儲能電源中的感知擔當——BMS

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）BMS（BatteryManagementSystem）的中文名稱為電池管理系統(tǒng)，也被稱為電池保姆或是電池的管家，主要用于監(jiān)控和管理電池儲能單元，是儲能電池中不可或缺的重要組成部分。BMS主要采用三級架構，電池總控單元（System），電池主控單元(Master)，電池信息監(jiān)測單元（Slave）。

BMS的構成

BMS主要組成部分為硬件、軟件以及通信網(wǎng)絡。在硬件上，主要分為從控單元、主控單元和總控單元。

在底層，主要為從控BMU，是單體電池管理層，主要作用是單體電壓采集，溫度節(jié)點采集以及電池均衡。

由電池監(jiān)控芯片及其附屬電路構成，負責采集單體電池的各類信息計算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態(tài)），實現(xiàn)對單體電池的主動均衡，并將單體異常信息上傳給主控。

主控BCU是制動控制單元，負責控制動力電池系統(tǒng)以及與其他控制單元進行信息交互，也是電池組管理層。用于收集BMU上傳的各種單體電池信息，采集電池組信息，計算分析電池組的SOC和SOH。

最上層則是總控，是電池簇管理層，負責系統(tǒng)內(nèi)部的整體協(xié)調(diào)以及與EMS、PCS的外部信息交互，根據(jù)外部請求控制整個BMS系統(tǒng)的運行過程。

在軟件上，BMS主要包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)管理和控制策略等。操作系統(tǒng)負責整個系統(tǒng)的運行和任務調(diào)度。驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件之間的接口，用于控制硬件的運行。數(shù)據(jù)管理負責對電池狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲。

其中控制策略為整個BMS系統(tǒng)的核心，負責根據(jù)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)和其他輸入信號來決定如何管理電池儲能單元。通信網(wǎng)絡則是實現(xiàn)BMS與其他設備或系統(tǒng)之間信息交互的關鍵。

BMS的主要功能

BMS的主要作用便是保證電池的安全可靠運行，并最大限度的延長電池的使用壽命。因此其主要的功能可以大致分為四部分，檢測、保護、均衡與通信。

BMS需要對電池儲能單元中的每節(jié)電池進行實時監(jiān)測，包括電池的電壓、電流、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)。通過對這些參數(shù)的監(jiān)測和分析，可以實現(xiàn)對電池狀態(tài)的實時評估，及時發(fā)現(xiàn)電池的異常情況并進行處理。

不僅是監(jiān)測，BMS也需要對電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集和處理，以便于對電池的性能和使用壽命進行評估和預測。數(shù)據(jù)采集包括對電池電壓、電流、溫度等參數(shù)的采集；數(shù)據(jù)處理包括對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，例如計算電池的能量、功率等參數(shù)。

通過采集到的數(shù)據(jù)，BMS可以來執(zhí)行相應的控制策略，以實現(xiàn)對電池儲能單元的安全可靠運行?？刂撇呗园▽﹄姵氐某浞烹娍刂?、均衡管理、熱管理等的管理和控制。

采集到的數(shù)據(jù)不止用來進行保護，也可以通過對電池組中不同單體的電壓進行均衡，通過特定的控制策略來對電池進行均衡管理，使得每節(jié)電池的電量和性能都能保持在一個合理的范圍內(nèi)，以防止因單體電壓差異過大而導致電池壽命降低或出現(xiàn)其他問題。這種均衡有助于保持電池的一致性，延長電池組的使用壽命。

同時，BMS需要與其他設備或系統(tǒng)進行通信，實現(xiàn)信息交互和協(xié)調(diào)控制。BMS可以通過CAN總線、RS485、以太網(wǎng)等通信接口與其他設備進行信息交互，從而實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化運行，還可以通過數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)進行信息交互，例如與能量管理系統(tǒng)（EMS）進行數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)控制。

小結(jié)

儲能BMS能夠全面監(jiān)控和控制電池儲能系統(tǒng)，確保其安全、穩(wěn)定和性能良好，從而實現(xiàn)最佳儲能效果。此外，儲能BMS還能提升儲能系統(tǒng)的壽命和可靠性，降低維護成本和操作風險，并提供更加靈活可靠的儲能解決方案。