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储能电池与动力电池的BMS差异对比

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人气:-发表时间:2018-07-03 11:18【

储能电池与动力电池的电池管理系统原理非常类似,不同的是动力电池对电池的功率响应速度和功率特性、SOC估算精度、状态参数计算速度有更高的要求。当然,储能系统因为储能规模不同,所采用的电池管理系统也有明显的差异。

今天的对比是对储能电池与动力电池的分布式电池管理系统进行对比。

1
电池及其管理系统在各自系统里的位置有所不同

在储能电池系统中,储能电池在高压上只与储能变流器发生交互,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成交流发送到交流电网上去。 

储能系统的通讯,电池管理系统主要与变流器和储能电站调度系统有信息交互关系。一方面,电池管理系统给变流器发送重要状态信息,确定高压电力交互情况;另一方面,电池管理系统给储能电站的调度系统PCS发送最全面的监测信息。如下图所示。

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在动力电池系统中,在高压上,与电动机和充电机都有能量交换关系;在通讯方面,与充电机在充电过程中有信息交互,在全部应用过程中,与整车控制器有最为详尽的信息交互。如下图所示。

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2
硬件逻辑结果存在不同

储能电池的BMS,硬件一般采用两层或者三层的模式,规模比较大的倾向于三层管理系统,如下图所示。

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动力电池管理系统,只有一层集中式或者两分布式,基本不会出现三层的情况。小型车主要应用一层集中式电池管理系统。两层的分布式动力电池管理系统,如下图所示。

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两种不同电池的BMS的第一层和第二层的功能来看差不多,储能电池之所以多了三层设计,主要是为了应对储能电池的巨大规模。
3
通讯协议有区别

储能电池管理系统与内部的通讯基本都采用CAN协议,但其与外部调度系统PCS,往往采用互联网协议格式TCP/IP协议。 

动力电池,所在的电动汽车大环境都采用CAN协议,只是按照电池包内部组件之间使用内部CAN,电池包与整车之间使用整车CAN做区分。
4
储能电站采用的电芯种类不同,则管理系统参数区别较大

储能电站出于安全性及经济性考虑,选择锂电池的时候,往往选用磷酸铁锂,更有的储能电站使用铅酸电池、铅碳电池。

而电动汽车目前的主流电池类型是磷酸铁锂电池和三元锂电池。 

电池类型的不同,其外部特性区别巨大,电池模型完全不可以通用。而电池管理系统与电芯参数必须是一一对应的关系。

不同厂家出品的同一种类型的电芯,其详细参数设置也不会相同。
5
阈值设置倾向不同

储能电站,空间比较富裕,可以容纳较多的电池,但某些电站地处偏远,运输不便,电池的大规模更换,是比较困难的事情。储能电站对电芯的期望是寿命长,不要出故障。基于此,其工作电流上限值会设置的比较低,不让电芯满负荷工作。对于电芯的能量特性和功率特性要求都不需要特别高,主要参考性价比。 

动力电池则不同,在车辆有限的空间内,希望把装备的电池能力发挥到极致。因此,系统参数都会参照电池的极限参数,同时这样的应用条件对电池的要求也是非常严格的。
6
两者要求计算的状态参数数量和计算能力不同

SOC是两者都需要计算的状态参数,不过储能电池系统并没有一个统一要求计算哪些状态。储能电池的应用环境,空间相对充裕,环境稳定,小偏差在大系统里不易被人感知。因此,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没有动力电池高。

7
储能电池管理系统应用被动均衡条件比较好

储能电站对管理系统均衡能力的要求非常迫切。储能电池模组的规模比较大,多串电池串联,较大的单体电压差将造成整个箱体的容量下降,串联电池越多,其损失的容量越多。从经济效率角度考虑,储能电站很需要充分的均衡。 

又由于在充裕的空间和良好的散热条件下,被动均衡能够更好的发挥效力,采用比较大的均衡电流,也不必担心温升过高问题。


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