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解决方案:找不同,储能电池BMS和动力电池BMS的这些差异你知道吗?
2022-07-16 16:07  浏览:212

1 大型储能系统应用场景

新能源发电厂、风电或太阳能发电厂,为了达到平抑输出功率波动的目的,越来越多的发电厂配备了储能系统。

独立储能电站,随着电力体制改革逐渐进入人们的视野,以卖电为生的独立储能电站逐渐出现。

微电网是一个小型供配电网络,包括分布式电源、电力负载、储能系统和电网管理系统。为了保证负载用电的连续性和稳定性,每个微电网都会配备一个储能系统。

蓄缆筐用吊具电缆_勇者斗恶龙蓄气系统_车用蓄电池管理系统

室内储能电站

2 储能电池管理系统(ESBMS)与动力电池管理系统(BMS)的区别

储能电池管理系统与动力电池管理系统非常相似。但动力电池系统处于高速电动汽车中,对电池的功率响应速度和功率特性、SOC估计精度、状态参数计算次数等都有较高的要求。

储能系统规模很大,集中式电池管理系统与储能电池管理系统有明显区别。这里只对比动力电池分布式电池管理系统。

2.1 电池的位置及其管理系统因系统而异。

在储能系统中,储能电池只在高压下与储能变流器相互作用,变流器从交流电网中汲取电能给电池组充电;或者电池组给变流器供电,电能通过变流器转换成交流电送入交流电网。

储能系统的通信,电池管理系统主要与变流器、储能电站调度系统有信息交互关系。一方面,电池管理系统向变流器发送重要的状态信息,以确定高压电源交互;另一方面,电池管理系统向储能电站调度系统PCS发送最全面的监控信息。如下图。

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储能系统基本拓扑

电动汽车的BMS与电机、充电器在高压方面存在能量交换关系;在通信方面,在充电过程中与充电器有信息交换,在整个应用过程中,与车辆控制器有关系。最详细的信息交流。如下图。

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电动汽车电气拓扑

2.2 硬件逻辑结构不同

在储能管理系统中,硬件一般采用二层或三层模型,规模较大的往往是三层管理系统,如下图所示。

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三层储能电池管理系统框图

动力电池管理系统只有一层集中式或两层分布式,基本没有三层。小型车主要使用一层集中式电池管理系统。两层分布式动力电池管理系统如下图所示。

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分布式电动汽车电池管理系统框图

从功能上看,储能电池管理系统的第一层和第二层模块基本相当于动力电池的第一层采集模块和第二层主控模块。第三层储能电池管理系统是在此基础上增加一层,以应对储能电池的巨大规模。

做一个不恰当的类比。经理的最佳下属人数是 7 人。如果部门不断扩大,有49人,那么7人要选一个组长,然后任命一个经理来管理这7个组长。除了个人能力之外,管理也容易出现混乱。

映射到储能电池管理系统,这个管理能力就是芯片的计算能力和软件程序的复杂度。

2.3 通讯协议不同

储能电池管理系统与内部的通信基本采用CAN协议,而其与外部的通信,主要是指储能电站调度系统PCS,常采用互联网协议格式TCP/IP协议.

动力电池,其所在的电动车环境采用CAN协议,但电池组内部组件之间使用内部CAN,车载CAN用于区分电池组和整车.

2.4 储能电站使用的电池类型不同,会导致管理系统参数差异很大。

为了安全和经济,储能电站在选择锂电池时常使用磷酸铁锂,有的储能电站使用铅酸电池和铅碳电池。目前电动汽车的主流电池类型有磷酸铁锂电池和三元锂电池。

不同电池类型的外特性差异很大,电池型号根本不可能通用。电池管理系统和电芯参数必须一一对应。不同厂家生产的同类型电池,详细参数设置会不一样。

2.5 阈值设置往往不同

储能电站空间充裕,可容纳更多电池。但有些电站地处偏远地区,交通不便。大规模更换电池相对困难。储能电站对电池的期望是寿命长,不会失效。在此基础上,将其工作电流的上限设置得较低,以防止电芯满负荷工作。对电池的能量特性和功率特性的要求不需要特别高。主要看价格。

动力电池不一样。在车辆有限的空间内,最终安装了电池,希望最大限度地发挥其能力。因此车用蓄电池管理系统,系统参数会参考电池的极限参数,这样的应用条件对电池是不利的。

2.6 需要计算的状态参数个数不同

SOC 是一个状态参数,两者都需要计算。但直到今天,储能系统还没有统一的要求,即储能电池管理系统需要哪些状态参数计算能力。此外,储能电池的应用环境相对丰富且稳定车用蓄电池管理系统,小偏差在大系统中不易被感知。因此,储能电池管理系统的计算能力要求相对低于动力电池管理系统,相应的单串电池管理成本也不如动力电池高。

2.7 储能电池管理系统最好采用被动平衡条件

储能电站对管理系统的平衡能力有着非常迫切的要求。储能电池模组的规模比较大。多串电池串联,较大的单次电压差会导致整个盒子的容量下降。串联的电池越多,损失的容量就越多。从经济效益的角度来看,储能电站需要一个充分的平衡。

由于空间充足,散热条件好,被动均衡可以更好的发挥作用,使用比较大的均衡电流,不用担心温升过大的问题。低成本被动均衡对储能电站大有裨益。

参考

一种分级储能电池管理系统

用于储能的锂离子电池管理系统研究

纯电动汽车锂电池管理系统的研究与设计

储能电池管理系统研究

(图片来自网络)