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儲能電池管理系統(tǒng)（BMS）是一種關(guān)鍵技術(shù)，用于監(jiān)控、控制和保護(hù)儲能系統(tǒng)中的電池。隨著能源儲存需求的增加，儲能BMS的類型也在不斷發(fā)展。本文將探討儲能BMS的不同類型，并重點(diǎn)討論其與新能源汽車BMS之間的差異。

儲能產(chǎn)業(yè)鏈整體圍繞電池開展，主要包括上游原材料及零部件的供應(yīng)商，中游核心環(huán)節(jié)儲能系統(tǒng)集成，含電池組、儲能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)（EMS）四大關(guān)鍵部分以及其他設(shè)備。



儲能系統(tǒng)中，電池組成本占比最高達(dá) 67%，其次為PCS占比約為10%，BMS和EMS分別占比 9%和 2%左右。

本文就目前已有儲能BMS類型、儲能BMS與新能源乘用車BMS差異兩大主要話題為內(nèi)容進(jìn)行分析：

儲能BMS類型

儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)（BMS）是保證儲能系統(tǒng)安全和性能穩(wěn)定的重要組成部分?，F(xiàn)在市場上主要存在三種類型的BMS技術(shù)，包括分布式BMS、集中式BMS和模塊化BMS。



分布式BMS是將每個(gè)電池單體的監(jiān)測與控制集成在電池單體內(nèi)部，通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。它與集中式BMS最大的不同在于，每個(gè)電池單體都擁有獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，相互之間不需要進(jìn)行信息交互。



分布式BMS的優(yōu)點(diǎn)：

1.可靠性更高

由于每個(gè)電池單體都擁有獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所以分布式BMS的可靠性更高。即使某個(gè)電池單體發(fā)生故障，其他電池單體仍然能夠正常工作，系統(tǒng)整體性能不會受到太大的影響。

2.易于維護(hù)和升級

由于分布式BMS的結(jié)構(gòu)相對簡單，每個(gè)電池單體都可以獨(dú)立運(yùn)行，所以維護(hù)和升級相對容易。一旦某個(gè)電池單體發(fā)生故障，可以直接更換該單體，而不必停機(jī)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和升級。

3.靈活性更強(qiáng)

分布式BMS的監(jiān)測和控制系統(tǒng)分散在每個(gè)電池單體內(nèi)部，因此系統(tǒng)更加靈活?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需求增加或減少電池單體，而不必考慮系統(tǒng)整體的復(fù)雜性

分布式BMS的痛點(diǎn)：

1.成本較高

由于每個(gè)電池單體都需要安裝獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所以成本相對較高。而且對于大規(guī)模的儲能系統(tǒng)來說，分布式BMS需要安裝大量的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了成本。

2.通信問題

分布式BMS需要通過通信協(xié)議將每個(gè)電池單體的信息傳輸至主控制器，如果通信出現(xiàn)問題，可能會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障。另外，由于每個(gè)電池單體都需要與主控制器通信，所以通信負(fù)載相對較大。

集中式BMS

集中式BMS將所有電池單體的監(jiān)測與控制集中在一個(gè)主控制器中，通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。



集中式BMS的優(yōu)點(diǎn)：

1.成本較低

由于集中式BMS只需要安裝一個(gè)主控制器，所以成本相對較低。特別是對于小規(guī)模的儲能系統(tǒng)，使用集中式BMS可以降低系統(tǒng)的成本。

2.通信負(fù)載較小

由于集中式BMS只需要一個(gè)主控制器，所以通信負(fù)載相對較小，可以有效減少通信問題的發(fā)生。

集中式BMS的痛點(diǎn)：

1.可靠性較低

由于所有電池單體的監(jiān)測和控制集中在一個(gè)主控制器中，如果主控制器出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障，系統(tǒng)可靠性較低。

2.維護(hù)和升級困難

由于所有電池單體的監(jiān)測和控制集中在一個(gè)主控制器中，所以維護(hù)和升級較為困難。一旦主控制器出現(xiàn)故障，需要停機(jī)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和升級。

模塊化BMS

模塊化BMS是將電池單體分為若干模塊，每個(gè)模塊都具有獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，通過通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。



模塊化BMS的優(yōu)點(diǎn)：

1.成本適中

模塊化BMS需要安裝若干個(gè)監(jiān)測和控制模塊，相對于分布式BMS和集中式BMS，成本適中。

2.可靠性高

由于每個(gè)模塊都具有獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所以系統(tǒng)的可靠性較高。即使某個(gè)模塊發(fā)生故障，其他模塊仍然能夠正常工作，系統(tǒng)整體性能不會受到太大的影響。

3.靈活性強(qiáng)

模塊化BMS的監(jiān)測和控制模塊分散在每個(gè)電池模塊內(nèi)部，因此系統(tǒng)更加靈活?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需求增加或減少電池模塊，而不必考慮系統(tǒng)整體的復(fù)雜性。

模塊化BMS的痛點(diǎn)：

1.通信負(fù)載較大

模塊化BMS需要通過通信協(xié)議將每個(gè)模塊的信息傳輸至主控制器，通信負(fù)載相對較大。

2.維護(hù)和升級較為困難

由于模塊化BMS需要安裝若干個(gè)監(jiān)測和控制模塊，所以維護(hù)和升級較為困難。一旦某個(gè)模塊出現(xiàn)故障，需要停機(jī)進(jìn)行維護(hù)和更換，可能會影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

三種BMS技術(shù)各自具有優(yōu)點(diǎn)和痛點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景進(jìn)行選擇。對于大規(guī)模的儲能系統(tǒng)，分布式BMS技術(shù)能夠提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，但成本較高；對于小規(guī)模的儲能系統(tǒng)，集中式BMS技術(shù)成本相對較低，但可靠性較低；模塊化BMS技術(shù)則能夠在成本和可靠性之間取得平衡，但需要考慮通信負(fù)載和維護(hù)升級的問題。

未來的BMS技術(shù)將更加注重實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制能力的提升，同時(shí)也將更加注重通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一，以提高不同廠商的設(shè)備兼容性和互操作性。

儲能BMS與新能源汽車BMS的差異點(diǎn)

使用環(huán)境要求

相對于車用BMS，儲能BMS對適應(yīng)環(huán)境要求并不太高。在工業(yè)環(huán)境下，BMS主要是為了保證儲能系統(tǒng)的故障診斷、保護(hù)、控制和管理等功能，并不需要像汽車BMS那樣對溫度、沖擊、振動和防水等環(huán)境因素作出過高的適應(yīng)要求。

車用BMS作為一種功能強(qiáng)大的電池管理系統(tǒng)，主要用于確保電池系統(tǒng)的功率、能量和安全。由于汽車應(yīng)用場景的復(fù)雜性，它需要更高的環(huán)境適應(yīng)性。因此，車用BMS必須面對廣泛的環(huán)境條件，例如極端的溫度條件、強(qiáng)烈的震動和沖擊、高防水等級等。同時(shí)，車用BMS也要保證汽車能源系統(tǒng)的高效率、可持續(xù)性和可靠性。

根據(jù)具體指標(biāo)來看，電動汽車用的BMS使用環(huán)境要求如下，具體包括了溫度、濕度、供電的要求，供電要求中明確分成了兩個(gè)區(qū)間，乘用車基本都是9V~16V這個(gè)區(qū)間。



對比來看，電動汽車對BMS也有應(yīng)用海拔要求，不過一般會放在主機(jī)廠的需求中；至于鹽霧，電動汽車BMS一般不做要求；對于儲能BMS來講，標(biāo)準(zhǔn)沒有定義供電要求，實(shí)際了解到也是有12V與24V兩種供電，但也沒有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步定義這兩種供電的使用場合；部分供應(yīng)商將儲能BMS做成了12V與24V兩種供電兼容的，實(shí)際在器件選型上面可能會有些約束。

此外，與車用BMS之相比，儲能BMS需要管理更多電芯，數(shù)量可達(dá)上萬甚至上百萬，需要對更復(fù)雜、龐大的儲能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、有效的控制管理。首先，儲能系統(tǒng)的充放電深度更深，能帶給電池單體更大的變化，這就需要儲能BMS有更為精準(zhǔn)和及時(shí)的監(jiān)測和控制，以保證電池單體的安全性和穩(wěn)定性。此外，儲能系統(tǒng)的壽命更長，需要實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的電池均衡管理，使得整個(gè)儲能系統(tǒng)能夠具有更高的工作效率和良好的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，儲能BMS還需要面臨更加復(fù)雜的能量管理體系，包括電池的有效功率、能量的輸出控制、并網(wǎng)能力的管理等。

綜上所述，儲能BMS的類型多種多樣，與新能源汽車BMS相比，儲能BMS對環(huán)境適應(yīng)要求不高，但在儲能系統(tǒng)中，BMS的功能更為復(fù)雜和龐大，需要實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、有效的控制管理，以保證儲能系統(tǒng)的正常運(yùn)行和長期穩(wěn)定性，了解這些差異對于優(yōu)化儲能BMS的設(shè)計(jì)和提高其性能至關(guān)重要。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們可以期待儲能BMS在能源儲存領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，并為實(shí)現(xiàn)清潔能源的可持續(xù)利用做出更大的貢獻(xiàn)。

原標(biāo)題：探究儲能BMS的類型及其與新能源汽車BMS的差異