BMS到底是什么,不同设备BMS有什么区别？

如果您使用过或查看过电池系统，您很可能听说过电池管理系统或 BMS。那么，如果它们都做同样的事情，为什么 BMS 价格从 10 美元到几千美元不等呢?一个适当的类比是问为什么机动运输系统的价格差异如此之大，在这一范围的一端是机动滑板，另一端是运输卡车。让我们仔细看看这个类比如何在电池管理系统中发挥作用。

BMS 要求中的一个小例子是保护电池组以保护诸如无绳电钻之类的小型设备。典型的无绳电钻包含大约 5 或 6 个串联电池，电池总成本约为 30 美元。显然，BMS 必须非常便宜才能保持市场活力;一个通常低于 10 美元，功能仅限于最基本的保护。这种 BMS 可以更准确地称为电池保护器。这些系统监控电池电压和电池组电流，并在电压或电流超出范围时打开一个或两个背靠背 FET。这些范围限制在制造时是固定的。有时还包括过温保护。这些系统通常不包括平衡并且是独立的，与其他系统没有通信。

提升一个级别将是电动自行车，通常使用 36V 电池组。用于此应用的锂离子电池组约为 0.5 kWh，成本约为 200 至 300 美元。与无绳电钻不同，更长的电池寿命对客户来说很重要，而且自行车的总价位与该预期一致，因此电池平衡成为强制性要求。BMS 还必须能够连接到某种形式的“电量计”显示器，向用户显示电池中剩余的电量。除此功能外，还需要服务人员的诊断端口。这个 BMS 大约是 30 到 50 美元。

从这些较小的系统到低压住宅储能系统的下一个级别再次提高了赌注，这一次在某些方面提高了一个数量级。住宅“电表后”储能系统通常在 48V 范围内，提供 7 kWh-20 kWh，成本约为 5K-20K 美元。在这个阶段，平衡性能和监控电池参数必须得到很好的实施，并且还支持安装和服务公司的需求，以便能够执行远程监控和事件记录来管理客户的安装(因为大多数房主在技术上无法管理他们自己的系统)。服务上门服务费用昂贵，并且远程访问信息的可用性可以消除许多不必要的呼叫。这通常意味着需要以太网接口以及软件支持，例如可以远程运行的基于浏览器的 GUI，以及在发生故障或未决故障时促进优先级通知的事件日志推送。此应用程序的 BMS 通常在 250 到 500 美元之间。

用于电动卡车或船只的大型移动电源系统、用于应急电源的移动储能或用于移动房屋生活空间的电源将我们带到 BMS 设计的新水平。在这个例子中，电池组的定价范围很广，从几千美元用于移动家庭辅助电源到 50 万美元用于可以装满长途拖车的移动应急能源系统。移动系统通常需要 CAN 接口(在车辆中最常见)，并且还使用专为这些类型的应用设计的逆变器。此外，当这些系统返回基地或其服务中心时，通常希望将它们连接到服务和监控计算机，以下载事件、操作参数和数据日志以进行维护。

这最好通过以太网连接完成，这需要 BMS 的软件支持。根据电池组的标称电压和并联电池组的数量，用于此应用的 BMS 的价格范围很容易从 300 美元到 10,000 美元不等。例如，48V 系统需要监控和平衡 14 至 16 节电池，具体取决于所使用的锂电池单元的类型，而 1200V 系统可能需要监控 320 节电池;大型 ISO 容器大小的系统通常具有多个并行的堆栈(也称为“串”)，以便扩大到足够大的能量水平。这意味着要监控 10 到 20 乘以 320 个单元，再加上一个整体管理系统，将所有堆栈聚合到一个系统表示中。

附加网格存储是最后一级，是所有应用程序中要求最高的。这些通常是 800-1200V 范围内的兆瓦级系统，并联有 20 个或更多堆栈。除了已经描述的所有 BMS 功能外，这些系统还需要灵活地响应电网不断变化的需求。他们使用各种算法来实现这一点，这些算法全天管理各种类型的需求响应。因此，需要后端数据分析引擎来访问有关 BMS 监控的电池系统中所有运行参数的实时数据。这意味着可以访问有关电池电压、温度和所有其他参数的恒定数据流。这需要一个系统能够通过以太网传输所有这些数据，而不会影响 BMS 的主要保护算法，同时还驱动用户界面显示并响应现场控制器的要求，以提供用于管理逆变器的数据——所有这些都是实时的。这些系统通常需要 Modbus TCP 协议支持来与现场控制器和逆变器进行通信，这些控制器和逆变器正在越来越多地实施台面标准。

这些大型系统的另一个现实是，这些应用中使用的逆变器会产生大量共模噪声，通常在 2 kHz 至 4 kHz 范围内，这是逆变器的基本开关频率。具有 320 个单元抽头的 BMS 有效地在相对于系统接地和通信通道的 320 个不同位置对共模噪声进行采样。这需要格外小心和过滤，以避免无意中导致某些共模转换为差分，从而导致通信和电池测量错误。它通常对 BMS 的共模抑制比提出了很高的要求。

电网储能的另一个方面是，它已成为许多在不同电压下运行的新型电池化学物质的试验场。Nuvation Energy在锌基化学物质中遇到的标称电压范围为 1.1 至 1.4V，铅酸为 2V，钛酸锂为 2.4V，某些锂电池为 3.2 至 3.8V。所有这一切意味着理想的 BMS 必须具有高度可配置性，以服务于如此广泛的电池单元。例如，Nuvation BMS 拥有超过 1000 个配置寄存器，允许其客户针对其独特的化学和操作环境调整 BMS。它还允许基于可编程配置寄存器控制可定制的功能，例如风扇、警报和状态灯。