標準從控模塊供適配！可視化云平臺WIFI/4G主控模塊 BCU01A/B1500V 3路高壓采集霍爾/分流器信號絕緣監測簇上下電和SOX匯流柜：DC1500V配電盒 通訊交換盒UPS（備電30分鐘）高壓箱（HVB）DC1500V 300A內置主控板BCU01A堆控BAU01A 32簇10.1/7寸屏 支持CAN RS485 LAN口通訊從控模塊 CSU08B雙向主動均衡24S28T一體機模塊 BMS06B42S電池采集實時監控自動均衡 智能充放電液冷方案模塊 CSU10B0.2A被動均衡56S64T采集