硬件BMS系统

储能BMS厂商一般从动力电池BMS发展而来，因此，很多设计和名词有历史沿革比如动力电池里一般分为BMU（BatteryMonitorUnit）和BCU（BatteryControlUnit）前者采集，后者控制。因为电芯是一个电化学的过程，多个电芯组成一个电池，由于每个电芯特性，无论制造多精密，随使用时间，环境，各个电芯都会存在误差与不一致的地方，故电池管理系统，就是通过有限的参数，去评估当前电池的状态，有点像中医看病，通过表征，看你得了啥病，不是西医，需要一些理化分析，人体的理化分析就像电池的电化学特性，可以通过大型试验仪器去测量，但是嵌入式系统很难去评估电化学的一些指标，故BMS就是一个老中医。BMS系统保护板在防止过充、过放、短路等问题方面发挥着重要作用，降低电池损坏起火几率，保护人财物安全。硬件BMS系统

随着两轮电动车市场扩大，一系列管理问题也逐步凸显：换电需求上升：新国标的实施与碳中和的方针增长了我国电动车共享换电的需求通信基站、铁路等贵重电池的防盗需求也亚待解决。企业运营低效：电池厂商与换电运营商等企业缺少对电池的监控，无法掌握电池应用数据，难以减少故障电池召回、电池防盗、电池起火等运营问题。充电事故频发：全国每年因充电引起的火灾达300多起，火灾造成的死亡率接近50%，引起ZF高度重视。ZF监管困难：ZF急需推动新国标等政策下的电池、车辆行业规范发展，以降低监管难度并减少充电事故。硬件BMS系统BMS系统保护板能实现电池的平衡管理，确保多节电池电动车的每节电池在充放电过程中的压差不大。

    被动均衡主要依赖于电阻放电方式，将电压较高的电池中的电量以热能的形式释放，从而为其他电池创造更多的充电时间。整个系统的电量受限于容量较小的电池。在充电过程中，锂电池通常设有一个上限保护电压值，一旦某一串电池达到此值，锂电池保护板便会切断充电回路，停止充电。被动均衡的优点在于成本低廉且电路设计相对简单，但其缺点在于只基于较低电池残余量进行均衡，无法提升残量较少的电池容量，且均衡过程中释放的热量完全浪费。

EMS（能量管理系统，EnergyManagementSystem）是整个系统中重要的关键部件，EMS承接BMS反馈的相关电池信息，进行及时的分析和判断，将分析的控制信息反馈至BMS，对系统的策略进行控制，EMS的控制策略对电池系统的衰减速率和循环寿命起到重要的作用，系统的循环寿命越长，所带来的经济收益自然也就越大，同时会BMS反馈回来的电池异常信息及时判断和控制，及时切断和控制异常电池，保护整个储能系统，对整个储能系统的安全性起到关键作用。PCS（储能变流器，PowerControlSystem）又称双向储能逆变器，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。储能BMS均衡技术主要是指电池管理系统BMS中用于维护电池组中各个单体电池电量一致性的技术。

    开路电压法估算电池SOC；铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系，基于电池OCV的方法是，当电池与负载断开时间超过两小时时，电池的OCV与SOC成正比。然而，如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同，锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。锂离子电池SOC与OCV之间的典型关系如图所示。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载，然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同，因此需要测量OCV-SOC的关系，以准确估算SOC。 BMS系统保护板在预防过充、过放、短路等问题方面发挥着重要作用，有效降低了电池损坏甚至起火的风险。硬件BMS系统

BMS系统具有模拟信号检测上报，故障告警、上传存储，电池保护，参数设置；被动均衡，SOC标定、信息交互等。硬件BMS系统

    电池包保护板设计中需要考虑的因素较多，如电压平台问题，锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压，所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压，这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高，电流采样电阻应满足高精密度，低温度系数，无感等要求。锂电池保护板的电路，B＋、B-分别是接电芯的正、负极；P＋、P-分别是保护板输出的正、负极；T为温度电阻（NTC）端口。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。 硬件BMS系统