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

48V鋰電多組并聯(lián)電池管理系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)方案目錄一、電池管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)概要 3本方案的設(shè)計(jì)主要技術(shù)特點(diǎn)： 3三級(jí)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(jī)接口定義 7、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及功能 8、系統(tǒng)特點(diǎn)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(jì)概要該系統(tǒng)為電信機(jī)房后備電池，由多組 、15-16串48V電池模塊并聯(lián)運(yùn)行。本方案為機(jī)架式結(jié)構(gòu)，每個(gè)機(jī)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(jì)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(dú)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(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)都能正常工作（系統(tǒng)可用儲(chǔ)能減為9/10額定值5組電池因維護(hù)或故障退出工作時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作（系統(tǒng)可用儲(chǔ)能減為1/2額定值。系統(tǒng)檢測(cè)到低于 5組電池在線時(shí)，將根據(jù)負(fù)載電流狀況，決定是否維持供電還是退出運(yùn)行。電池組在初始并聯(lián)及長(zhǎng)期擱置后，由于自放電特性不一致會(huì)導(dǎo)致各電池組電壓的差異，直接并聯(lián)會(huì)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(shí)，會(huì)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(huì)并機(jī)工作，該功能也同時(shí)保證電池組增容或故障檢修完成后重新投入時(shí)不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。本方案的設(shè)計(jì)主要技術(shù)特點(diǎn)：監(jiān)測(cè)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(dòng)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(shí)，給出維護(hù)建議，小于 （可設(shè)置）時(shí)，給出更換建議。電池按120只為單位進(jìn)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(dòng)化管理模式，通過一套系統(tǒng)、一個(gè)屏幕管理所有 10個(gè)模塊150或160只電池，故障及落后電池自動(dòng)檢出，大大降低對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)要求。每個(gè)電池模塊均有系統(tǒng)。由電壓檢測(cè)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(hù)提供方便。三級(jí)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(cè)與均衡，充放電控制及通信，環(huán)流監(jiān)測(cè)與自動(dòng)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(gè)電池模組的數(shù)據(jù)收集、整理、計(jì)算、控制，負(fù)責(zé)與總控模塊（在 2個(gè)以上電池柜并聯(lián)時(shí)使用）或上級(jí)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(gè)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(bào)警、維護(hù)等命令。負(fù)責(zé)顯示電池、電池模塊和電池組及整個(gè)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(jí)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(diǎn)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(hào)電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測(cè)精度度BMU型號(hào)電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測(cè)精度度自耗電檢測(cè)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(jī)箱散熱風(fēng)扇電阻被動(dòng)式均衡300mA8點(diǎn)±-40~100℃±0~4.5V<5mA<5mA<1mABMU從檢測(cè)點(diǎn)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(bào)警， 電池組溫度監(jiān)控及報(bào)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(gè)大容量電池單體， 也可以是多個(gè)中小容量電池并聯(lián)的組合體。BMU規(guī)格參數(shù)BMU型號(hào)電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測(cè)精度度自耗電BMU型號(hào)電池規(guī)格電池串?dāng)?shù)供電溫度采樣電壓采樣精檢測(cè)精度度自耗電檢測(cè)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(jī)箱散熱風(fēng)扇電阻被動(dòng)式均衡300mA8點(diǎn)±-40~100℃±0~4.5V<5mA<5mA<1mA與中控 BMS板內(nèi)部通信）BMU從檢測(cè)點(diǎn)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(cè)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(hào)： LS-BMS16B最大BMU管理數(shù)：12個(gè)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(shí)能及時(shí)接收口BMU上報(bào)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(bào)電池組電壓和溫度信息,電流信息,各種告警信息,同時(shí)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(bào)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(shí)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(hào)項(xiàng)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(gè)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(dòng)式均衡10兩次SOC測(cè)量誤差≤10%11保護(hù)包括過充、過放超溫、短路等保護(hù)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(chǔ)≥10000條16歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)≥30天17運(yùn)行環(huán)境參數(shù)海拔高度 ≤4500m18安裝地點(diǎn)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(diǎn)介紹本系統(tǒng)擁有以下功能特點(diǎn)：命；單體電池電壓檢測(cè)，提供準(zhǔn)確過充過放保護(hù)電壓測(cè)量，同時(shí)為均衡控制策略供可靠 依據(jù)；單電池組內(nèi)多點(diǎn)溫度采集，嚴(yán)密監(jiān)控電池 溫度場(chǎng)不均勻性，提高電池組壽命；針對(duì)每個(gè)電池組串進(jìn)行分布式 估量支持針對(duì)每個(gè)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(cè)，為精確過大，損傷電池壽命；三層模塊化結(jié)構(gòu)擴(kuò)展性強(qiáng)靈活應(yīng)對(duì)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(shí)；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(gè)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(bào)警、維護(hù)等命令。負(fù)責(zé)顯示電池、電池模塊和電池組及整個(gè)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(jí)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(diǎn)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(cè)及上報(bào)功能 包括電池組串實(shí)時(shí)電壓檢測(cè)，電池串充放電電流檢測(cè)，單體電池端電壓檢測(cè)，電池組多點(diǎn)溫度檢測(cè)，電池組串漏電監(jiān)測(cè)。電池系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)警、報(bào)警本地顯示及上報(bào)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(hù)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(hù)門限的情況時(shí)， 將與及上級(jí)管理軟件交換命令對(duì)問題電池組進(jìn)行故障隔離，將問題電池組退出運(yùn)行，同時(shí)上報(bào)保護(hù)信息，并在本地進(jìn)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(shí)，能夠上報(bào)通信中斷告警；另外，針對(duì)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(bào)就地監(jiān)測(cè)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(hù)電池組的一致性。數(shù)進(jìn)行修改，并提供修改授權(quán)密碼驗(yàn)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(xiàng)目包括：電池運(yùn)行最高溫度電池組串短