家用儲能系統HES通常由電池組,電池管理系統(BMS),儲能變流器(PCS)和能量管理系統(EMS)構成,其中儲能電池和變流器是價值量較高的關鍵環節,節省電費是家庭用戶配置儲能的重要動力。太陽能光伏在白天發電,但家庭用戶的用電高峰在夜間,發電和用電時間不匹配,配置儲能可以幫助用戶將白天多發的電儲存起來,供夜間使用;另一方面,用戶在一天中不同時間用電電價不同、存在峰谷價的情況下,儲能系統可以在低谷時段通過電網或自用光伏電池板充電,高峰時段放電供負載使用,從而避免在高峰時段從電網用電,有效節省電費。BMS的安全保護功能包括過充保護、過放保護、短路保護、溫度保護等,確保電池組的安全運行。家庭儲能BMS工作原理
電池保護板的自身參數,比如自耗電分為工作自耗電和靜態(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電。自耗電和內阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內阻也是一個很重要的參數,保護板的主回路內阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統了(BMS)。儲能柜BMS工作原理BMS的標準化、模塊化也是一個重要的發展方向。
船用液冷儲能柜BMS電池管理系統采用兩級架構,每一套電池管理系統由電池模組管理單元BMU、電池簇管理單元BCU組成。BMS系統具有模擬信號高精度檢測及上報,故障告警、上傳和存儲,電池保護,參數設置;被動均衡,電池組SOC標定、操作賬號權限與密碼管理、與其它設備信息交互等功能。從控單元BMU通過對各單體電池的電壓和溫度進行精確采集,實現對電池狀態的實時監控。模塊具有可靠的數據通訊功能,系統運行過程中,可實現與電池管理系統主控單元或者其他設備之間的通訊。主控單元BCU是電池管理系統的控制中樞,通過與從控單元通訊實現對電池單體電壓、溫度等的檢測,并檢測電池組總電壓、充放電流、對地絕緣電阻等外特性參數,按照特定的算法對電池內部狀態(容量、SOC、SOH等)進行估算和監控,在此基礎上實現了對電池組的充放電管理、熱管理、絕緣檢測、單體均衡管理和故障報警;通過通信總線實現與PCS、EMS等實現數據交換,通過菊花鏈實現與BMU通訊。
影響單體鋰離子電池SOH的副反應。對于理想的鋰離子電池,在充放電過程中只考慮鋰離子在正負極之間的嵌入和脫出,可以認為不存在鋰離子的不可逆消耗,容量沒有衰減。但實際上,鋰離子電池在循環使用過程中,每時每刻都有副反應存在,伴隨著活性物質不可逆消耗等,并逐漸累積,影響電池的SOH。通常造成活性物質不可逆消耗的主要因素有:正極材料的溶解;正極材料的相變化;電解液的分解;過充電;界面膜的形成;集流體的腐燭。影響動力電池組SOH的因素當單體動力電池壽命一定時,動力電池的連接方式、電池組內單體電池的數量及其不一致程度都是影響動力電池組壽命的因素。電池組在實際使用過程中,優先采用先并后串的成組方式,不僅可以提高電池組的性能可靠性,還能保證電池組的使用壽命。BMS的集成化趨勢也越來越明顯。
鋰電池的存放過程中存在一定的風險,需要我們重視并采取有效的安全管理措施。首先,鋰電池的化學性質決定了它在受到外部損傷或過度充電時可能發生燃燒起爆。因此,存放鋰電池的環境應該保持通風良好,遠離火源和高溫場所,避免在潮濕環境中存放。其次,對于長時間不使用的電池,應該采取適當措施進行儲存,例如保持適當的電荷狀態,并定期檢查電池的狀態。在鋰電池的充電過程中也存在一定的風險。使用不合格的充電設備或混用充電器可能導致電池過熱或充電不均衡,增加了電池發生事故的可能性。因此,建議使用原廠配套的充電設備,并遵循廠家的充電建議,避免過度充電或過度放電。除了個體用戶應該注意安全管理外,對于大規模使用鋰電池的場所,例如儲能系統或電動車充電站,更需要建立完善的安全管理制度。這包括定期檢查設備狀態,配備專業人員進行監管和維護,制定應急預案并進行安全演練,以及提供必要的消防設備和應急救援措施。總的來說,鋰電池作為一種高能量密度的電源,在我們生活中發揮著重要的作用,但其安全風險也需要我們高度重視。通過合理的存放、充電和管理措施,我們可以較大程度地減少鋰電池存放過程中可能發生的安全問題,確保使用過程中的安全性和穩定性。均衡是BMS鋰電池保護板中重要的一個環節。電摩BMS電池管理系統云平臺開發
如果對基本功能的要求較高,且成本預算較為有限,BMS硬件保護板是一個不錯的選擇。家庭儲能BMS工作原理
EMS(能量管理系統,EnergyManagementSystem)是整個系統中重要的部件,EMS承接BMS反饋的相關電池信息,進行及時的分析和判斷,將分析的控制信息反饋至BMS,對系統的策略進行控制,EMS的控制策略對電池系統的衰減速率和循環壽命起到重要的作用,系統的循環壽命越長,所帶來的經濟收益自然也就越大,同時會BMS反饋回來的電池異常信息及時判斷和控制,及時切斷和控制異常電池,保護整個儲能系統,對整個儲能系統的安全性起到關鍵作用。PCS(儲能變流器,PowerControlSystem)又稱雙向儲能逆變器,可控制蓄電池的充電和放電過程,進行交直流的變換,在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令,根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電,實現對電網有功功率及無功功率的調節。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊,獲取電池組狀態信息,可實現對電池的保護性充放電,確保電池運行安全。家庭儲能BMS工作原理