启扬方案:储能电站BMS电池管理系统解决方案

在双碳目标的推动下，国内风电、光电等新能源行业得到快速发展，国家能源局数据显示，截至6月底，全国发电装机容量约24.4亿千瓦，其中，可再生能源发电装机达11.18亿千瓦。但是可再生能源存在许多先天不足，比如风能、太阳能等存在间歇性问题，这也导致新能源发电存在随机性与波动性。

针对当前光伏、风电不稳定的问题，大规模新型储能的研发和广泛应用有望成为根治新能源并网消纳的良药。今年6月，发改委、国家能源局发布了“关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知”，明确新型储能可作为独立储能参与电力市场，为储能在电力系统中的应用和发展再添动力。

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新型储能是除抽水蓄能外的其他以输出电力为主要形式的储能，从技术上分为电化学储能、物理储能、电磁储能、热储能、化学储能等。在新型储能技术中，以锂离子电池为主的电化学储能占据主要的市场份额，具有响应速度快、布置灵活、建设周期短等特点。随着能源转型的不断深入，电化学储能电站已成为电力系统稳定运行的重要组成部分。

电化学储能应用在发单侧、配送电侧和用户侧环节，在发电侧可提高发电的稳定性和发电质量；在输电环节，可降低输电的成本；在配电环节，可以缓解企业和用户用电压力，促使电网的升级扩容；在送电环节，可通过峰谷差套利，进而减少企业和用户用电成本。

电池储能系统由电池组、储能变流器（PCS）、能源管理系统（EMS）、电池管理系统（BMS）以及其他电气设备共同组成。电池组负责储电；储能变流器（PCS）控制电池组充放电过程，进行交直流的变换；能源管理系统(EMS)进行数据采集、网络监控和能量调度；电池管理系统（BMS）负责监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。

电池管理系统（BMS）

储能BMS因为电池组数量庞大，大多采用从控、主控、总控组成的三层架构。

从控：电池单体管理单元BMU，负责采集单体电池信息如电压、温度，计算分析电池的SOC和SOH，实现对单体电池的主动均衡，并通过CAN接口将信息上传。

主控：电池簇管理单元BCU，负责收集BMU上传的各种电池信息，采集电池组的组电压、温度、电流、总电压信息，漏电检测，状态异常时断电保护；计算分析电池组的SOC和SOH，并通过CAN接口将信息上传；

总控：电池阵列管理单元BAMS，对整个储能电站的电池进行集中管理。向下连接各个电池簇管理单元，采集电池簇管理单元上传的各种信息；向上与能源管理系统进行信息交互，通过以太网上传采集的电池信息，接收EMS系统下达的电池运行参数；通过CAN或RS485与变流器通信，BMS将电池状态量及异

常信息发送给变流器，储能变流器PCS接到BMS告警信息后应进行相应的保护动作。

储能系统整套设备体积较大，坐落的环境也较为复杂，因此需要良好的抗干扰能力以及稳定的通讯能力，因此需要采用高稳定性的ARM嵌入式硬件。

电池簇管理单元BCU可采用启扬IAC-IMX6UL-CM核心板，基于NXP i.MX6UL 处理器设计，Cortex-A7架构；核心板接口丰富，采集电池剩余电量、温度、电流、电压等各类信息；支持2路以太网口，支持2路带隔离的CAN接口和多路RS485、RS232串口，满足设备与电池单体管理单元和电池阵列管理单元数据通信功能；工业级元器件，工业级宽温，能够承受复杂环境带来的挑战。

电池管理系统主机是储能电池系统中的电池阵列管理单元的主要设备，可采用启扬IAC-IMX8MP-CM核心板硬件，基于NXP i.MX8M Plus处理器，四核Cortex-A53架构，主频1.6Ghz，满足性能需求；大容量存储设计，支持系统长期数据存储；拥有丰富的接口，MIPI、LVDS、HDMI等显示接口，可连接10.1寸高清触摸屏幕，显示各类数据信息，实现就地监控和能量管理；拥有双路千兆网口；支持M.2接口扩展SSD，实现更灵活的存储方案选择；拥有多路RS232、RS485等数据通讯接口，可轻松应对各类场景下的多种功能需求；2路CAN-FD高速接口，支持多路带隔离串口，可实现对多套分布式储能系统的监控；支持5G模块数据通讯，带来更快地响应速度和物联网化构建需求。