储能应用通信端口保护方案和ESD静电保护

储能系统中的电池管理系统（BMS）储能变流器（PCS）通信直接影响系统的安全可靠运行。通过通信可以有效地输送电池的健康状态，要求正确的充放电功率，并在电池故障时及时发送停机指令，以确保系统的安全。

蓄电池储能系统由储能电池和总控制器单元组成（BAMS）、单电池管理单元（BMU）、电池组控制和管理单元（BCMU）组成。

储能系统内部通信包括BMS与EMS的通信、储能BMS与PCS的通信以及储能BMS三层架构的内部通信。

储能BMS与EMS的通信

 BAMS显示屏显示整个PCS电池组单元的相关信息，并通过以太网(RJ45)将相关信息传输给监控系统EMS。信息包括电池单体信息、电池组信息和电池组信息。

 上传信息：BMS上传电池单体（或组）信息包括：单体电池电压、电池组电压、充放电电流、单体最大SOC、单体最小SOC、单体最小SOH；电池组SOC、单体最大温度、单体最小温度、环境温度、电池异常报警、保护等相关信息。

 接收信息：BMS接收监控系统EMS发布的电池运行参数，如电压保护设定值、报警设定值、温度保护设定值、报警设定值、SOC保护设定值、报警设定值等。

BAMS管理服务器支持MODBUS通信规约，其中MODBUS需要定义特殊的规约点表；通信接口为网络RJ45通信。

储能BMS与PCS的通信

 由于PCS只接收多组电池，BMS的数据汇总到BAMS，然后通过BAMS和PCS通信，实现单向传输，BAMS决策，PCS决策。

 BMS发送信息：BMS发送的信息包括电池状态量和报警量。包括电池组中最大的SOC、最小SOC、电池组最大可充电量、最大可放电量、环境温度、电池最小SOH等。PCS应在接到BMS报警信息后进行相应的保护。

 通信接口:CAN或RS485通信接口用于PCS和BMS之间。

 硬节点信息：为了及时可靠地保护，储能系统保留了硬节点。当BMS检测到电池系统达到保护限制时，BMS通过干节点将保护限制值发送给PCS。

储能BMS三层架构内部通信

 BMS系统的三层结构是单体电池管理层BMU、BCMU电池组管理层、BAMS管理层电池簇(多组)；其中，电池簇管理层又称PCS电池单元管理层。

 单个电池管理层称为BMU，有一条CAN2.0总线。由电池采集单元BCU和电池平衡单元BEU组成，收集电池的各种单个信息（电压、温度），计算和分析电池的SOC和SOH，实现单个电池的主动平衡，并将单个异常信息上传到电池组单元层BCMU；CAN2.0总线对外通信。

 电池组管理层称为BCMU，有3条CAN2.0总线和2条RS485(备用)总线。负责收集BMU上传的各种单体电池信息和电池组的各种信息(组电压和组温度)、计算和分析电池组的SOC和SOH，并将所有信息上传到电池组单元层BAMS；采用CAN2.0总线通信方式。

 电池簇管理层称为BAMS，包括1路以太网、2路CAN2.0总线和1路RS485（备用）总线。负责收集BCMU上传的各种电池信息，并将所有信息上传到RJ45接口的储能监控EMS系统；与PCS通信，将电池的相关异常信息发送到PCS（CAN或RS485接口），并为PCS提供硬件干节点。

 为保证储能系统的安全、可靠、稳定运行，需要在各通信端口安装静电保护，保护相关设备免受ESD的影响、EFT和雷电浪涌的损坏。为此，东沃电子技术设计的储能应用通信端口静电防护方案图如下：

 从图中可以看出，CAN通信总线接口的静电保护建议选择东沃电子推出的ESD二极管PESD2CAN：24V工作电压，低位电压，低结电容，SOT-23包装满足IEC要求 61000-4-2 (ESD)±30kV (air)，±30kV (contact)。RS-485/RS-东沃电子推出的ESD二极管SM712推荐232通信端口静电保护：采用非对称电压(-7V-12V)设计，SOT-23封装， RS-IEC61000-4-285接口系统专用防护装置，具有低位电压和低结电容的特点(ESD)±15kV(air)，±8kV(contact)。想了解更多关于储能应用通信端口保护方案和ESD静电保护二极管PESD2CANN、详情请咨询东沃电子产品工程师SM712！