48V鋰電多組并聯(lián)電池管理系統(tǒng)項目技術(shù)方案

48V鋰電多組并聯(lián)電池管理系統(tǒng)項目技術(shù)方案目錄一、電池管理系統(tǒng)方案設(shè)計概要 3本方案的設(shè)計主要技術(shù)特點： 3三級系統(tǒng)架構(gòu) 3二、系統(tǒng)原理框圖 42.1電池管理系統(tǒng) BMS原理圖 42.2電池柜內(nèi)部通信原理圖 4三、BMU電池管理單元 5、BMU芯片外觀圖片 5、BMU規(guī)格參數(shù) 6四、 BMS及中控模塊 6、外觀圖片 6、BMS參數(shù) 7、BMS板主機接口定義 7、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及功能 8、系統(tǒng)特點介紹 8五、總控模塊及顯示界面 9、部分系統(tǒng)顯示界面 9、系統(tǒng)主要功能 11一、電池管理系統(tǒng)方案設(shè)計概要該系統(tǒng)為電信機房后備電池，由多組 、15-16串48V電池模塊并聯(lián)運行。本方案為機架式結(jié)構(gòu)，每個機架（柜）可安裝 12組48V模塊。由于鋰電安全性及可靠性的特殊要求，任一單體電池產(chǎn)生過壓、過流、過溫、欠壓，系統(tǒng)都必須使該電池停止工作， 因此，系統(tǒng)設(shè)計必須考慮冗余方案， 以提高系統(tǒng)壽命周期內(nèi)的可靠性。本案采用10組獨立電池模塊，每組電池由單體電池16當(dāng)任意一組電池退出運行時，系統(tǒng)都能正常工作（系統(tǒng)可用儲能減為9/10額定值5組電池因維護或故障退出工作時，系統(tǒng)仍能正常工作（系統(tǒng)可用儲能減為1/2額定值。系統(tǒng)檢測到低于 5組電池在線時，將根據(jù)負(fù)載電流狀況，決定是否維持供電還是退出運行。電池組在初始并聯(lián)及長期擱置后，由于自放電特性不一致會導(dǎo)致各電池組電壓的差異，直接并聯(lián)會產(chǎn)生較大的環(huán)流， 系統(tǒng)配置預(yù)充預(yù)放電路， 在模塊檢到與直流總線電壓不一致時，會開啟預(yù)充預(yù)放電路使模塊電壓與總線電壓一致，待電壓基本一致后，本模塊才會并機工作，該功能也同時保證電池組增容或故障檢修完成后重新投入時不會產(chǎn)生環(huán)流。本方案的設(shè)計主要技術(shù)特點：監(jiān)測到系統(tǒng)中每一節(jié)電池的電壓、電流、 SO、SO及溫度，并通過系統(tǒng)軟件自動找出落后電池與故障電池，在單體電池小于同組電池平均值的 （設(shè)置）時，給出維護建議，小于 （可設(shè)置）時，給出更換建議。電池按120只為單位進行分組配容， 盡量降低同組內(nèi)單體電池的不一致性。提供一定的均衡電流，降低浮充階段由于電池不一致性導(dǎo)致的不均衡充電。全自動化管理模式，通過一套系統(tǒng)、一個屏幕管理所有 10個模塊150或160只電池，故障及落后電池自動檢出，大大降低對維護人員的技術(shù)要求。每個電池模塊均有系統(tǒng)。由電壓檢測電路、預(yù)充預(yù)放電路等組成。系統(tǒng)配置中控模塊提供總開關(guān)、與或置7吋顯示屏顯示所有電池狀況及故障位置，為電池組脫離母線后的維修維護提供方便。三級系統(tǒng)架構(gòu)48V模組含充預(yù)放電路。負(fù)責(zé)電池模組的檢測與均衡，充放電控制及通信，環(huán)流監(jiān)測與自動處理等。負(fù)責(zé)本組電池的投入與退出控制。中控模塊負(fù)責(zé)電池柜（10x15s=150只電池）共 10個電池模組的數(shù)據(jù)收集、整理、計算、控制，負(fù)責(zé)與總控模塊（在 2個以上電池柜并聯(lián)時使用）或上級設(shè)備（整流柜、 pcs、等）交換數(shù)據(jù)和控制命令總控模塊（本案不需要）負(fù)責(zé)收集多個中控模塊（ 360只電池）的數(shù)據(jù)，根據(jù)大數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，形成警告、報警、維護等命令。負(fù)責(zé)顯示電池、電池模塊和電池組及整個電池系統(tǒng)的各類參數(shù)、曲線、告警、歷史信息等。負(fù)責(zé)與上級系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，包括 PC、、整車管理統(tǒng)、外部充電樁等。提供多路 接點接口。二、系統(tǒng)原理框圖2.1電池管理系統(tǒng) BMS 原理圖2.2 2.2 電池柜內(nèi)部通信原理圖BMU型號電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測精度度BMU型號電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測精度度自耗電檢測范圍靜置模式LS16BMU磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、鉛酸、鉛炭電池16節(jié)由中控模塊 12VDC電源供電電池模塊機箱散熱風(fēng)扇電阻被動式均衡300mA8點±-40~100℃±0~4.5V<5mA<5mA<1mABMU從檢測點數(shù)通信要求與中控 BMS板內(nèi)部通信）3.1、BMU 芯片外觀圖片BMU芯片BMU芯片加外殼主要提供電池電壓監(jiān)控及報警， 電池組溫度監(jiān)控及報警， 電池電量均衡等功能。BMU負(fù)責(zé)監(jiān)控15節(jié)或16節(jié)串聯(lián)電池單元，根據(jù)電池組成方式不同被監(jiān)控電池單元可以是一個大容量電池單體， 也可以是多個中小容量電池并聯(lián)的組合體。BMU規(guī)格參數(shù)BMU型號電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測精度度自耗電BMU型號電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測精度度自耗電檢測范圍充電模式通信要求LS16BMU磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、鉛酸、鉛炭電池16節(jié)由中控模塊 12VDC電源供電電池模塊機箱散熱風(fēng)扇電阻被動式均衡300mA8點±-40~100℃±0~4.5V<5mA<5mA<1mA與中控 BMS板內(nèi)部通信）BMU從檢測點數(shù)四、BMS及中控模塊BMS芯片板含開關(guān)控制電路、 通信電路、電源、電流電壓檢測及 BMU單元，與預(yù)充預(yù)放板開關(guān)電路等設(shè)備構(gòu)成 BMS模塊。BMS電池組管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem）負(fù)責(zé)本組電池的投入與退出控制。并負(fù)責(zé)與中控模塊交換能量信息與控制信息。4.1、外觀圖片中控模塊MBS芯片加外殼、BMS 參數(shù)BMS板型號： LS-BMS16B最大BMU管理數(shù)：12個電流采樣范圍： ±1500A可選）電流采樣精度： 1%電流采樣周期： 100mS通信接口： 、、ETHERNETx1BMS供電： 隔離電源BMS功耗： <3W接口接口描述功能描述 線束定義BMS接口接口描述功能描述 線束定義BMS通過 CAN總線與下轄屏蔽差分雙絞線，1KVCAN1 500Kbps BMU通信，輪詢電池組電壓和絕緣,使用 Open5接溫度信息, 同時能及時接收口BMU上報的告警信息BMS板 通過 N總線與 PC屏蔽差分雙絞線， CAN2500Kbps通信交換控制命令與數(shù)據(jù)也可絕緣，使用 Open5接用于與BMSS(控模塊)上報電池組電壓和溫度信息,電流信息,各種告警信息,同時接收BMSS下發(fā)的各種配置命令.與PCS通信交換控制命令與數(shù)RS485 據(jù)屏蔽差分雙絞線， 1KV絕緣ETHERNET網(wǎng)線用于與BMSS( 控模塊)通信，屏蔽差分雙絞線， 1KV2上報電池組電壓和溫度信息 ,電絕緣流信息,各種告警信息,芯連線，同時接收 BMSS下發(fā)的各種配 最小1mm2銅芯線，BMS電源線12VDC電源，為BMS提供電源與電池組直流1KV絕緣隔離。、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及功能序號項目技術(shù)指標(biāo)備注1工作電源DC200-1000V可選配低壓輸入模塊2單裝置功耗≤1.5W單個BMS3單體電池電壓采集精度±10mV4單體電池溫度采集精度±2℃5電流采集精度≤±1%霍爾傳感器6電壓采集周期≤200ms7溫度采集周期≤200ms8電流采集周期≤200ms9有無均衡電流有被動式均衡10兩次SOC測量誤差≤10%11保護包括過充、過放超溫、短路等保護12BMS內(nèi)部通信方式CAN2.013與PCS通信方式CAN、RS48514與總控模塊通信方式Ethernet15事件記錄存儲≥10000條16歷史數(shù)據(jù)存儲≥30天17運行環(huán)境參數(shù)海拔高度 ≤4500m18安裝地點室內(nèi)19工作溫度范圍-20℃-55℃20工作濕度范圍, 凝露、系統(tǒng)特點介紹本系統(tǒng)擁有以下功能特點：命；單體電池電壓檢測，提供準(zhǔn)確過充過放保護電壓測量，同時為均衡控制策略供可靠 依據(jù)；單電池組內(nèi)多點溫度采集，嚴(yán)密監(jiān)控電池 溫度場不均勻性，提高電池組壽命；針對每個電池組串進行分布式 估量支持針對每個電池組串的功率控制有效的提高電池系統(tǒng)單元的可用容量和使用壽命 ;高精度電流檢測，為精確過大，損傷電池壽命；三層模塊化結(jié)構(gòu)擴展性強靈活應(yīng)對不同電池組串電壓需求及電池系統(tǒng)單容量需 求；系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸采用 CAN2.0高速總線，數(shù)據(jù)信息反饋高效及時；提供多路高速通信接口與外圍設(shè)備互聯(lián)，包括 多路并聯(lián)系統(tǒng)大大提升系統(tǒng)可靠性。

太網(wǎng)，N等。五、總控模塊及顯示界面負(fù)責(zé)收集13個中控模塊（2496只電池）的數(shù)據(jù)，根據(jù)大數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，形成警告、報警、維護等命令。負(fù)責(zé)顯示電池、電池模塊和電池組及整個電池系統(tǒng)的各類參數(shù)、曲線、告警、歷史信息等。負(fù)責(zé)與上級系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)， 包括PC、整車管理系統(tǒng)、外部充電樁等。提供多路 接點接口。、部分系統(tǒng)顯示界面、系統(tǒng)主要功能電池模擬量高精度監(jiān)測及上報功能 包括電池組串實時電壓檢測，電池串充放電電流檢測，單體電池端電壓檢測，電池組多點溫度檢測，電池組串漏電監(jiān)測。電池系統(tǒng)運行報警、報警本地顯示及上報功能 包括電池系統(tǒng)過壓告警電池系統(tǒng)欠壓告警，電池系統(tǒng)過流告警，電池系統(tǒng)高溫告警，電池系統(tǒng)低溫告警，電池系統(tǒng)漏電告警，電池管理系統(tǒng)通信異常告警，電池管理系統(tǒng)內(nèi)部異常告警。電池系統(tǒng)保護功能 電池管理系統(tǒng)在電池系統(tǒng)出現(xiàn)電壓、 電流溫度等擬量出現(xiàn)超過安全保護門限的情況時， 將與及上級管理軟件交換命令對問題電池組進行故障隔離，將問題電池組退出運行，同時上報保護信息，并在本地進行顯示。自診斷功能 本電池管理系統(tǒng)具備自診斷功能， 在電池管理系統(tǒng)內(nèi)部通或與外部通信出現(xiàn)中斷故障 時，能夠上報通信中斷告警；另外，針對模擬量采集異常等其他異常也具備故障自診斷、 本地顯示和上報就地監(jiān)測系統(tǒng)的功能。均衡功能 本電池管理系統(tǒng)具備均衡功能，通過高效的均衡策略能夠很得維護電池組的一致性。數(shù)進行修改，并提供修改授權(quán)密碼驗證功能。參數(shù)修改在電池管理系統(tǒng)本地觸摸屏上完成，電池管理系統(tǒng)提供參數(shù)修改使用的通信規(guī)約及命令字格式。參數(shù)設(shè)定項目包括：電池運行最高溫度電池組串短