基于BMS的储能安全设计与实践

电池储能系统的安全事故原因分析 安全事故原因主要分为两大类： 电池储能系纳安全事故的发生一假由内外部诱因交互作用演化发展而成，电池储能安全是一个系统性问题，涉及系统电气拓扑结构储能电池（电芯、电池模块、电池能、电池堆/电池阵列储能电池管理系统BMS、储能变流器PCS、电缆线束、空调和通风系统、热失控探测系统、消防灭火系统、能量管理系统/监控系统EMS、架构及愿离设计等，还涉及到系统的运行环境、现场管理（包括安装管理和运行管理等），运维与检修等 一、电池系统方面 储能电池内外部电、热激源刺激下，电池会发生热失控反应，释放出大量高湿可燃的气液混合物，遇到外部空气中的氧气，在条件合适的时候，就会发生起火或者爆炸： 二、电池系统的其他来源方面 很多电气设备和附属设施，由于老化、磨损等各种原因引起安全事故，进而可能触发电池系统的安全事故。 储能系统安全的核心和难点是电池的安全管理！ 高速可靠的信息传输是电池系统有效控制和实时响应的关键 高速与实时性：整个信息传注由105级购期00.1s0！ 通讯可充性：关链信息全部果用安全允余说计。 总控与后台 通讯方式力：LAN+5G/4G：理宰：100M/1000M：压能算法：可重性：双LAN穴余，有线，无钱元余 总控与主控 通租方式为1+路CAN：速率：50CK/1M使用多路CAN少总线上主控数量，用于快速上传传编电池餐的所有信息：1！用于传验所有的账要信息，故障诊新信惠及保护动作信息：可靠性：CAN采用1对多+1对1元余： 从控与主控 道方式为：双周环形第花链，违室：500K/1M弱花链相比传统的CAN具备更高的通讯速盘、更大的带觉、更多的网络吞吐量可建性：茶花能环彩信自量安全克金：有效歌摇更大的占比。 基于一体机总控支持多种复杂电池系统BMS方案 笃支持个电堆多个电池舱，可采用4级架构或生从架构单舱内部使用一个BAU进行数据的展示和动环接入抢内支持CAN或以太网组网?舱间支持以太网组网，数据传输实时性高，组网方便 舱级管理接入舱内不同种类的动环设备支持舱内多堆接入，统一显示和数据存储●支持多堆间策略联动 避免单点失效引起的 ●电池过压无法及时监控电池次压无法及时监控·电池过流无法及时监控●电池过温无法及时监控 徐合EC625191E062477皖L62368·EC602301·UL1973的BMS功能安全设计磨适过GB34131-2023配式达验测送并取得监新CGC达证。 穴余的链电器控和诊断 MCU自检和故障 双路电流来样和精度校验 电芯电压采样回路自诊断 BADBROA 完理电器故障设断方 格片技报电ASL-D导细功安全信链运PEC检 #估购01607301ABLE 综含JEC60950JEC62477iEEE(Recommended Pracicefor BattenyManagementSystemsin.EnergyStorageApplications等各类高压系统电气安全设计要求，技账1500V电全等级的加强绝缘要求，BMS系列产品中的高压正兽需负，高压与低压之间均保证：电电距需>30mm，空气间原>104mm，6压信达到4300VDC CLEARAICETI The Vaiues in the iableapplyto FuNcTioNAL NsULATION ifrequired.by 5.3.4a)(see2.10.1.3):BASICINSULATION and SUPPLEMENTARY INSULATIONFUr REINFORCED INSULATION the ValUES areEwicethose in the table. 菊花链通信架构优势： 1：有利于高耐压设计5：协议固定，有利于梯次利用2：全隔离通信，抗干扰能力强6：拓扑简捷，线束简单3：全自动分配地址7：双环路设计，系统鲁棒性高4：物理直传，传输速度快8：相对成本有优势，技术经济性好 协能科技凭借“菊花链通信技术在大型储能系统中的应用”荣获"2023储能技术创新典范TOP10 芯片级主动均衡均衡原理 BMSER主动均衡系统 主动均衡平均化并充分发挥单体电池性能电池组的性能接近单体的性能和 vS 传统均衡系统 主动均衡平均化并充分发挥单体电池性能电池组的性能受最弱单体的限制 芯片级主动均衡测试效果 ·电池类型：磷酸铁锂电池·实验目的：验证芯片电池容量提升能力实验结果：对不同荷电状态电池一致性调整，28.3Ah61.8Ah 第二代主动均衡芯片 第一代主动均衡芯片 集成开关 高耐压，可靠性高 MOS和热插拨MOS 更高可靠性，更小体积 高集成，模块化可扩展 低功耗，延长待机时间 小巧轻便高可靠性的外挂式BMS从控设计 安装方式由内置PACK的方式改为外置面板的方式 便于安装与维护去掉线束转接板，增加通信可靠性整体走线简洁，更加安全可靠，BMU结构超薄设计，体积小巧，与机箱融为一体，更美观大方 外挂分体式靶向主动均衡BMS从控 产品特点： 外挂式安装方式，免于线束转接，方便安装和维护。分体式用法，使得按需加装主动均衡成为可能。灵活加减主动均衡模块，并按硬件选择靶向实施主被动均衡策略 实现方式：硬件电路不借用外部电源，真正做到即 插即用。软件精确判断需加装主动均衡的pack并做出提示。通过设置对加装主动均衡的pack实施主动均衡策略。 ：支持104S电压采样与满温度采样精度+2mV被动均衡100mA接口18°倾斜设计，方便接线操作8个电池采集口全防呆设计，防止接错·符合IEC加强绝缘安规要求与功能安全要求 新一代一体化3.0代BMS总控 智能运维系统解决方案基于云边协同物联网架构的BMS系统一 通过精细化管理和运维，预防电池本体和系统出现安全风险，延长电池的使用寿命增强电池使用的稳定性和均衡性，提高系统维护效率，降低系统管理维护的成本，达到整站高效安全运转的目的。 设备远程蓄理 1、电源管理技术 难点：高效率、高可靠性：状态：完全自主，规模化应用。 2、电池均衡技术 难点：均衡策略、高效率、高可靠性：状态：完全自主，规模化应用。 3、模拟前端AFE技术 难点：高压工艺、ADC的抗干扰、精度、速度等基准的温漂时漂、长距商菊花链可靠通讯、二级保护与功能安全、高可靠性；状态：自主开发，产品选代测试， 4、MCU技术 难点工艺一致性、高性能、高可靠性、功能安全状态：多供应商导入，合作应用。 发展历程 2022 2012-2014 2021 2024 2023 2015-2017 梯次利用 动力 储能 ，高精度SOX算法，引领智能BMS技术萍新·智能化云平台运雄系多场票应用（电动二轮车/工商业用车/新能添气车、换电重卡等） ，动力电池全生调期追盗技术，国家极梯次利用中心，建立电池全生会调期管理体系 ·生态级智能BMS系统·数字化能原管理系统，多场量应用（大储/工商业/户储） 储能可提供的供货范围 BMS产品选型表 项目遍布全球50多个国家和地区 山东高唐8MWh高压储能项目 项目背景：山东聊城高唐龙泓40MWp光伏配套储能项目容量4MW/8MWh，直流侧由396串磷酸铁锂电池串联，最高电压达1425V，是国内首个1500V高压储能系统 项目规模：8MWh磷酸铁锂电池系统 储能BMS典型案例 英国120MWh光储一一体化项目 项目背景：项目位于英国肯特郡，在英国高度市场化的电力市场内以调峰和调频来实现收益，提高电力系统的效率、可靠性和可持续性。采用高性能磷酸铁锂电池，采用非步入式预制舱的形式，严格按照IEC和UL的标准进行设计、生产和集成。 项自规模：100MW/120MWh，由58个集装箱组成，其中电池集装箱38个，协能提供BMS及高压 储能BMS典型案例 安徽金200MWh储能项目 项目背景：该项目为华东单体最大网侧独立储能项目，是金赛县创建全国首个“国家高比例可再生能源示范县”以来建成的首个独立储能电站，对于解决当地新能源消纳及加强电同调峰能力将产生积极影响力， 项目规格：100MW/200MWh，由80套40尺集装箱储能系统组成，协能提供主动均衡BMS及高压箱，并提供其中100MWh直流侧集成 储能BMS典型案例 塔里木油田500MWh光伏配储项目 项目背景：项目位于塔里木盆地，采用280Ah磷酸铁锂电池，16串风冷方案，0.25P系统，为了解决多电池并联因电池一致性问题导致的族间不平衡问题，提升系统效益，本项目采用主动均衡方案，选择的外挂分体式靶向主动均衡BMS，实现精准控制，按需均衡，有效提升电站运行经济效益。 项目规模：125MW/509MWh，由152个3.35MWh储能集装箱组成，协能提供BMS、线东、高压箱及汇流柜产品。 储能BMS典型案例 新疆800MWh光储一体化项目 项目背景：该项目与新锂叶尔美河流域其它水电、风电光伏，抽水带能电站项目充分结合，有效利用了县区域内丰富的太阳能资源，促进了地区电力产业，改善了地区电网电源结构，合理开发了清洁能源，助力当地加快碳中和的步伐，为绿色低碳发展贡献力量，该项目配套储能规模200MW／800MWh，是自前国内已投运最大的电化学储能电站 项目规模：200MW/800MWh，由154套40尺非步入式液冷集装箱储能系统组成，协能提供BMS及高压箱