储能电源中的感知担当——BMS

电子发烧友网报道（文/黄山明）BMS（BatteryManagementSystem）的中文名称为电池管理系统，也被称为电池保姆或是电池的管家，主要用于监控和管理电池储能单元，是储能电池中不可或缺的重要组成部分。BMS主要采用三级架构，电池总控单元（System），电池主控单元(Master)，电池信息监测单元（Slave）。

BMS的构成

BMS主要组成部分为硬件、软件以及通信网络。在硬件上，主要分为从控单元、主控单元和总控单元。

在底层，主要为从控BMU，是单体电池管理层，主要作用是单体电压采集，温度节点采集以及电池均衡。

由电池监控芯片及其附属电路构成，负责采集单体电池的各类信息计算分析电池的SOC（电池剩余容量）和SOH（电池健康状态），实现对单体电池的主动均衡，并将单体异常信息上传给主控。

主控BCU是制动控制单元，负责控制动力电池系统以及与其他控制单元进行信息交互，也是电池组管理层。用于收集BMU上传的各种单体电池信息，采集电池组信息，计算分析电池组的SOC和SOH。

最上层则是总控，是电池簇管理层，负责系统内部的整体协调以及与EMS、PCS的外部信息交互，根据外部请求控制整个BMS系统的运行过程。

在软件上，BMS主要包括操作系统、驱动程序、数据管理和控制策略等。操作系统负责整个系统的运行和任务调度。驱动程序是操作系统与硬件之间的接口，用于控制硬件的运行。数据管理负责对电池状态数据的采集、处理和存储。

其中控制策略为整个BMS系统的核心，负责根据电池状态数据和其他输入信号来决定如何管理电池储能单元。通信网络则是实现BMS与其他设备或系统之间信息交互的关键。

BMS的主要功能

BMS的主要作用便是保证电池的安全可靠运行，并最大限度的延长电池的使用寿命。因此其主要的功能可以大致分为四部分，检测、保护、均衡与通信。

BMS需要对电池储能单元中的每节电池进行实时监测，包括电池的电压、电流、温度、内阻等参数。通过对这些参数的监测和分析，可以实现对电池状态的实时评估，及时发现电池的异常情况并进行处理。

不仅是监测，BMS也需要对电池状态数据进行采集和处理，以便于对电池的性能和使用寿命进行评估和预测。数据采集包括对电池电压、电流、温度等参数的采集；数据处理包括对采集到的数据进行处理和分析，例如计算电池的能量、功率等参数。

通过采集到的数据，BMS可以来执行相应的控制策略，以实现对电池储能单元的安全可靠运行。控制策略包括对电池的充放电控制、均衡管理、热管理等的管理和控制。

采集到的数据不止用来进行保护，也可以通过对电池组中不同单体的电压进行均衡，通过特定的控制策略来对电池进行均衡管理，使得每节电池的电量和性能都能保持在一个合理的范围内，以防止因单体电压差异过大而导致电池寿命降低或出现其他问题。这种均衡有助于保持电池的一致性，延长电池组的使用寿命。

同时，BMS需要与其他设备或系统进行通信，实现信息交互和协调控制。BMS可以通过CAN总线、RS485、以太网等通信接口与其他设备进行信息交互，从而实现对储能系统的协调控制与优化运行，还可以通过数据接口与其他系统进行信息交互，例如与能量管理系统（EMS）进行数据共享和协调控制。

小结

储能BMS能够全面监控和控制电池储能系统，确保其安全、稳定和性能良好，从而实现最佳储能效果。此外，储能BMS还能提升储能系统的寿命和可靠性，降低维护成本和操作风险，并提供更加灵活可靠的储能解决方案。