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一文讀懂BMS電池管理系統(tǒng)

專注功率器件及模擬IC ? 來源: 專注功率器件及模擬IC ? 作者: 專注功率器件及模 ? 2024-11-01 11:18 ? 次閱讀

一、 BMS是什么?

BMS是Battery Management System首字母縮寫,電池管理系統(tǒng)。它是配合監(jiān)控儲能電池狀態(tài)的裝置,主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元,防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。一般BMS表現(xiàn)為一塊電路板,或者一個硬件盒子。

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BMS是電池儲能系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)之一,負責(zé)監(jiān)控電池儲能單元內(nèi)各電池運行狀態(tài),保障儲能單元安全可靠運行。BMS能夠?qū)崟r監(jiān)控、采集儲能電池的狀態(tài)參數(shù)(包括但不限于單體電池電壓、電池極柱溫度、電池回路電流、電池組端電壓、電池系統(tǒng)絕緣電阻等),并對相關(guān)狀態(tài)參數(shù)進行必要的分析計算,得到更多的系統(tǒng)狀態(tài)評估參數(shù),并根據(jù)特定保護控制策略實現(xiàn)對儲能電池本體的有效管控,保證整個電池儲能單元的安全可靠運行。同時BMS可以通過自身的通信接口、模擬/數(shù)字、輸入/輸出接口與外部其他設(shè)備(PCS、EMS、消防系統(tǒng)等)進行信息交互,形成整個儲能供電系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的聯(lián)動控制,確保供電系統(tǒng)安全、可靠、高效并網(wǎng)運行。

二、 BMS架構(gòu)

從拓撲架構(gòu)上看,BMS根據(jù)不同項目需求分為了集中式(Centralized)和分布式(Distributed)兩類。

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集中式BMS

簡單來說,集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。

集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。

集中式架構(gòu)的BMS硬件可分為高壓區(qū)域和低壓區(qū)域。高壓區(qū)域負責(zé)進行單體電池電壓的采集、系統(tǒng)總壓的采集、絕緣電阻的監(jiān)測。低壓區(qū)域包括了供電電路、CPU電路、CAN通信電路、控制電路等。隨著乘用車動力電池系統(tǒng)不斷向高容量、高總壓、大體積的方面發(fā)展,在插電式混動、純電動車型上主要還是采用分布式架構(gòu)的BMS。

分布式BMS

目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu):

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儲能BMS則因為電池組規(guī)模龐大,大多都是三層架構(gòu),在從控、主控之上,還有一層總控。

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就像電池構(gòu)成電池簇、電池簇構(gòu)成電堆;三層BMS中也遵循這樣層層向上的規(guī)律:

·從控:電池單體管理單元:BMU(battery module unit,大多都叫BMU,也有的叫CSC/CSU),采集單體電池信息。

o監(jiān)測電池單體電壓、溫度

o包內(nèi)電池均衡

o信息上送

o熱管理

o異常報警

·主控:電池簇管理單元:BCU(battery cluster unit,也有高壓管理單元HVU、BCMU等等),負責(zé)收集BMU信息,并采集電池簇信息。

o電池簇電流采集,總電壓采集,漏電檢測

o電池狀態(tài)異常時斷電保護

o在BMS的管理下可單獨完成容量標定和SOC標定,作為后續(xù)充放電管理的依據(jù)

·總控:電池陣列管理單元:BAU(battery array unit,也有叫BAMS、MBMS等等),對整個儲能電池堆的電池進行集中管理。向下連接各個電池簇管理單元,向上與其他設(shè)備信息交互,反饋電池陣列的運行狀態(tài)信息。

o電池陣列的充放電管理

oBMS系統(tǒng)自檢與故障診斷報警

o電池組故障診斷報警

o電池陣列內(nèi)各種異常及故障情況的安全保護

o與PCS、EMS等其他設(shè)備通信

o數(shù)據(jù)存儲、傳輸與處理

單體電池管理層:負責(zé)采集電池的各種單體信息(電壓、溫度),計算分析電池的SOC和SOH,實現(xiàn)對單體電池的主動均衡,并將單體異常信息上傳給電池組單元層BCMU。通過CAN對外通信,通過菊花鏈相互連接。

電池組管理層:負責(zé)收集BMU上傳的各種單體電池信息,采集電池組的各種信息(組電壓、組溫度)、電池組充電放電電流等,計算分析電池組的SOC和SOH,并將所有信息上傳給電池簇單元層BAMS。通過CAN對外通信,通過菊花鏈相互連接。

電池簇管理層:負責(zé)收集BCMU上傳的各種電池信息,并將所有信息以RJ45接口上傳給儲能監(jiān)控EMS系統(tǒng);與PCS通信,將電池的相關(guān)異常信息發(fā)送給PCS(CAN或RS485接口),且配有硬件干節(jié)點對PCS。此外進行電池系統(tǒng)BSE(Battery State Estimate)評估、電系統(tǒng)狀態(tài)檢測、接觸器管理、熱管理、運行管理、充電管理、診斷管理、以及執(zhí)行對內(nèi)外通信網(wǎng)絡(luò)的管理。通過CAN與下級進行通信。

三、 BMS是做什么的?

BMS的功能有很多,最核心的、我們最關(guān)注的,無非就是三個方面:

一個是感知(狀態(tài)管理),感知電池的狀態(tài),這就是BMS的基本功能。不管測電壓、測電阻、測溫度,最后就是一個感知電池狀態(tài),我們想知道電池狀態(tài)什么樣,現(xiàn)在多少能量,多少容量,健康狀態(tài)怎么樣,還有多少功率,安全狀態(tài)怎么樣,這就是感知。

第二個就是管理(均衡管理),有人說BMS是電池的保姆,那這種保姆就要去管理,管理什么,就要把這個電池盡可能用好它,最基本就是均衡管理、熱管理、狀態(tài)管理。

第三個是保護(安全管理),保姆還要做一個工作,如果電池出了一些狀態(tài),它要去進行保護并向上報警。

當然還有通信管理,通過一定的規(guī)約在系統(tǒng)內(nèi),或系統(tǒng)外傳遞數(shù)據(jù)。BMS還有很多其他功能,例如運行控制、絕緣監(jiān)測等等。這里不展開介紹,更多具體功能參考下圖。

圖片5.png

01

感知——測量與估算

BMS的基本功能就是對電池參數(shù)的測量和估算,包括電壓、電流、溫度等基本參數(shù)、狀態(tài),以及SOC、SOH等電池狀態(tài)數(shù)據(jù)的計算。動力電池領(lǐng)域還涉及SOP(state of power)、SOE(state of energy)的計算,這里不展開講,著重講前兩個應(yīng)用更廣泛的數(shù)據(jù)。

電芯測量

1)基本信息測量:電池管理系統(tǒng)有著最基本功能就是測量電池單體的電壓,電流和溫度,這是所有電池管理系統(tǒng)頂層計算、控制邏輯的基礎(chǔ) 。

2)絕緣電阻檢測:電池管理系統(tǒng)內(nèi)需要對整個電池系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)進行絕緣檢測。

3)高壓互鎖檢測(HVIL):用來確認整個高壓系統(tǒng)的完整性的,當高壓系統(tǒng)回路完整性受到破壞的時候啟動安全措施。

SOC計算

SOC,指State of Charge,電池剩余容量。簡單來說,就是電池還剩下多少電。

SOC是BMS中最重要的參數(shù),因為其它一切都是以SOC為基礎(chǔ)的,所以它的精度和魯棒性(Robust)極其重要。如果沒有精確的SOC,再多的保護功能也無法使BMS正常工作,因為電池會經(jīng)常處于被保護狀態(tài),更無法延長電池的壽命。

目前主流的SOC估算方法有開路電壓法、電流積分法、卡爾曼濾波法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。比較常用的是前兩種。后兩種涉及積分模型、人工智能等較高深的專業(yè)知識,這里不詳細介紹。

實際應(yīng)用中常常是多種算法混合使用,根據(jù)電池充放電狀態(tài)的不同采用不同算法。

開路電壓法

開路電壓法其原理是利用電池在長時間靜置的條件下,開路電壓與SOC存在相對固定的函數(shù)關(guān)系,從而根據(jù)開路電壓來估算SOC。

以前常用的鉛蓄電池電動自行車就是使用這種方法估算SOC。開路電壓法簡單便捷,但也存在很多缺點:

1)電池須經(jīng)過長期靜置,否則開路電壓短時間內(nèi)很難穩(wěn)定;

2)電池存在電壓平臺,特別是磷酸鐵鋰電池,在SOC30%-80%期間,端電壓和SOC曲線近似為直線;

3)電池處于不同溫度或不同壽命時期,盡管開路電壓一樣,但實際上的SOC差別可能較大;如下圖,我們在使用這種電動自行車,假如當前SOC顯示100%,在加速啟動下電壓下降,電量可能顯示80%,停止加速時電壓回升,電量又會跳回100%。所以我們的小電車電量顯示不準,停下來有電開起來就沒電了,可能不是電池的問題,而是BMS的SoC算法太簡單的原因。

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安時積分法

安時積分法,直接通過SOC的定義來實時計算SOC值。在已知SOC初始值的前提下,只要可以測量出電池的電流,通過電流積分,可以準確地計算出電池電量的變化情況,進而得到剩余電量SOC。

該方法在短時間內(nèi)的估計結(jié)果比較可靠,但由于電流傳感器的測量誤差以及電池容量的逐漸衰退,長時間的電流積分會引入一定的偏差。所以其一般與開路電壓法估計初始值配合,用于精度要求不高的SOC估計,也可以與卡爾曼濾波法配合,用于短時的SOC預(yù)測。

SOC(State Of Charge)屬于BMS核心控制算法,表征當前的剩余容量狀態(tài),主要通過安時積分法和EKF(擴展卡爾曼濾波)算法,并結(jié)合修正策略(如開路電壓修正,充滿修正,充電末端修正,不同溫度及SOH下的容量修正等)。安時積分法在保證電流采集精度條件下比較可靠,但魯棒性不強,由于存在誤差累計必須結(jié)合修正策略,而EKF魯棒性較強,但算法比較復(fù)雜,實現(xiàn)難度大。國內(nèi)主流廠家一般常溫可以做到精度6%以內(nèi),在高低溫和電池衰減時的估算是難點。由于電流波動會導(dǎo)致SOC估算偏差較大,計算出的SOC可能不夠可靠,估算時還需要結(jié)合各種各樣的修正策略。

SOH計算

SOH,指State of Health,電池健康狀態(tài)(或電池劣化程度)。主要表征當前電池的健康狀態(tài),為0-100%之間數(shù)值,一般認為低于80%以后電池便不可再用??梢杂秒姵厝萘炕騼?nèi)阻變化來表示,用容量時即通過電池運行過程數(shù)據(jù)估算出當前電池的實際容量,與額定容量的比值即為SOH。準確的SOH會提高電池衰減時其他模塊的估算精度。對SOH的定義,在業(yè)界有兩種不同的定義方式:

基于容量衰減的SOH定義(Capacity Fade)

鋰離子電池在使用過程中,電池內(nèi)部活性物質(zhì)逐漸減少,內(nèi)阻增加,容量衰減,因此可以通過電池容量來估計SOH。電池的健康狀態(tài)表述為電池當前容量與初始容量的比值,其SOH定義為:

SOH=(C_standard-C_fade)/C_standard ×100%

式中:C_fade為電池已損失容量;C_standard為標稱容量。

IEEE標準1188-1996中規(guī)定,動力電池容量能力下降到80%時,就應(yīng)該更換電池。因此通常我們認為電池SOH低于80%后便不可用。

基于功率衰減的SOH定義(Power Fade)

幾乎所有類型的電池的老化都會導(dǎo)致電池內(nèi)阻的增加,電池的內(nèi)阻越高,其可用的功率就越小。因此,可以用功率的衰減來估計SOH。

02

管理——均衡技術(shù)

每個電池都有自己的“個性”要說均衡,得先從電池談起。即使是同一廠家同一批次生產(chǎn)的電池,也都有自己的生命周期、自己的“個性”——每個電池的容量不可能完全一致。這種不一致性有兩類原因:一類是電芯生產(chǎn)的不一致性;一類是電化學(xué)反應(yīng)的不一致性。

生產(chǎn)不一致性

生產(chǎn)不一致性很好理解,比如在生產(chǎn)過程中,隔膜不一致,陰極,陽極材料的不一致,造成整體電池容量的不一致,標準是一個50AH的電池,可能一個變成了49AH,一個變成了51AH。

電化學(xué)不一致性

電化學(xué)的不一致性就是在電池充放電的過程中,即使兩個電芯的生產(chǎn)加工一模一樣,但是熱環(huán)境在電化學(xué)反應(yīng)的過程中是永遠不可能一致的,比如做電池模組的時候,周圍一圈溫度肯定比中間要低。這就造成充電量、放電量的長久不一致,這也就造成電芯容量不一致;以及電芯SEI膜在長時間充放電電流不一致的時候,SEI膜衰老也就不一致。

所以電池組非一致性(或者離散性)是電池運行的一種必然表現(xiàn)。

為什么需要均衡?各個電池不一樣就不一樣,為什么非要想辦法讓他們一樣呢?因為不一致性會影響電池組的性能。

串聯(lián)成組的電池組遵循木桶短板效應(yīng):在串聯(lián)成組的電池組系統(tǒng)中,整個電池組系統(tǒng)的容量由容量最小的單體決定。

假如我們有一個3節(jié)電池構(gòu)成的電池組:

圖片6.png

我們知道過充過放對電池的傷害很大。所以當充電時電池B已經(jīng)充滿,或者放電時電池B的SoC已經(jīng)很低,就需要停止充放電,保護電池B,電池A和電池C的電量就無法被充分利用。這就導(dǎo)致:

1)電池組實際可用容量降低:電池A和C本來可以使用的容量,現(xiàn)在為了照顧B而無處發(fā)力,就像二人三足把高個和矮個綁在一起,高個的步子就無法邁得很大。

2)電池組壽命降低:步幅小了,需要走的步數(shù)就多了,腿就更累;容量降低了,需要充放電的循環(huán)次數(shù)就增加了,電池的衰減也更大。比如單個電芯在100%DoD的情況下能達到4000次循環(huán),但實際使用中無法達到100%,循環(huán)次數(shù)一定達不到4000次。

電池的不一致性導(dǎo)致了電池組的性能降低,電池模組的規(guī)模較大時,多串電池串聯(lián),較大的單體電壓差將造成整個箱體的容量下降,串聯(lián)電池越多,其損失的容量越多。而我們在應(yīng)用中,尤其是儲能系統(tǒng)應(yīng)用中,有兩個重要的要求:

第一個長壽命,長壽命的電池可以大大降低運維成本,儲能系統(tǒng)對電池組壽命提出了很高的要求,國內(nèi)大部分在提15年的壽命,如果一年算300次循環(huán),15年就是4500次,這個要求還是非常高的。我們需要每一個電池盡可能發(fā)揮應(yīng)有的壽命,使得整個電池組總的壽命盡可能達到設(shè)計的壽命,減少電池離散對電池組壽命的影響。

第二個深循環(huán),尤其是在削峰填谷應(yīng)用場景,多放出一度電多一分收益,也就是說我們會做80%DoD或90%DoD,儲能系統(tǒng)當中用到這個深度的時候,尾部放電時候電池的離散性就會表現(xiàn)出來,所以為了保證電池組在深充深放條件下每個單體容量的充分釋放,必須要求儲能BMS具有很強的均衡管理能力,抑制電池單體間不一致性的出現(xiàn)。

這兩個要求,正好與電池不一致性相悖,我們要達到更高效的電池組應(yīng)用,就勢必需要更有效的均衡技術(shù),來削弱電池不一致性的影響。

均衡技術(shù)

電池均衡技術(shù),就是想辦法讓容量不一樣的電池變得一樣。常見的均衡方式有兩種:能量耗散型單向均衡(被動均衡)和能量轉(zhuǎn)移型雙向均衡(主動均衡)。

(1)被動均衡

被動均衡原理是在每串電池上并聯(lián)一個可以開關(guān)的放電電阻,BMS控制放電電阻對電壓較高的單體放電,電能以熱的形式耗散掉。例如當電池B快充滿時,打開開關(guān)讓電池B上的電阻放電,讓B多余的電能以熱能形式耗散,再繼續(xù)充電,直到A和C也充滿。

這種方式只能對電壓高的單體放電,不能對容量低的單體進行補充電,受放電電阻功率限制,均衡電流一般較小(小于1A)。

被動均衡的優(yōu)點是成本低和電路設(shè)計簡單;而缺點為是以最低電池殘余量為基準進行均衡,無法增加殘量少的電池的容量,及均衡電量100%以熱量形式被浪費。

(2)主動均衡

多串的電池之間通過算法借助儲能元器件將電壓高的電芯的能量轉(zhuǎn)移給低電壓電芯,對電壓較高的電池放電,放出的能量用來對電壓較低的單體進行充電,能量主要是轉(zhuǎn)移而不是耗散。

這樣,在充電時,讓電壓最先達到100%的電池B自放電給A和C,三個電池再一起充滿;放電時也是一樣,當電池B剩余電量過低時,讓A和C給B“充電”,讓電芯B不會那么快觸及停止放電的SOC閾值。

圖片7.png

主動均衡技術(shù)主要特點

(1)均衡削高補低,提高電池組的使用效率:在充放電及靜止過程中,均可以對電壓高的電池放電,對電壓低的電池充電;

(2)低損耗能量轉(zhuǎn)移:能量主要是轉(zhuǎn)移,而非單純的損耗,提高了電能的利用效率;

(3)均衡電流較大:一般均衡電流在1~10A,均衡更快;

主動均衡需要配置相應(yīng)電路和儲能器件,體積大,成本上升,這兩個條件一起決定了主動均衡不容易推廣應(yīng)用。

另外,主動均衡的充放過程,無形中增加了電池的循環(huán)次數(shù),對于本身需要充放電才能實現(xiàn)均衡的電芯,額外的工作量可能造成其超越一般電芯的老化,進而造成與其他電芯更大的性能差距。

也有人認為,上面的兩個表述應(yīng)該對應(yīng)于耗散型均衡和非耗散型均衡。而主動還是被動,應(yīng)該取決于觸發(fā)均衡過程的事件,系統(tǒng)到達那個狀態(tài)不得不進行的就是被動。如果是人為設(shè)定,在可以不均衡的時候設(shè)置了均衡程序,才稱為主動均衡。

例如,放電放到最后,電壓最低的電芯已經(jīng)到達了放電截止電壓,而其他電芯還存有電量。這時候,系統(tǒng)為了把盡量多的電都放掉,于是把高能量電芯的電部分的轉(zhuǎn)移給低能量的電芯,使得放電過程又進行下去,直到把全部電量放干凈,這是被動均衡過程。如果在放電至電量還有40%的時候,系統(tǒng)預(yù)計到,在放電截止的時候會出現(xiàn)不均衡,于是起動均衡過程,這才是主動均衡。

主動均衡分為集中式和分散式。集中式的均衡方法就是從整組的電池獲取能量,然后通過電能轉(zhuǎn)化裝置向能量少的電池補充能量,分散式的均衡是在相鄰的電池之間存在一個儲能環(huán)節(jié),這個儲能環(huán)節(jié)可以是電感,也可以是電容,這樣就可以讓能量在相鄰的電池之間流動。

當前的均衡控制策略中,有以單體電壓為控制目標參數(shù)的,也有人提出應(yīng)該用SOC作為均衡控制目標參數(shù)。以單體電壓為例:

·首先設(shè)定一對啟動和結(jié)束均衡的閾值:例如一組電池中,單體電壓極值與這組電壓平均值的差值達到50mV時啟動均衡,5mV結(jié)束均衡。

·BMS按照固定的采樣周期采集單體電壓,計算平均值,再計算每個單體電壓與均值的差值;

·如果最大的一個差值達到了50mV,BMS就需要啟動均衡程序;

·在均衡過程中持續(xù)步驟2,直到差值都小于5mV,結(jié)束均衡。

需要注意的是,不一定所有BMS都是這個步驟,后續(xù)策略根據(jù)均衡方式的不同可能有所不同。均衡技術(shù)與電池種類也有一定的關(guān)系,一般認為磷酸鐵鋰更加適合主動均衡,三元鋰電池適合被動均衡。

BMS進行白熱化競爭的階段,大部分都是靠成本與可靠性來支撐,目前主動均衡的實驗驗證尚未實現(xiàn),功能安全的等級想要往ASIL-C, ASIL-D走,付出的代價相當之大,所以目前的大公司對于主動均衡研究,都處于慎重態(tài)度,甚至有一些大廠,要取消均衡模塊,所有的均衡在外部進行,就類似與燃油車的保養(yǎng),每開多少公里,去4S進行一次外部的均衡,這樣整車BMS成本降低,而且對應(yīng)的4S店也有收益,屬于多方共贏,所以個人理解,這個可能會成為一個趨勢!

03

保護——故障診斷和報警

BMS監(jiān)控與電氣系統(tǒng)硬件匹配,針對電池的不同表現(xiàn)情況,區(qū)分為不同的故障等級(輕微故障、嚴重故障、致命故障),并且在不同故障等級情況下采取不同的處理措施:警告,限功率或直接切斷高壓。故障包括數(shù)據(jù)采集及合理性故障、電氣故障(傳感器和執(zhí)行器)、通訊故障及電池狀態(tài)故障等。

一個常見的例子是電池過熱時,BMS根據(jù)采集上來的電池溫度,判斷出電池過熱,隨后控制此電池的電路斷開,進行過熱保護,并向EMS等管理系統(tǒng)發(fā)出告警。

圖片8.png

04

通信

BMS的正常工作離不開BMS的通信功能,無論是進行電池管理時控制電池,還是向外傳輸電池狀況、接受控制指令,都需要穩(wěn)定的通信。

在動力電池系統(tǒng)中,BMS一端與電池相連,另一端又與整車的控制及電子系統(tǒng)相連接,大環(huán)境都采用CAN協(xié)議,只是按照電池包內(nèi)部組件之間使用內(nèi)部CAN,電池包與整車之間使用整車CAN做區(qū)分。

相比之下,儲能BMS與內(nèi)部的通訊基本都采用CAN協(xié)議,但其與外部通訊(外部主要指儲能電站調(diào)度系統(tǒng)PCS)往往采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議格式TCP/IP協(xié)議和modbus協(xié)議。

四、 儲能BMS

儲能BMS廠商一般從動力電池BMS發(fā)展而來,因此,很多設(shè)計和名詞有歷史沿革。比如動力電池里一般分為 BMU(Battery Monitor Unit) 和BCU(Battery Control Unit)前者采集,后者控制。因為電芯是一個電化學(xué)的過程,多個電芯組成一個電池,由于每個電芯特性,無論制造多精密,隨使用時間,環(huán)境,各個電芯都會存在誤差與不一致的地方,故電池管理系統(tǒng),就是通過有限的參數(shù),去評估當前電池的狀態(tài),有點像中醫(yī)看病,通過表征,看你得了啥病,不是西醫(yī),需要一些理化分析,人體的理化分析就像電池的電化學(xué)特性,可以通過大型試驗儀器去測量,但是嵌入式系統(tǒng)很難去評估電化學(xué)的一些指標,故BMS就是一個老中醫(yī)。

01

儲能BMS三層架構(gòu)

儲能系統(tǒng)由于電池單體眾多,為了節(jié)約成本,一般BMS分層實現(xiàn),有2層和3層之分。目前主流是三層:總控/主控/從控。第一節(jié)已有較詳細的論述??蓞⒖嫉谝还?jié)拓撲圖和下面詳細說明再熟悉一下。

02

儲能BMS詳細說明

圖片9.png

五、 現(xiàn)狀與未來趨勢

入局BMS制造的廠商有幾類:

第一類是動力電池BMS中最具主導(dǎo)能力的終端用戶——車廠,事實上國外BMS制造實力最強的也就是車廠,如通用、特斯拉等;國內(nèi)有比亞迪、華霆動力等。

第二類是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時代、欣旺達、德賽電池、拓邦股份、北京普萊德等。

第三類專業(yè)的BMS制造商,此類廠商多有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團隊,如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、科工電子等企業(yè)。

與動力電池的BMS 主要由終端車廠主導(dǎo)不同,目前看來儲能電池的終端用戶沒有加入 BMS 研發(fā)與制造的需求與具體行動,也不大可能花費大量資金與精力開發(fā)大型電池管理系統(tǒng),所以可以認為儲能電池 BMS 行業(yè)缺乏一個占據(jù)了絕對優(yōu)勢的重要參與者,給電池廠以及專注做儲能 BMS 的廠商留下了巨大的發(fā)展空間與想象空間。如果儲能的市場一旦確立,將給予電池廠與專業(yè) BMS 生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間與較少的競爭阻力,同時也給做BMS方案和半導(dǎo)體器件廠家?guī)磔^大的增長空間。

當前專注于儲能BMS開發(fā)的專業(yè)BMS廠商并不算多,主要原因是儲能市場還不太成熟,市場對于儲能未來的發(fā)展還存在一定的疑慮,因此對于儲能相關(guān)BMS的開發(fā)也是處于技術(shù)初期。在實際的商業(yè)環(huán)境中,也有廠家購買電動汽車電池BMS用作儲能電池的BMS用,相信在未來專業(yè)電動汽車的 BMS 生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲能項目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。

現(xiàn)階段,各個儲能系統(tǒng)供應(yīng)商提供的BMS缺乏統(tǒng)一標準。不同廠家對BMS的設(shè)計、定義都不同,而且根據(jù)各家適配電池的不同,采用的SOX算法、均衡技術(shù)、上傳的通信數(shù)據(jù)內(nèi)容可能也各不相同。在BMS的實際應(yīng)用中,這樣的差異會增加應(yīng)用成本,不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,以后BMS的標準化、模塊化也將是一個重要的發(fā)展方向。

作為BMS市場的參與者, 深圳安森德半導(dǎo)體有限公司(簡稱安森德ASDsemi) 經(jīng)過多年耕耘,已有若干規(guī)格的功率器件和電源管理IC,可提供和服務(wù)于BMS方案商、板卡廠、筆電、電池化成、戶外和家用儲能設(shè)備商等。主要規(guī)格如下表:

BMS.png

安森德產(chǎn)品部分應(yīng)用圖:

12.png

圖片10.png

圖片13.png

審核編輯 黃宇

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