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浅析储能电池BMS系统(附产业链全景图及企业TOP10)

发布日期:2023-08-11 浏览次数:1034

BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。


储能电池管理系统与动力电池理系统非常相似,也有诸多地方存在差别,本文简要介绍动力储能电池BMS管理系统的功能概述及与动力电池理系统区别分析等。


储能BMS系统概述

现代能源问题越来越凸显,新能源的应用和推广被视为解决能源问题的重要出路。目前,储能技术是新能源应用领域的一个热门话题,因为它可以将金属电池、超级电容器和液流电池等技术与新能源一起应用。作为储能技术中最重要的组件,电池在储能系统中的角色至关重要,尤其是应用在电力系统可以更有效地利用电力能量。储能BMS是电池储能系统设计的重要组成部分。


BMS是Battery Management System的简称,储能BMS是指用于管理电池储能系统的子系统,包括电池充电、放电、温度、电压等参数监测、SOC(State of Charge)、SOH(State of Health)估算以及保护措施等。储能BMS的主要目的是:首先监测电池状态,以便及时发现异常情况并采取相应措施;其次是对充放电过程进行控制,确保电池在安全范围内进行充放电,并尽可能地减少损伤和老化;同时,还需要进行电池均衡,即通过调整电池组中每个单体之间的电荷差异来维持电池性能的一致性;此外,储能BMS还需要具备通信功能,以便与其他系统进行数据交互和远程控制等操作。


储能BMS类型


储能系统中的电池管理系统(BMS)是保证储能系统安全和性能稳定的重要组成部分。现在市场上主要存在三种类型的BMS技术,包括分布式BMS、集中式BMS和模块化BMS。


三种BMS拓扑结构 图源:电源攻城狮子公众号


储能BMS的主要功能

· 监测和控制电池的状态

· SOC(State of Charge)均衡

· 防止电池过度充电或过度放电

· 确保系统远程监测和报警

· 提供多种保护功能

· 控制电池的温度


与动力电池BMS系统的区别


电池及其管理系统在各自系统中的位置不同:在储能系统中,储能电池只与高压储能变流器交互,变流器从交流电网取电,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到交流电网。


硬件的逻辑结构不同:储能管理系统,硬件一般采用两层或三层模式,规模较大的倾向于三层管理系统。动力电池管理系统只有一层集中式或两层分布式,几乎没有三层。小型汽车主要应用集中电池管理系统。两层分布式动力电池管理系统。



通信协议不同:储能电池管理系统和内部通信基本采用CAN协议,但与外部通信(外部主要指储能电站调度系统PCS),多采用互联网协议形式TCP/IP协议。动力电池、电动汽车的大环境采用CAN协议,只是在电池包的内部部件之间使用内部CAN,电池包和整车之间使用整车CAN进行区别。


核心种类不同:储能电站考虑到安全性和经济性,选择锂电池时,多选择磷酸铁锂,更多的储能电站使用铅电池、铅碳电池。电动汽车现在的主流电池类型是磷酸铁锂电池和三元锂电池。

门槛设置趋势不同:储能电站对电芯的期望是寿命长,不要出故障。电芯的能量特性和电力特性要求不必特别高,主要看性价比。动力电池不同,在车辆有限的空间内,好不容易安装的电池,希望最大限度地发挥其能力。计算的状态参数不同: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。


储能产业链及储能BMS企业TOP10


储能产业链整体围绕电池开展,主要包括上游原材料及零部件的供应商,中游核心环节储能系统集成,含电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)四大关键部分以及其他设备。


图源:能源电力说

图源:电化学储能


小结


总之,储能BMS可以对电池储能系统进行全面的监控和控制,确保它们的安全性、稳定性和性能,从而实现储能系统的最佳效果。此外,储能BMS还可以提高储能系统的使用寿命和可靠性,降低维护成本和操作风险,并提供更灵活、可靠的储能解决方案。因此,储能BMS在电池储能系统中发挥着至关重要的作用。

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