储能BMS结构设计及未来发展方向

电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统( BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备构成　　BMS是其中的核心组件之一，主要用于智能化管理及维护各电池单元，实时监测电池SOC、SOH 等运行状态，防止电池本体或系统出现安全风险，助力储能电池的安全、高效使用。

　　BMS种类众多，储能BMS原本在BMS众多分支中不甚显眼，近年随着储能行业高速发展，市场地位也得到了极大提升　　储能BMS行业为知识与技术密集型行业，涉及电池管理技术、自动控制技术、电力电子技术和通信技术等多个技术领域，需要大量专业知识和经验沉淀，具备较高的技术壁垒，其中软件算法以及软硬件结合系核心竞争要素。

　　正因如此，成熟的储能BMS产品的结构异常复杂　　以华为组串式储能系统配备的智能BMS为例，该BMS系统分级明显，采用四级结构，从下往上分别是模组级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU和子阵级SACU，四级结构层层递进，实现对电池系统的监测、保护和智能化管理。

　　电池储能系统因为本身设计、结构影响，具有电池数量多、系统复杂、运行环境恶劣、对BMS的抗干扰性能要求高的特点　　从结构来看，储能系统由多个电池簇联合组成，每个电池簇由多个电池包集成，电池包则由多个电芯通过串并联集成。

　　储能BMS根据储能系统的结构，针对电芯、电池包、电池簇、整个电池系统四级结构，形成了专职分工不同，上下级统辖明显的功能系统　　最低层是功能最为精细的BMU(电池包监控单元)BMU是BMS公司的底层打工人，负责实时监测、采集电池的运行信息，如温度、电压、电流、SOC、SOH等，在监测到异常信息时，通过电池包优化器控制电池包切出，实现储能系统的安全运行。

　　第三层是BCU(电池簇管理单元)BCU是BMS公司的中层领导，自己做事也管事管理电池包集成的单个电池簇，指挥BMU收集电池簇内所有电池包信息，自己采集电池簇的电压、电流，实现对充放电过程中的电池簇异常进行报警和保护。

　　因为BCU是BMU的上级，它还可以直接指挥BMU，下达控制指令，进行电池簇内电池包均衡SOC控制，独立切出电池包，实现精确控制，一包一优化　　第二层是CMU(储能系统管理单元)CMU是BMS公司的高管，统筹管理是本职。

它下辖BMU和BCU，管理多个电池簇组成的储能系统，对BMU和BCU上传的数据进行分析计算、报警处理及记录储存，同时还负责电池簇间的均衡管理，以及SOC、SOH(电池健康状态)管理等　　同时，CMU还负责采集储能系统环境监测系统信息，如消防系统、温控系统、温湿度传感器水浸传感器等，然后制定合理的温控策略，提升电池温度一致性，实现储能系统全方位的消防预警、保护与联动，提供高可靠的消防安全保证，做到对安全问题的有效防范、早发现、有效隔离和保护。

　　最顶层是SACU(智能子阵控制器)SACU是BMS公司的董事长，负责协调整个BMS公司的三级保护，部分管理PCS公司，充分考虑储能系统内保护单元动作时序、动作延时及局部故障保护失效的可能性，设计保护的分级动作和联动机制。

此外，SACU和EMS直接联系，接受电网调度指令后传达给PCS和CMU，满足电网调度需求　　未来，储能BMS可能会往以下几个方向发展　　第一，弱化甚至去除储能BMS均衡功能集中式多并联的储能系统里，BMS的主动均衡技术能均衡的电流较小，有效利用率不高;被动均衡的能力太弱又耗能，对成本、和故障点的降低有弊无利。

　　第二，将BMS主动均衡电路变更为电池簇级别的直流升压电路，措施方面，需要增加DCDC 变换器，结果上成本会有所上升，但是储能系统的有效利用率和安全性都会得到提升　　第三，储能BMS架构改革，采用组串式或模块化的储能技术，将单个电池簇与组串式或单个模块的储能变流器连接使用，此种方案下，BMS只需要两层架构，一簇一管理，节省成本的同时还能提高工作效率。

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