BMS儲能系統(tǒng)用戶手冊(V1.0)-磷酸鐵鋰

1、.儲能電站電池管理系統(tǒng) (BMS) 用戶手冊V1.0 (磷酸鐵鋰電池) 深圳市光輝電器實業(yè)有限公司 目錄 1、 概述32、 系統(tǒng)特點33、 儲能電站系統(tǒng)組成44、 電池管理系統(tǒng)主要組成54.1 儲能電池管理模塊ESBMM54.1.1 ESBMM-12版本54.1.2 ESBMM-24版本94.2電池組控制模塊ESGU134.3儲能系統(tǒng)管理單元ESMU155、 安裝及操作注意事項18附錄A：產(chǎn)品操作使用界面191、 概述 ESBMS 是根據(jù)儲能電池組特點設(shè)計的電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電池組的監(jiān)控，管理和保護等功能，為磷酸鐵鋰電池在成組使用時的安全應(yīng)用以及壽命的延長等方面都起著決定性的作用。 2、 系統(tǒng)

2、特點 全面電池信息管理 實時采集單體電池電壓、溫度，整組電池端電壓、充放電電流等。 在線SOC診斷 在實時數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，采用多種模式分段處理辦法，建立專家數(shù)學(xué)分析診斷模型，在線預(yù)估單體電池的SOC。同時，智能化地根據(jù)電池充放電電流和環(huán)境溫度等對SOC預(yù)測進行校正，給出更符合變化負荷下的電池剩余容量及可靠使用時間。 主動無損均衡充電管理 在充電過程中，采用我司“補償式串聯(lián)電流均衡法和“集中式均衡法兩項發(fā)明專利技術(shù)調(diào)整單節(jié)電池充電電流，保證系統(tǒng)內(nèi)所有電池的電池端電壓在每一時刻有良好的一致性，同時減少有損均衡方法帶來的能量浪費，最大均衡電流不小于2A。 系統(tǒng)保護功能 對運行過程中可能出現(xiàn)的電池嚴

3、重過壓、欠壓、過流短路）、漏電絕緣等異常故障情況，通過高壓控制單元實現(xiàn)快速切斷電池回路，并隔離故障點、及時輸出聲光報警信息，保證系統(tǒng)安全可靠運行。 熱管理功能 對電池箱的運行溫度進行嚴格監(jiān)控，如果溫度高于或低于保護值將輸出熱管理啟動信號，系統(tǒng)可配備風(fēng)機或保溫儲熱裝置來調(diào)整溫度；若溫度達到設(shè)定的危險值，電池管理系統(tǒng)自動與系統(tǒng)保護機制聯(lián)動，及時切斷電池回路，保證系統(tǒng)安全。 自我故障診斷與容錯技術(shù) 電池管理系統(tǒng)采用先進的自我故障診斷和容錯技術(shù)，對模塊自身軟硬件具有自檢功能，即使內(nèi)部故障甚至器件損壞，也不會影響到電池運行安全。不會因電池管理系統(tǒng)故障導(dǎo)致儲能系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電池損壞或發(fā)生惡性事故。

4、 專業(yè)的負荷聯(lián)動控制及優(yōu)化 電池管理系統(tǒng)具備相應(yīng)的數(shù)字通訊接口及開放的通訊協(xié)議，以及必要的輸入輸出干節(jié)點，可靈活接入PCS、儲能電站監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)等，實現(xiàn)聯(lián)動控制，提高儲能電站效率，優(yōu)化負荷控制和調(diào)度決策。 靈活的模塊化設(shè)計 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計思路，針對儲能電站電池增長擴容的需要，可靈活增加ESBMM模塊配置，滿足升級擴容要求；同時，針對儲能電站用“智能一體化電池的應(yīng)用，可靈活配置ESBMM模塊在電池箱中，方便用戶運行維護。3、 儲能電站系統(tǒng)組成 磷酸鐵鋰電池組：能量存儲介質(zhì)； 能量轉(zhuǎn)換器power conversion system，PCS）：實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)直流電池與交流電網(wǎng)之間的雙向能量傳

5、遞； 儲能電池管理系統(tǒng)Energy Storage Battery Management System，ESBMS）: 實現(xiàn)電池組的監(jiān)控、管理和保護等功能。 圖1 儲能電站系統(tǒng)圖 4、 電池管理系統(tǒng)主要組成 ESBMM(Energy Storage Battery Management Module)儲能電池管理模塊，該模塊集單體電池電壓、溫度采集，自動充電均衡管理、故障診斷等功能于一體； ESGU(Energy Storage Battery Group Control Unit)電池組控制單元,ESGU主要是對整組電池的運行信息收集，采集整組電池的總電壓和電流，對電池組出現(xiàn)的異常進行報警和

6、保護； ESMU(Energy Storage System Management Unit)儲能系統(tǒng)管理單元,該管理單元對ESBMM及ESGU上傳的電池數(shù)據(jù)進行實時顯示、性能分析、記錄存儲及上傳后臺。 4.1 儲能電池管理模塊ESBMM ESBMM根據(jù)管理電池節(jié)數(shù)分為ESBMM-12和ESBMM-24，分別對應(yīng)每個模塊最多管理12節(jié)和24節(jié)。 4.1.1 ESBMM-12版本 a)產(chǎn)品功能 具有在線檢測每節(jié)電池電壓、溫度； 實時報警功能，實現(xiàn)對電壓、溫度的超限報警； 現(xiàn)場報警，干節(jié)點輸出閉合，可實現(xiàn)遠端計算機報警并顯示報警內(nèi)容； 具有電池組在線均衡功能，可通過對單體電池在線電流充電，提高電池

7、組一致性，延緩電池失效。 具有RS485通訊接口，可接入現(xiàn)場監(jiān)控單元或后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控； 采用模塊化設(shè)計，裝置、使用和維護方便，且模塊間相互隔離、可靠性高； b)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 模塊工作電源 DC930V 工作電源功率 4W 模塊均衡電源 DC6090V 均衡電源功率 30W 電池均衡電流 2A 電池監(jiān)測節(jié)數(shù) 12節(jié)最多） 電壓檢測范圍 15V 電壓檢測精度 ±5mV 溫度檢測范圍 -4085 溫度檢測精度 ±0.5 輸入絕緣電阻 10M DC1000V 數(shù)據(jù)通訊接口 RS485、CAN(可選) 通訊波特率 2400、4800、9600默認）、144

8、00、19200bps可選 現(xiàn)場顯示方式 LED工作狀態(tài)指示 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 現(xiàn)場報警方式 一路接點輸出，故障時節(jié)點閉合 現(xiàn)場控制方式 一路接點輸出 電池均衡方式 自動或遠程控制可設(shè)） 尺寸及質(zhì)量 250×141×42(mm)/2Kg 安裝方式 壁掛 c)尺寸及安裝圖 安裝開孔尺寸(壁掛式安裝) 圖2 ESBMM安裝尺寸圖 d)端口接線說明 接線端子介紹 圖3 接線說明 ESBMM-12采集部分由2片采集IC組成，支持的電池節(jié)數(shù)配置如下表： 節(jié)數(shù) 第2片 第1片 8 4 4 9 4 5 10 5 5 11 5 6 12 6 6 表1 ESBMM-12電池組面板接口 端口

9、 連接說明 推薦線束 備注 DC60V-90V + 連接均衡供電+ 1方 建議選擇合適的外部電源供電 DC60V-90V - 連接均衡供電- 1方 BI12-BI0 連接電池均衡線 0.5方 BV12-BV0 連接電池采集線 0.5方 注：BI0、BV0指該電池組的電壓最低點，即第1節(jié)電池的負極。 舉例說明： 1、下面為一臺ESBMM-12 12節(jié)電池采集接線示意圖： 按照表1，12節(jié)電池要選擇6-6。 BV0接第1節(jié)電池的負極，BV1-BV12分別接第1-12節(jié)電池的正極柱。 2、ESBMM-12 12節(jié)電池均衡接線示意圖： BI0接第1節(jié)電池的負極，BI1-BI12分別接第1-12節(jié)電池的

10、正極柱。 注： 1、如均衡線和采集線不共用一個銅鼻，則均衡線BI0-BI12的銅鼻壓電池采集線BV0-BV12銅鼻的上面； 2、在電池連接端子接入到ESBMM-12模塊前，請先確認電池連線接到相應(yīng)的端子位上。 4.1.2 ESBMM-24版本 a) 產(chǎn)品功能 在線自動檢測每節(jié)蓄電池電壓、蓄電池組端電壓、充放電電流和溫度等； 實時報警功能，實現(xiàn)對電壓、溫度、電流的超限報警； 現(xiàn)場報警，干節(jié)點輸出閉合，可實現(xiàn)遠端計算機報警并顯示報警內(nèi)容； 具有RS485通訊接口，可接入監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)場采集單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和告警信息上送，達到遠程監(jiān)控蓄電池組的目的； 采用模塊化設(shè)計，裝置、使用和維護方便，且模塊間相互隔

11、離、可靠性高； 產(chǎn)品具有蓄電池組在線均衡維護功能，可通過對單體蓄電池在線小電流充電，提高蓄電池組電壓一致性，達到延緩蓄電池失效的目的。 b)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 模塊工作電源 DC930V 工作電源功率 6W 模塊均衡電源 DC6090V 均衡電源功率 60W 電池均衡電流 2A 電池監(jiān)測節(jié)數(shù) 24節(jié)最多） 電壓檢測范圍 15V 電壓檢測精度 ±5mV 溫度檢測范圍 -4085 溫度檢測精度 ±0.5 輸入絕緣電阻 10M DC1000V 數(shù)據(jù)通訊接口 RS485、CAN(可選) 通訊波特率 2400、4800、9600默認）、14400、19200bps可選 現(xiàn)場

12、顯示方式 LED工作狀態(tài)指示 現(xiàn)場報警方式 一路接點輸出，故障時節(jié)點閉合 現(xiàn)場控制方式 一路接點輸出 電池均衡方式 自動或遠程控制可設(shè)） 尺寸及質(zhì)量 420×200×44(mm)/3Kg 安裝方式 機架、壁掛 c)尺寸及安裝圖 機柜式安裝 主視圖 圖4俯視圖 壁掛式安裝 主視圖 俯視圖 圖5 d)端口接線說明 接線端子介紹 圖6 接線說明 ESBMM采集部分由4片采集IC組成，支持的電池節(jié)數(shù)配置圖如下： 節(jié)數(shù) 第4片 第3片 第2片 第1片 12 - - 6 6 13 - 4 4 5 14 - 4 5 5 15 - 5 5 5 16 - 5 5 6 17 - 5 6 6 1

13、8 - 6 6 6 19 4 5 5 5 20 5 5 5 5 節(jié)數(shù) 第4片 第3片 第2片 第1片 21 5 5 5 6 22 5 5 6 6 23 5 6 6 6 24 6 6 6 6 表2 ESBMM蓄電池面板接 端口 連接說明 保險絲 推薦線束 備注 VH+ 連接均衡供電+ - 1方 5米 建議選擇合適的外部電源供電 VH- 連接均衡供電- - 1方 5米 BI24-BI0 連接均衡電池線3A 1方 5米 BV24-BV0 連接采集電池線1A 0.5方 20米 注：BI0、BV0指該電池組的電壓最低點。 舉例說明： 下面為一臺ESBMM 22節(jié)電池采集接線示意圖： 其中BV0-BV6使

14、用是第1片采集IC； BV6-BV12使用是第2片采集IC BV12-BV18使用是第3片采集IC； BV18-BV24使用是第4片采集IC 按照表2,22節(jié)電池要選擇5-5-6-6，所以BV24-BV23短接、BV18-BV17短接。 ESBMM 22節(jié)電池均衡接線示意圖： ESBMM均衡接線方式按照BT1-BT24對于BI0-BI24的方式連接，多余的引腳不連接。 注：在電池連接端子接入到BMM模塊前，請先確認電池連線接到相應(yīng)的端子位上。 均衡測試線、電壓采集線規(guī)格選擇 均衡測試線規(guī)格 間隔 電壓采集線規(guī)格 間隔 1方 5米 0.3方 12米 1.5方 7.5米 0.5方 20米 2方 1

15、0米 0.75方 30米 2.5方 12.5米 1方 40米 4方 20米 容許最大采樣線線阻：1.5 4.2電池組控制模塊ESGU ESGU主要是對整組電池的運行信息收集，采集整組電池的總電壓和電流，對電池組出現(xiàn)的異常進行報警和保護；能根據(jù)安全處理規(guī)則的要求對電池組進行保護，確保電池系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，當(dāng)電池嚴重過壓、欠壓、過流短路）、漏電絕緣等異常故障情況出現(xiàn)時，儲能系統(tǒng)管理單元發(fā)出命令至該單元，控制整組電池的開斷，避免電池被過充、過放和過流。 a) 產(chǎn)品功能 具備系統(tǒng)上電自檢功能，主要包括所有傳感器、系統(tǒng)狀態(tài)等； 具備電池組端電壓、電流、溫度等檢測功能； 具有電池正負極對機殼的絕緣檢測

16、功能； 具有管理主接觸器控制及主接觸器反饋信號檢測功能； 異常報警及硬接點保護控制功能； 具備CAN/RS485總線通訊功能。 b)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 模塊工作電源 DC12V 工作電源功率 <10W 電壓檢測范圍 <1000V 電壓檢測精度 ±0.2% 電流檢測范圍 分流器決定例如150A/75mV型號） 電流檢測精度 ±0.5%（滿量程） 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 溫度檢測范圍 -4085 溫度檢測精度 ±0.5 絕緣電阻檢測精度 ±5% 通訊接口 RS485、CAN 外形尺寸 270×124×40(mm)/3KG

17、 安裝方式 壁掛 c)接口及連線 接口 接口描述 功能描述 線束定義 CAN 250Kbps ESMU通過CAN總線與ESGU進行通信，上傳電壓，電流，溫度，絕緣電阻等信息，以及ESMU對ESGU下發(fā)控制命令(可選) 屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣RS485 2.4K19.2K ESMU通過RS485總線與ESGU進行通信，上傳電壓，電流，溫度，絕緣電阻等信息，以及ESMU對ESGU下發(fā)控制命令 屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣電流檢測輸入 2芯線 外接穩(wěn)流器，測試電池組總回路電流 最小1mm2銅芯線 電壓檢測輸入 2芯線 外接電池組兩端電壓，測試電池組總電壓 與電池總正與總負相連 至少2000V耐壓值

18、 溫度檢測輸入 3芯線 外接溫度傳感器，檢測外部溫度 最小1mm2銅芯線 絕緣電阻檢測輸入 3芯線 測試電池組與大地之間的絕緣電阻值 與電池總正與總負相連， 至少2000V耐壓值 Poutput濕節(jié)點 2芯線 驅(qū)動外部電路，比如接觸器 最小1mm2銅芯線 Input開關(guān)量輸入 模擬開關(guān)量輸入端口，比如，接觸器的反饋信號 最小1mm2銅芯線 Output開關(guān)量輸入 繼電器輸出 模擬開關(guān)量輸入端口，現(xiàn)場報警，故障時閉合 最小1mm2銅芯線 d)安裝尺寸圖及端口 圖7 ESGU安裝尺寸圖 圖8 4.3儲能系統(tǒng)管理單元ESMU 對ESBMM和ESGU上傳的電池數(shù)據(jù)進行實時計算、性能分析、報警處理及記錄

19、存儲；與PCS主機、儲能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)等進行聯(lián)動控制，根據(jù)輸出功率要求及各組電池的SOC優(yōu)化負荷控制策略，保證所有電池組的總運行時間趨于一致。 a)產(chǎn)品功能 1監(jiān)測顯示數(shù)據(jù) 監(jiān)測顯示單體電池電壓數(shù)據(jù)； 監(jiān)測顯示電流數(shù)據(jù)； 監(jiān)測顯示溫度。溫度包括：環(huán)境溫度、BMM的數(shù)據(jù)。 2） 報警功能 通訊連接報警； 溫度過高或者過低報警； 單體電壓過高及過低報警； 組端電壓過高或者過低報警； BMM錯誤報警。 3） 維護 單體電壓過低或者過高保護； 溫度過低或者過高保護； 組端電壓過高或者過低保護。 4） 參數(shù)設(shè)置 電池組安裝及運行參數(shù)的設(shè)置； 網(wǎng)絡(luò)通訊參數(shù)設(shè)置； 接口協(xié)議參數(shù)設(shè)置； ESGU參數(shù)設(shè)置 。 b

20、)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 模塊工作電源 AC220V 工作電源功率 <10W CPU 采用Davinci平臺，ARM9+DSP 操作系統(tǒng) Linux 人機界面 7寸觸摸屏 800×480 TFT真彩 通信接口 RS485*2，CAN*1，Ethernet10/100M，RS232*1 內(nèi)存容量 64M 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標 數(shù)據(jù)儲存 USB，SD卡 外形尺寸 290×130×81(mm)/2KG 安裝方式 嵌入式安裝 c)接口及連接 接口 接口描述 功能描述 線束定義 POWER SW 電源開關(guān) ESMU外部電源開關(guān) DC110V/DC220V 直流電源

21、輸入端口 最小1mm2銅芯線 1000V絕緣 AC220V 交流檢測輸入口 最小1mm2銅芯線1000V絕緣 OUTPUT12 干接點輸出口繼電器輸出 模擬開關(guān)量輸入端口，現(xiàn)場報警，故障時閉合 最小1mm2銅芯線INPUT 有源檢測輸入口 最小1mm2銅芯線CAN 250Kbps ESMU通過CAN總線與BMM、ESGU、PCS通信，數(shù)據(jù)傳輸以及控制(可選) 屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣 COM1(RS485) 2.4K19.2K ESMU通過RS485與BMM、ESGU、PCS通信數(shù)據(jù)傳輸以及控制 屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣 COM2 2.4K19.2K 后臺通信串口RS232/RS485可選

22、，通過SW切換） 屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣 LAN RJ45,10/100M,Base-TX ESMU通過ethernet與儲能后臺通信 超五類屏蔽雙絞線TEST 測試端口 SD 用于程序升級 USB2.0 用于程序升級和數(shù)據(jù)導(dǎo)出 d)安裝尺寸及端口說明 圖9 ESMU安裝尺寸圖 圖10 POWER SW: 電源開關(guān) DC110/DC220: 電源輸入線 AC220: 交流檢測輸入口 INPUT: 有源檢測輸入口 OUTPUT12: 干接點輸出口 CAN: CAN接口 COM1: 采集設(shè)備通信串口RS485） TEST: 調(diào)試串口 LAN: 以太網(wǎng)口 SD: SD卡插口 COM2:通信串口RS232/RS485可選，通過SW切換） 5、 安裝及操作注意事項 為了保證施工人員和設(shè)備的安全，接線時請將