电化学储能系统主要由电池组和电池管理系统组成

电化学储能系统主要由电池组和电池管理系统组成( BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备的组成。

BMS是主要用于智能管理和维护各电池单元的核心组件之一,实时监控电池SOC、SOH 在运行状态下,防止电池本体或系统的安全风险,帮助储能电池的安全高效使用。

BMS有很多种,储能BMS在BMS的众多分支中并不显眼。近年来,随着储能行业的快速发展,市场地位也大大提高。

储能BMS行业是一个知识和技术密集型行业,涉及电池管理技术、自动控制技术、电力电子技术和通信技术等技术领域,需要大量的专业知识和经验沉淀,技术障碍高,包括软件算法和软硬件结合系统的核心竞争要素。

因此,成熟储能BMS产品的结构极其复杂。

以华为组串储能系统配备的智能BMS为例,BMS系统分级明显,采用四级结构,自下而上为模块级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU和子阵级SACU,四级结构层层递进,实现电池系统的监控、保护和智能化管理。

由于其自身的设计和结构影响,电池储能系统具有电池数量多、系统复杂、运行环境恶劣、对BMS抗干扰性能要求高等特点。

从结构上看,储能系统由多个电池组组成,每个电池组由多个电池组组成,电池组由多个电池串并联组成。

根据储能系统的结构,储能BMS形成了专职分工不同、上下级管辖明显的功能系统,针对电池、电池组、电池簇和整个电池系统四级结构。

最低层是功能最好的BMU(电池组监控单元)。BMU是BMS公司的底层工人,负责实时监控和收集温度、电压、电流等电池运行信息SOC、SOH等,在监控异常信息时,通过电池组优化器控制电池组切割,实现储能系统的安全运行。

第三层是BCU(电池组管理单元)。BCU是BMS公司的中层领导者,并管理自己的工作。管理电池组集成的单个电池组,指导BMU收集电池组中的所有电池组信息,收集电池组的电压和电流,实现充放电过程中电池组异常的报警和保护。

由于BCU是BMU的上级,它还可以直接指挥BMU,发布控制指令,平衡电池组中的SOC控制,独立切割电池组,实现精确控制和优化。

第二层是CMU(储能系统管理单元)。CMU是BMS公司的高管,统筹管理是自己的职责。它管理由多个电池组组成的储能系统,分析和计算BMU和BCU上传的数据,报警和记录存储,并负责电池组之间的平衡管理和SOC、SOH(电池健康状态)管理等。

同时,CMU还负责收集消防系统、温度控制系统、温湿度传感器浸泡传感器等储能系统环境监测系统信息,然后制定合理的温度控制策略,提高电池温度一致性,实现储能系统的全面消防预警、保护和联动,提供高可靠的消防安全保障,有效预防、早期发现、有效隔离和保护安全问题。

顶层为SACU(智能子阵控制器)。SACU是BMS公司的董事长,负责协调整个BMS公司的三级保护,部分管理PCS公司,充分考虑储能系统中保护单元的动作顺序、动作延迟和局部故障保护故障的可能性,设计分级动作和保护联动机制。此外,SACU与EMS直接接触,接收电网调度指令后传达给PCS和CMU,以满足电网调度的需要。

在未来,储能BMS可能会朝着以下方向发展。

首先,削弱甚至消除储能BMS的平衡功能。在集中多并联储能系统中,BMS的主动平衡技术电流小,有效利用率低;被动平衡能力弱,能耗低,不利于降低成本和故障点。

二是将BMS主动平衡电路改为电池簇级直流升压电路,需要增加DCDC 变换器的成本会上升,但储能系统的有效利用率和安全性会提高。

第三,储能BMS架构改革采用串联或模块化储能技术连接单个电池串联或单个模块的储能变流器。在这种方案下,BMS只需要两层架构,一簇管理,节约成本,提高工作效率。

原创文章,作者:OFweek储能网,如若转载,请注明出处:https://www.car-metaverse.com/202303/102158620.html

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注