儲(chǔ)能電源中的感知擔(dān)當(dāng)——BMS

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)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(chǔ)能單元，是儲(chǔ)能電池中不可或缺的重要組成部分。BMS主要采用三級(jí)架構(gòu)，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(gòu)成

BMS主要組成部分為硬件、軟件以及通信網(wǎng)絡(luò)。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(diǎn)采集以及電池均衡。

由電池監(jiān)控芯片及其附屬電路構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集單體電池的各類信息計(jì)算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態(tài)），實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的主動(dòng)均衡，并將單體異常信息上傳給主控。

主控BCU是制動(dòng)控制單元，負(fù)責(zé)控制動(dòng)力電池系統(tǒng)以及與其他控制單元進(jìn)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(jì)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(fù)責(zé)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(qǐng)求控制整個(gè)BMS系統(tǒng)的運(yùn)行過程。

在軟件上，BMS主要包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、數(shù)據(jù)管理和控制策略等。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和任務(wù)調(diào)度。驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與硬件之間的接口，用于控制硬件的運(yùn)行。數(shù)據(jù)管理負(fù)責(zé)對(duì)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲(chǔ)。

其中控制策略為整個(gè)BMS系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)根據(jù)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)和其他輸入信號(hào)來決定如何管理電池儲(chǔ)能單元。通信網(wǎng)絡(luò)則是實(shí)現(xiàn)BMS與其他設(shè)備或系統(tǒng)之間信息交互的關(guān)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(yùn)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(hù)、均衡與通信。

BMS需要對(duì)電池儲(chǔ)能單元中的每節(jié)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，包括電池的電壓、電流、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)。通過對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的異常情況并進(jìn)行處理。

不僅是監(jiān)測，BMS也需要對(duì)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，以便于對(duì)電池的性能和使用壽命進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。數(shù)據(jù)采集包括對(duì)電池電壓、電流、溫度等參數(shù)的采集；數(shù)據(jù)處理包括對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，例如計(jì)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(yīng)的控制策略，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池儲(chǔ)能單元的安全可靠運(yùn)行?？刂撇呗园▽?duì)電池的充放電控制、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(jìn)行保護(hù)，也可以通過對(duì)電池組中不同單體的電壓進(jìn)行均衡，通過特定的控制策略來對(duì)電池進(jìn)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(gè)合理的范圍內(nèi)，以防止因單體電壓差異過大而導(dǎo)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(shí)，BMS需要與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)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(shè)備進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化運(yùn)行，還可以通過數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，例如與能量管理系統(tǒng)（EMS）進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)控制。

小結(jié)

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