（CS40 惠州亿能电子有限公司）

1.概述

电池管理系统安装于储能电池组内，负责对储能电池组进行电压、温度、电流等信息的采集，估算电池的荷电状态（SOC）、寿命健康状态（SOH），实时对状态监测和对故障分析报警，同时能通过CAN、RS485或以太网接口与双向变流器及监控调度系统进行通信，实现对电池进行优化的充放电管理控制，达到高效地使用每簇储能电池及整体合理调配的目的。

2.电池管理系统主要组成模块

BMU：电池检测单元，负责对电池电压进行检测，对多点温度进行采集，对电池组进行均衡控制。

HMU：高压检测单元，负责对电池组串的端电压进行检测，以及对电池组串的电流进行检测。

BCU：电池控制单元，负责对接触器、预充电进行控制，对电池状态进行监测、对SOC、SOH进行估算，对电池故障进行分析报警，对充放电功率进行控制等。

HMI：人机交互接口，实现BMS系统本地的数据显示、故障报警、参数配置、数据存储、数据导出等功能。

BAMS：电池组管理系统，由BAMS主机和液晶屏组成。负责管理一个PCS下对应的电池系统单元的全部电池。具备以太网接口，与后台监控交互数据。具备CAN和RS485接口，与PCS通信。同时BAMS检测本组电池的绝缘性能，对出现绝缘问题进行报警。

3.电池管理系统在储能单元中的拓扑

电池管理系统在两个500kW储能单元中的拓扑如图1所示。其中每个电池组配备一套电池管理系统，包括BAMS、BMU、HMU、BCU、HMI五个模块。如电池组1，共8箱电池，配一套电池管理系统。BMU1.1～BMU1.8分别对8箱电池进行电压、温度检测，对均衡进行控制。HMU1对该组电池的端电压、电流进行检测。BCU1完成接触器控制和预充电过程，同时对电池组1的状态进行监测，对SOC、SOH进行估算，对电池组1的故障进行分析报警，对充放电功率进行控制等。HMI1对电池组1的数据和故障报警进行显示、保存，还可以对电池管理系统进行参数配置。BAMS接收本组电池的数据，利用以太网接口，将电池组1的数据传输至后台监控系统，也可接收后台发送过来的命令，对电池组串进行控制。BAMS也可利用CAN接口或RS485接口与PCS通信，控制PCS的充放电功率。

图1 电池管理系统在两个500kW储能单元中的拓扑

其他电池组的电池管理系统的配置与电池组1的完全一致。

4.电池管理系统功能描述

1）单体电池电压的检测

利用专用电压测量芯片，电池巡检周期达到50ms，电压检测范围为0～5V，误差为0.5％FSR。从而准确及时监控电池在使用过程中的状态及变化，有效防止电池的不正当使用。

2）电池温度的检测

采用数字型温度测量芯片，具备良好的可扩展性和高的检测精度，温度测量范围：-40～125℃，误差≤±1℃。

3）电池组工作电流的检测

采用全范围、等精度的传感器和高精度集成芯片，满足电流检测和能量累积的需要，使得电流检测的误差为1％FSR。

4）电池组端电压的检测。

利用高精度的AD及采样电路，实现对电池端电压的采样。

5）电池组SOC的估测

通过分流器对电流采样，完成电流测量和SOC估算，并依据电池厂家提供的控制参数，对SOC过高和过低进行故障报警。

6）电池充放电容量累积

电池管理系统可记录电池组的累积充放电容量。

7）电池故障分析与在线报警

BMS具备系统自诊断功能，系统上电后对电压、温度、通信、时钟、存储器、内部通信等部件进行检测，同时依据电池厂家提供的信息，对电池的过电压、欠电压、过电流、过温、SOC过低以及一致性等电池故障进行判断和报警。(www.daowen.com)

8）单体电池均衡功能。

采用放电均衡的方式，根据一定的算法，以不小于30mA的均衡电流对单体电池进行均衡。

9）充放电管理

BMS与双向变流器采用以太网通讯，及时可靠地将电池状态报至双向变流器，有效地防止电池过充电和过放电。充电过程中BMS依据电池的当前信息，为双向变流器实时提供电池的最大允许充电电流。放电过程中BMS依据电池的当前信息，为双向变流器实时提供电池的最大允许放电电流。

10）人机接口

BMS配备触摸液晶显示器，界面美观，使用方便，性能稳定。液晶显示器不仅可以对管理系统发出的各种电池的状态和故障报警进行显示，同时还能通过触摸的方式，对电池管理系统的控制参数进行设置以及读取，对历史数据进行导出。

5.电池管理系统技术指标（见表1）

6.电池管理系统外形尺寸（见图2）

7.电池管理系统电气原理及接线图（见图3～图5）

1）一簇电池管理系统电气原理图（见图3）

图2 电池管理系统外形尺寸

a）BCU（EV03）：（197mm×126mm×36.5mm） b）BMU（EV03）：（154mm×121mm×31.2mm） c）HMU（EV03）：（138mm×93mm×36.5mm） d）BAMS（EV02）：（220mm×185mm×40.7mm）

表1 电池管理系统技术指标

（续）

图3 电气原理图

2）电池箱内BMU电气原理（见图4）

3）电池箱内BMU部分引脚接线功能（见图5）

4）电池箱外电气原理图参考图1。

8.电池管理系统安装方案

电池管理系统以组为单元，定义为一套。一套中包含8个BMU、1个BCU、1个HMU、1个HMI。BMU安装与电池箱体内，BCU、HMU、HMI安装于每组的电池柜内。以这种结构模式作为一级单元进行扩展，扩展完成31组数后，通过二级单元的BAMS汇总，此BAMS可安装于距离PCS较近的一组电池柜中。

图4 电池箱内电气原理图

图5 电池箱内BMU部分引脚接线功能

9.电池管理系统调试方案

电池管理系统BCU的安装和调试：适宜在做电池单箱封装的时候进行安装和调试。亿能提供相关测试软件测试上位机，且电池厂可记录电池出厂的初始数据。

BMU、HMU、HMI的调试：适宜和高压组件（继电器、熔断器、分流器）安装于一个箱体，电池未成组前可进行单独测试，最后安装成组后，再做联调测试。

另外，在供货时还提供电池管理系统测试报告、质量检测报告。