【SMM分析】何为储能用BMS,与车用BMS的区别?

来源:SMM发布时间:2024-08-16 20:36:00
张浩瀚
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【SMM分析】​​​​​​​储能BMS(Battery Management System,电池管理系统)在储能系统中扮演着至关重要的角色,主要负责监控和管理电池的充放电过程,确保电池安全、高效地运行,并尽可能延长电池的使用寿命,其主要用途广泛。

储能BMS(Battery Management System,电池管理系统)在储能系统中扮演着至关重要的角色,主要负责监控和管理电池的充放电过程,确保电池安全、高效地运行,并尽可能延长电池的使用寿命,其主要用途包括:

  • 监测和控制电池状态:储能BMS能够实时监测电池的电压、电流、温度、SOC(充电状态)和SOH(健康状态)等参数,使用传感器等工具收集电池数据,确保电池在安全范围内进行充放电,并尽量减少损伤和老化 。
  • SOC均衡:储能BMS通过电池均衡技术解决电池组使用过程中出现的SOC不平衡问题,通过控制电池之间的放电和充电,使所有电池单体的SOC保持一致,避免电池组性能下降甚至故障 。
  • 避免电池过度充放电:BMS控制电池电压以确保电池在充电时的实时状态,并在达到最大容量后停止充电,防止过度放电或过度充电导致电池容量减少或无法正常工作 。
  • 远程监测和报警:利用无线网络等方式传输数据,将实时数据发送到监测端,并根据系统设定定期发送故障检测和警报信息,支持数据监控和故障诊断 。
  • 提供保护功能:储能BMS提供多种保护功能,防止电池短路、过流等问题,并确保电池组件之间的安全通信,检测并处理单元故障、单点失效等意外情况 。
  • 控制电池温度:监测电池温度,并采取有效措施来控制温度,以防止过高或过低的温度对电池造成损害 。
  • 故障诊断和容错:BMS在遇异常时会给出故障诊断告警信号,通过监控网络发送给上层控制系统,判断故障电池及定位,给出告警信号,并对这些电池采取适当处理措施 。
  • 数据采集功能:采集单体电池电压、单体电池温度、组端电压、充放电电流等数据,并计算得到蓄电池内阻 。
  • 热管理:BMS的热管理功能可以应对电池模块在充电过程中产生大量热能,使整个电池模块的温度上升的情况 。

储能BMS的应用场景非常广泛,例如电网调峰填谷、光伏储能系统、微电网、电动汽车等,它通过智能化管理和维护各个电池单元,以防止电池出现过充或过放现象,延长电池的使用寿命,并监控电池的状态 。随着技术的发展,储能BMS将朝着更高集成化、高精度估算、智能化的趋势发展 。

另外,虽说功能相似,但是储能BMS与汽车BMS在多个方面存在区别:

  • 应用场景:汽车BMS主要应用于电动汽车,需要适应动态工况如加速、减速、爬坡等,对响应速度和实时性要求较高,同时要防止电池热失控等安全问题 。而储能BMS主要用于储能系统,工况相对稳定,重点在于长期稳定性和可靠性,保证电池组长期稳定运行 。
  • 功能差异:汽车BMS需根据SOC、SOH、温度等因素制定充电策略,并考虑快速充电需求 。储能BMS的充电策略则考虑峰谷电价和电网稳定性。放电策略方面,汽车BMS考虑行驶状态和驾驶习惯,储能BMS则根据电网负荷需求和SOC 。
  • 均衡策略:汽车BMS需频繁进行均衡以保证单体电池电压一致性,延长电池寿命。储能BMS均衡频率相对较低,但要避免长期运行中的过充过放 。
  • 硬件逻辑结构:储能BMS硬件可能采用两层或三层模式,尤其大规模系统倾向于三层管理系统 。而汽车BMS根据项目需求分为集中式和分布式两类,集中式常见于小型车,分布式适用于高电压系统 。
  • 技术要求:汽车BMS对环境适应性要求更高,需应对极端温度、震动等环境条件 。储能BMS则需管理更多电芯,数量可能达到上万,要求更精细有效的控制和管理 。
  • 安全要求:汽车BMS需满足更高的安全标准,保护车辆和乘客安全 。储能系统安全要求也高,但没有汽车那么严格 。
  • 通信协议:汽车BMS需与车辆其他系统如电机控制器、充电机通信,使用统一通信协议 。储能BMS通信协议相对简单,主要与上位机通信 。
  • 使用寿命:储能系统的寿命更长,需要优化电池均衡管理,以保持高工作效率和良好运行状态 。
  • 环境适应性:相对于车用BMS,储能BMS对环境适应要求不高,但在储能系统中,储能BMS的功能更为复杂和庞大 。
  • 成本考量:储能BMS在设计时可能更注重成本效益,因为储能系统的规模较大,电池成本占总成本的较大部分 。

储能BMS和汽车BMS虽然都是电池管理系统,但由于应用场景和需求不同,它们在设计、功能、技术要求和安全标准等方面存在明显差异。

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