鉅大LARGE | 點擊量：1237次 | 2021年08月23日
介紹儲能電池BMS和動力鋰離子電池BMS差異
1、大規(guī)模儲能系統(tǒng)的使用場景
新能源電站，風力發(fā)電或者太陽能發(fā)電站，為了實現(xiàn)平抑輸出功率波動的目的，越來越多的發(fā)電廠開始配備儲能系統(tǒng)。
獨立儲能電站，隨著電力制度改革逐漸進入人們的視野，以倒賣電力為生的獨立儲能電站逐漸出現(xiàn)。
微電網(wǎng)，系統(tǒng)內(nèi)部蘊含分布式電源，用電負荷，儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)管理系統(tǒng)的一個小型供配電網(wǎng)絡。為了確保負荷的用電繼續(xù)性和穩(wěn)定性，每個微電網(wǎng)都會配備儲能系統(tǒng)。
2、儲能電池管理系統(tǒng)（ESbMS）與動力鋰離子電池管理系統(tǒng)（bMS）的不同之處
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
儲能電池管理系統(tǒng)，與動力鋰離子電池管理系統(tǒng)非常類似。但動力鋰離子電池系統(tǒng)處于高速運動的電動汽車上，對電池的功率應和速度和功率特性、SOC估算精度、狀態(tài)參數(shù)計算數(shù)量，都有更高的要求。
儲能系統(tǒng)規(guī)模極大，聚集式電池管理系統(tǒng)與儲能電池管理系統(tǒng)差異分明，這里只拿動力鋰離子電池分布式電池管理系統(tǒng)與其比較。
2.1電池及其管理系統(tǒng)在各自系統(tǒng)里的位置有所不同
在儲能系統(tǒng)中，儲能電池在高壓上只與儲能變流器發(fā)生交互，變流器從交流電網(wǎng)取電，給電池包充電；或者電池包給變流器供電，電能通過變流器轉(zhuǎn)換成交流發(fā)送到交流電網(wǎng)上去。
儲能系統(tǒng)的通訊，電池管理系統(tǒng)緊要與變流器和儲能電站調(diào)度系統(tǒng)有信息交互關(guān)系。一方面，電池管理系統(tǒng)給變流器發(fā)送緊要狀態(tài)信息，確定高壓電力交互情況；另一方面，電池管理系統(tǒng)給儲能電站的調(diào)度系統(tǒng)PCS發(fā)送最全面的監(jiān)測信息。如下圖所示。
儲能系統(tǒng)基本拓撲
電動汽車的bMS，在高壓上，與電動機和充電機都有能量交換關(guān)系；在通訊方面，與充電機在充電過程中有信息交互，在全部使用過程中，與整車控制器有最為詳細的信息交互。如下圖所示。
電動汽車電氣拓撲
2.2硬件邏輯結(jié)構(gòu)不同
儲能管理系統(tǒng)，硬件一般采用兩層或者三層的模式，規(guī)模比較大的傾向于三層管理系統(tǒng)，如下圖所示。
三層儲能電池管理系統(tǒng)框圖
動力鋰離子電池管理系統(tǒng)，惟有一層聚集式或者兩分布式，基本不會出現(xiàn)三層的情況。小型車緊要使用一層聚集式電池管理系統(tǒng)。兩層的分布式動力鋰離子電池管理系統(tǒng)，如下圖所示。
分布式電動汽車電池管理系統(tǒng)框圖
從功能看，儲能電池管理系統(tǒng)第一層和第二層模塊基本等同于動力鋰離子電池的第一層采集模塊和第二層主控模塊。儲能電池管理系統(tǒng)的第三層，則是在此基礎上新增的一層，用以應對儲能電池巨大的規(guī)模。
打一個不是那么恰當?shù)谋确健Ｒ粋€管理者的最佳下屬數(shù)量是7個人，倘若這個部門一直擴張，出現(xiàn)了49個人，那么只好7個人選一個組長，再任命一個經(jīng)理管理這7個組長。超越個人能力，管理容易出現(xiàn)雜亂。
映射到儲能電池管理系統(tǒng)上，這個管理能力就是芯片的計算能力和軟件程序的復雜度。
2.3通訊協(xié)議有差別
儲能電池管理系統(tǒng)與內(nèi)部的通訊基本都采用CAN協(xié)議，但其與外部通訊，外部緊要指儲能電站調(diào)度系統(tǒng)PCS，往往采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議格式TCP/IP協(xié)議。
動力鋰離子電池，所在的電動汽車大環(huán)境都采用CAN協(xié)議，只是按照電池組內(nèi)部組件之間使用內(nèi)部CAN，電池組與整車之間使用整車CAN做區(qū)分。
2.4儲能電站采用的電芯種類不同，則管理系統(tǒng)參數(shù)差別較大
儲能電站出于安全性及經(jīng)濟性考慮，選擇鋰離子電池的時候，往往選用磷酸鐵鋰，更加有的儲能電站使用鉛酸蓄電池、鉛碳電池。而電動汽車目前的主流電池類型是磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。
電池類型的不同，其外部特性差別巨大，電池模型完全不可以通用。而電池管理系統(tǒng)與電芯參數(shù)非得是一一對應的關(guān)系。不同廠家出品的同一種類型的電芯，其具體參數(shù)設置也不會相同。
2.5閾值設置傾向不同
儲能電站，空間比較富裕，可以容納較多的電池，但某些電站地處偏遠，運輸不便，電池的大規(guī)模更換，是比較困難的事情。儲能電站對電芯的期待是壽命長，不要出故障?；诖?，其工作電流上限值會設置的比較低，不讓電芯滿負荷工作。有關(guān)電芯的能量特性和功率特性要求都不要特別高。緊要看性價比。
動力鋰離子電池則不同，在車輛有限的空間內(nèi)，好不容易裝下的電池，希望把它的能力發(fā)揮到極致。因此，系統(tǒng)參數(shù)都會參照電池的極限參數(shù)，這樣的使用條件對電池是惡劣的。
2.6兩者要求計算的狀態(tài)參數(shù)數(shù)量不同
SOC是兩者都要計算的狀態(tài)參數(shù)。但直到今天，儲能系統(tǒng)并沒有一個統(tǒng)一要求，儲能電池管理系統(tǒng)究竟非得什么狀態(tài)參數(shù)計算能力。再加上，儲能電池的使用環(huán)境，空間相對充裕，環(huán)境穩(wěn)定，小偏差在大系統(tǒng)里不易被人感知。因此，儲能電池管理系統(tǒng)的計算能力要求相對低于動力鋰離子電池管理系統(tǒng)，相應的單串電池管理成本也沒有動力鋰離子電池高。
2.7儲能電池管理系統(tǒng)使用被動均衡條件比較好
儲能電站對管理系統(tǒng)均衡能力的要求非常急切。儲能電池模組的規(guī)模比較大，多串電池串聯(lián)，較大的單體電壓差將造成整個箱體的容量下降，串聯(lián)電池越多，其損失的容量越多。從經(jīng)濟效率角度考慮，儲能電站很要充足的均衡。
又由于在充裕的空間和良好的散熱條件下，被動均衡能夠更好的發(fā)揮效力，采用比較大的均衡電流，也不必擔心溫升過高問題。低價的被動均衡，可以在儲能電站大展拳腳。
