隨著新能源技術的不斷發展,儲能技術不斷革新,尤其是以鋰電池為代表的儲能系統廣泛用于電動汽車和微電網。為了提高儲能容量并且輸出大功率、高電壓,通常會由許多單體以串并聯方式構成一個龐大的電池儲能系統,為保證系統的安穩運行,電池管理系統(battery
management system,BMS)應運而生。本文將詳細介紹儲能BMS,以供參考。
1.儲能BMS
BMS(Battery Management
System,電池管理系統),是配合監控儲能電池狀態的設備。BMS和電芯一起組成電池系統。BMS擔任儲能系統中的感知角色,主要功能是監控電池儲能單元內各電池運行狀態,保障儲能單元安全運行。BMS對電池的基本參數進行測量,包括電壓、電流、溫度等,防止電池出現過充電和過放電,延長電池的使用壽命。

2.儲能BSM系統結構
BMS系統大多都是三層架構,硬件主要分成從控單元、主控單元和總控單元。
1)底層:從控BMU,為單體電池管理層。由電池監控芯片及其附屬電路構成,負責采集單體電池的各類信息,計算分析電池的SOC(電池剩余容量)和SOH(電池健康狀態),實現對單體電池的主動均衡,并將單體異常信息上傳給主控。
2)中間層:主控BCU,為電池組管理層。收集BMU上傳的各種單體電池信息,采集電池組信息。計算分析電池組的SOC和SOH。
3)上層:總控,為電池簇管理層。負責系統內部的整體協調以及與EMS、PCS的外部信息交互,根據外部請求控制整個BMS系統的運行過程。

3.儲能BMS技術要求
(1)強電池均衡管理能力保證電池性能一致性:由于儲能系統深度充放電、長循環壽命要求的特性,對電池性能提出了很高的一致性要求為了保證電池組內單體電池性能的一致性,要求儲能BMS具有很強的電池均衡管理能力,所以儲能系統一般要求采用主動均衡技術。
(2)可靠性強、容錯能力高:儲能系統對安全性、可靠性、長壽命的要求極高,對BMS也要求有很高的可靠性、系統容錯能力。
(3)具備電池簇并聯控制功能:須具備電池簇并聯控制功能,防止環流的發生;同時也有單簇維護的需求。
(4)強抗干擾能力、數據處理能力、響應速度、數據存儲能力:BMS面臨高電壓、大功率、大數據、干擾嚴重、控制復雜的特點,在產品設計方面,抗干擾能力、數據處理能力、響應速度、數據存儲等方面提出了極高的要求。
(5)更高精度的SOC等指標:電網側或新能源側儲能系統,BMS需具備雙網或多網冗余功能,在調頻應用場景,SOC等指標直接參與調度決策,需要高精度SOC指標的保證。
(6)快速響應能力:BMS須具有復雜協議的處理能力和響應速度,具備更多輔助設備接入的能力,具備更多DI/DO聯動接口功能。

4.儲能BMS廠商
目前BMS制造產商主要包括車廠、電池廠與專業BMS制造商。
車廠:通用、特斯拉、比亞迪、華霆動力
電池廠:三星、寧德、欣旺達、德賽電池、拓邦股份、北京普萊德等
專業BMS制造商:億能電子、杭州高特電子、協能科技、科工電子等

5.儲能BMS現狀
(1)同質化
基本基于主流芯片公司的方案,同質化嚴重,受制于芯片產業的影響嚴重,產品良莠不齊,技術壁壘不高、生存空間擠兌,缺乏核心競爭力。
(2)標準化
電池模組各家方案不同,控制策略、保護參數、通訊協議、匯流方案不同,現場調試工作量大,信息孤島;線束加工、現場安裝調試人工工作量大,占比40%。

以上梳理了儲能BMS的系統構成、原理、制造商等,希望對你有所幫助,如果你想了解更多相關內容,敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。
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