船用液冷儲能柜BMS電池管理系統(tǒng)采用兩級架構(gòu),每一套電池管理系統(tǒng)由電池模組管理單元BMU、電池簇管理單元BCU組成。BMS系統(tǒng)具有模擬信號高精度檢測及上報,故障告警、上傳和存儲,電池保護(hù),參數(shù)設(shè)置;被動均衡,電池組SOC標(biāo)定、操作賬號權(quán)限與密碼管理、與其它設(shè)備信息交互等功能。從控單元BMU通過對各單體電池的電壓和溫度進(jìn)行精確采集,實(shí)現(xiàn)對電池狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。模塊具有可靠的數(shù)據(jù)通訊功能,系統(tǒng)運(yùn)行過程中,可實(shí)現(xiàn)與電池管理系統(tǒng)主控單元或者其他設(shè)備之間的通訊。主控單元BCU是電池管理系統(tǒng)的控制中樞,通過與從控單元通訊實(shí)現(xiàn)對電池單體電壓、溫度等的檢測,并檢測電池組總電壓、充放電流、對地絕緣電阻等外特性參數(shù),按照特定的算法對電池內(nèi)部狀態(tài)(容量、SOC、SOH等)進(jìn)行估算和監(jiān)控,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對電池組的充放電管理、熱管理、絕緣檢測、單體均衡管理和故障報警;通過通信總線實(shí)現(xiàn)與PCS、EMS等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,通過菊花鏈實(shí)現(xiàn)與BMU通訊。智慧動鋰高壓工廠儲能BMS系統(tǒng),采用高速32位MCU和高性能車規(guī)級AFE,保證高效率和高精度二級或三級架構(gòu)。電摩BMS云平臺開發(fā)
儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等,具體區(qū)別如下:能量的方式:主動均衡-主動采用儲能器件,將荷載較多能量的電芯部分能量轉(zhuǎn)移到能量較少的電芯上,是能量的轉(zhuǎn)移。被動均衡運(yùn)用電阻,將高荷電電量電芯的能量消耗掉,減少不同電芯之間差距,是能量的消耗。啟動均衡條件:只要壓差大于設(shè)定值便開始啟動主動均衡,均衡時間一般是24小時都在工作。在電池快接近充滿的電壓下才啟動被動放電均衡,均衡時間一般就幾個小時。均衡電流:主動均衡電流可達(dá)1-10A,充放電過程均可實(shí)現(xiàn),均衡效果明顯。被動均衡電流35mA-200mA不等,均衡電流越大,發(fā)熱越嚴(yán)重。成本:主動均衡電路復(fù)雜,故障率高,成本高。被動均衡軟硬件實(shí)現(xiàn)簡單,成本低。隨著電芯制造工藝不斷提升,電芯間的一致性越來越高。出于電路結(jié)構(gòu)和成本考慮,被動均衡的策略仍然是市場的主流選擇。便攜式電源BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,從而提高整個電池組的充放電性能。
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(BatteryMonitorUnit)和BCU(BatteryControlUnit)前者采集,后者控制。因?yàn)殡娦臼且粋電化學(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,根基使用時間,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(dāng)前電池的狀態(tài),有點(diǎn)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(yàn)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(biāo),故BMS就是一個老中醫(yī)。
入局BMS制造的廠商分為幾類:一類是動力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車廠,事實(shí)上國外BMS制造實(shí)力較強(qiáng)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(dá)、德賽電池、拓邦股份、等;第三類專業(yè)的BMS制造商,此類廠商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(tuán)隊(duì),如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、等企業(yè)。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,可以認(rèn)為儲能電池BMS行業(yè)缺乏一個占據(jù)了重要優(yōu)勢的參與者,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。儲能市場一旦確立,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。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(xiàng)目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。儲能BMS正在從單純的電池管理系統(tǒng)向更加綜合、智能的數(shù)據(jù)服務(wù)和能源管理平臺轉(zhuǎn)變。
開路電壓法估算電池SOC;鉛酸蓄電池的SOC與其開路電壓(OCV)之間存在近似線性關(guān)系,基于電池OCV的方法是,當(dāng)電池與負(fù)載斷開時間超過兩小時時,電池的OCV與SOC成正比。然而,如此長的斷開時間對于電池來說可能太長而無法實(shí)現(xiàn)。與鉛酸電池不同,鋰離子電池的OCV與SOC之間不存在線性關(guān)系。OCV與SOC的關(guān)系是通過對鋰離子電池施加脈沖負(fù)載,然后讓電池達(dá)到平衡而確定的。所有電池的OCV與SOC之間的關(guān)系不可能完全相同。由于不同電池的傳統(tǒng)OCV-SOC有所不同,因此需要測量OCV-SOC的關(guān)系,以準(zhǔn)確估算SOC。BMS終止充電意味著電池管理系統(tǒng)在監(jiān)測到充電系統(tǒng)存在異常情況時,為了保護(hù)電池安全而主動切斷充電過程。便攜式電源BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
BMS通過傳感器實(shí)時監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),確保電池在安全范圍內(nèi)工作。電摩BMS云平臺開發(fā)
BMS保護(hù)板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計方法傳統(tǒng)方法:安時積分法、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。SOP算法:根據(jù)電池的SOC和溫度,查表確定持續(xù)充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當(dāng)前最大功率使用的頻率。當(dāng)SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負(fù)極的吸收速度時候,就會發(fā)生電壓下降,最大功率無法維持。因此,SOP的計算難點(diǎn)是峰值功率與持續(xù)功率如何過度?SOH算法:兩點(diǎn)法計算SOH根據(jù)OCV-SOC曲線確定兩個準(zhǔn)確的SOC值,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,然后計算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數(shù)據(jù)和模型,才能比較準(zhǔn)確的估算。電摩BMS云平臺開發(fā)