BMS儲能系統(tǒng)用戶手冊V10磷酸鐵鋰要點1

第頁儲能電站電池管理系統(tǒng)(BMS)用戶手冊V1.0(磷酸鐵鋰電池)深圳市光輝電器實業(yè)有限公司目錄TOC\o"1-3"\h\u1、概述 32、系統(tǒng)特點 33、儲能電站系統(tǒng)組成 44、電池管理系統(tǒng)主要組成 54.1儲能電池管理模塊ESBMM 54.1.1ESBMM-12版本 54.1.2ESBMM-24版本 94.2電池組控制模塊ESGU 134.3儲能系統(tǒng)管理單元ESMU 155、安裝及操作注意事項 18附錄A：產(chǎn)品操作使用界面 19概述ESBMS是根據(jù)儲能電池組特點設計的電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電池組的監(jiān)控，管理和保護等功能，為磷酸鐵鋰電池在成組使用時的安全應用以及壽命的延長等方面都起著決定性的作用。系統(tǒng)特點

●全面電池信息管理實時采集單體電池電壓、溫度，整組電池端電壓、充放電電流等?！裨诰€SOC診斷在實時數(shù)據(jù)采集的基礎上，采用多種模式分段處理辦法，建立專家數(shù)學分析診斷模型，在線預估單體電池的SOC。同時，智能化地根據(jù)電池充放電電流和環(huán)境溫度等對SOC預測進行校正，給出更符合變化負荷下的電池剩余容量及可靠使用時間。●主動無損均衡充電管理在充電過程中，采用我司“補償式串聯(lián)電流均衡法”和“集中式均衡法”兩項發(fā)明專利技術調(diào)整單節(jié)電池充電電流，保證系統(tǒng)內(nèi)所有電池的電池端電壓在每一時刻有良好的一致性，同時減少有損均衡方法帶來的能量浪費，最大均衡電流不小于2A?！裣到y(tǒng)保護功能對運行過程中可能出現(xiàn)的電池嚴重過壓、欠壓、過流（短路）、漏電（絕緣）等異常故障情況，通過高壓控制單元實現(xiàn)快速切斷電池回路，并隔離故障點、及時輸出聲光報警信息，保證系統(tǒng)安全可靠運行?！駸峁芾砉δ軐﹄姵叵涞倪\行溫度進行嚴格監(jiān)控，如果溫度高于或低于保護值將輸出熱管理啟動信號，系統(tǒng)可配備風機或保溫儲熱裝置來調(diào)整溫度；若溫度達到設定的危險值，電池管理系統(tǒng)自動及系統(tǒng)保護機制聯(lián)動，及時切斷電池回路，保證系統(tǒng)安全。●自我故障診斷及容錯技術電池管理系統(tǒng)采用先進的自我故障診斷和容錯技術，對模塊自身軟硬件具有自檢功能，即使內(nèi)部故障甚至器件損壞，也不會影響到電池運行安全。不會因電池管理系統(tǒng)故障導致儲能系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至導致電池損壞或發(fā)生惡性事故?！駥I(yè)的負荷聯(lián)動控制及優(yōu)化電池管理系統(tǒng)具備相應的數(shù)字通訊接口及開放的通訊協(xié)議，以及必要的輸入輸出干節(jié)點，可靈活接入PCS、儲能電站監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)等，實現(xiàn)聯(lián)動控制，提高儲能電站效率，優(yōu)化負荷控制和調(diào)度決策。●靈活的模塊化設計系統(tǒng)采用模塊化設計思路，針對儲能電站電池增長擴容的需要，可靈活增加ESBMM模塊配置，滿足升級擴容要求；同時，針對儲能電站用“智能一體化電池”的應用，可靈活配置ESBMM模塊在電池箱中，方便用戶運行維護。儲能電站系統(tǒng)組成

●磷酸鐵鋰電池組：能量存儲介質(zhì)；●能量轉(zhuǎn)換器（powerconversionsystem，PCS）：實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)直流電池及交流電網(wǎng)之間的雙向能量傳遞；●儲能電池管理系統(tǒng)（EnergyStorageBatteryManagementSystem，ESBMS）:實現(xiàn)電池組的監(jiān)控、管理和保護等功能。圖1儲能電站系統(tǒng)圖電池管理系統(tǒng)主要組成●ESBMM(EnergyStorageBatteryManagementModule)儲能電池管理模塊，該模塊集單體電池電壓、溫度采集，自動充電均衡管理、故障診斷等功能于一體；●ESGU(EnergyStorageBatteryGroupControlUnit)電池組控制單元,ESGU主要是對整組電池的運行信息收集，采集整組電池的總電壓和電流，對電池組出現(xiàn)的異常進行報警和保護；●ESMU(EnergyStorageSystemManagementUnit)儲能系統(tǒng)管理單元,該管理單元對ESBMM及ESGU上傳的電池數(shù)據(jù)進行實時顯示、性能分析、記錄存儲及上傳后臺。4.1儲能電池管理模塊ESBMMESBMM根據(jù)管理電池節(jié)數(shù)分為ESBMM-12和ESBMM-24，分別對應每個模塊最多管理12節(jié)和24節(jié)。4.1.1ESBMM-12版本a)產(chǎn)品功能●具有在線檢測每節(jié)電池電壓、溫度；●實時報警功能，實現(xiàn)對電壓、溫度的超限報警；●現(xiàn)場報警，干節(jié)點輸出閉合，可實現(xiàn)遠端計算機報警并顯示報警內(nèi)容；●具有電池組在線均衡功能，可通過對單體電池在線電流充電，提高電池組一致性，延緩電池失效?！窬哂蠷S485通訊接口，可接入現(xiàn)場監(jiān)控單元或后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控；●采用模塊化設計，安裝、使用和維護方便，且模塊間相互隔離、可靠性高；b)技術參數(shù)技術參數(shù)技術指標模塊工作電源DC9~30V工作電源功率≤4W模塊均衡電源DC60~90V均衡電源功率≤30W電池均衡電流≥2A電池監(jiān)測節(jié)數(shù)12節(jié)（最多）電壓檢測范圍1～5V電壓檢測精度±5mV溫度檢測范圍-40~85℃溫度檢測精度±0.5℃輸入絕緣電阻≥10MΩDC1000V數(shù)據(jù)通訊接口RS485、CAN(可選)通訊波特率2400、4800、9600（默認）、14400、19200bps可選現(xiàn)場顯示方式LED工作狀態(tài)指示技術參數(shù)技術指標現(xiàn)場報警方式一路接點輸出，故障時節(jié)點閉合現(xiàn)場控制方式一路接點輸出電池均衡方式自動或遠程控制（可設）尺寸及質(zhì)量250×141×42(mm)/2Kg安裝方式壁掛c)尺寸及安裝圖●安裝開孔尺寸(壁掛式安裝)圖2ESBMM安裝尺寸圖d)端口接線說明●接線端子介紹圖3●接線說明ESBMM-12采集部分由2片采集IC組成，支持的電池節(jié)數(shù)配置如下表：節(jié)數(shù)第2片第1片844945105511561266表1ESBMM-12電池組面板接口端口連接說明推薦線束備注DC60V-90V+連接均衡供電+1方建議選擇合適的外部電源供電DC60V-90V-連接均衡供電-1方BI12-BI0連接電池均衡線0.5方BV12-BV0連接電池采集線0.5方注：BI0、BV0指該電池組的電壓最低點，即第1節(jié)電池的負極。舉例說明：1、下面為一臺ESBMM-1212節(jié)電池采集接線示意圖：按照表1，12節(jié)電池要選擇6-6。BV0接第1節(jié)電池的負極，BV1-BV12分別接第1-12節(jié)電池的正極柱。2、ESBMM-1212節(jié)電池均衡接線示意圖：BI0接第1節(jié)電池的負極，BI1-BI12分別接第1-12節(jié)電池的正極柱。注：1、如均衡線和采集線不共用一個銅鼻，則均衡線BI0-BI12的銅鼻壓電池采集線BV0-BV12銅鼻的上面；2、在電池連接端子接入到ESBMM-12模塊前，請先確認電池連線接到相應的端子位上。4.1.2ESBMM-24版本產(chǎn)品功能●在線自動檢測每節(jié)蓄電池電壓、蓄電池組端電壓、充放電電流和溫度等；●實時報警功能，實現(xiàn)對電壓、溫度、電流的超限報警；●現(xiàn)場報警，干節(jié)點輸出閉合，可實現(xiàn)遠端計算機報警并顯示報警內(nèi)容；●具有RS485通訊接口，可接入監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)場采集單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和告警信息上送，達到遠程監(jiān)控蓄電池組的目的；●采用模塊化設計，安裝、使用和維護方便，且模塊間相互隔離、可靠性高；●產(chǎn)品具有蓄電池組在線均衡維護功能，可通過對單體蓄電池在線小電流充電，提高蓄電池組電壓一致性，達到延緩蓄電池失效的目的。b)技術參數(shù)技術參數(shù)技術指標模塊工作電源DC9~30V工作電源功率≤6W模塊均衡電源DC60~90V均衡電源功率≤60W電池均衡電流≥2A電池監(jiān)測節(jié)數(shù)24節(jié)（最多）電壓檢測范圍1～5V電壓檢測精度±5mV溫度檢測范圍-40~85℃溫度檢測精度±0.5℃輸入絕緣電阻≥10MΩDC1000V數(shù)據(jù)通訊接口RS485、CAN(可選)通訊波特率2400、4800、9600（默認）、14400、19200bps可選現(xiàn)場顯示方式LED工作狀態(tài)指示現(xiàn)場報警方式一路接點輸出，故障時節(jié)點閉合現(xiàn)場控制方式一路接點輸出電池均衡方式自動或遠程控制（可設）尺寸及質(zhì)量420×200×44(mm)/3Kg安裝方式機架、壁掛c)尺寸及安裝圖●機柜式安裝主視圖圖4俯視圖●壁掛式安裝主視圖俯視圖圖5d)端口接線說明●接線端子介紹圖6●接線說明ESBMM采集部分由4片采集IC組成，支持的電池節(jié)數(shù)配置圖如下：節(jié)數(shù)第4片第3片第2片第1片12--6613-44514-45515-55516-55617-56618-666194555205555節(jié)數(shù)第4片第3片第2片第1片215556225566235666246666表2ESBMM蓄電池面板接端口連接說明保險絲推薦線束備注VH+連接均衡供電+-1方@5米建議選擇合適的外部電源供電VH-連接均衡供電--1方@5米BI24-BI0連接均衡電池線3A1方@5米BV24-BV0連接采集電池線1A0.5方@20米注：BI0、BV0指該電池組的電壓最低點。舉例說明：下面為一臺ESBMM22節(jié)電池采集接線示意圖：其中BV0-BV6使用是第1片采集IC；BV6-BV12使用是第2片采集ICBV12-BV18使用是第3片采集IC；BV18-BV24使用是第4片采集IC按照表2,22節(jié)電池要選擇5-5-6-6，所以BV24-BV23短接、BV18-BV17短接。ESBMM22節(jié)電池均衡接線示意圖：ESBMM均衡接線方式按照BT1-BT24對于BI0-BI24的方式連接，多余的引腳不連接。注：在電池連接端子接入到BMM模塊前，請先確認電池連線接到相應的端子位上。均衡測試線、電壓采集線規(guī)格選擇均衡測試線規(guī)格距離電壓采集線規(guī)格距離1方5米0.3方12米1.5方7.5米0.5方20米2方10米0.75方30米2.5方12.5米1方40米4方20米容許最大采樣線線阻：1.5Ω4.2電池組控制模塊ESGUESGU主要是對整組電池的運行信息收集，采集整組電池的總電壓和電流，對電池組出現(xiàn)的異常進行報警和保護；能根據(jù)安全處理規(guī)則的要求對電池組進行保護，確保電池系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，當電池嚴重過壓、欠壓、過流（短路）、漏電（絕緣）等異常故障情況出現(xiàn)時，儲能系統(tǒng)管理單元發(fā)出命令至該單元，控制整組電池的開斷，避免電池被過充、過放和過流。產(chǎn)品功能●具備系統(tǒng)上電自檢功能，主要包括所有傳感器、系統(tǒng)狀態(tài)等；●具備電池組端電壓、電流、溫度等檢測功能；●具有電池正負極對機殼的絕緣檢測功能；●具有管理主接觸器控制及主接觸器反饋信號檢測功能；●異常報警及硬接點保護控制功能；●具備CAN/RS485總線通訊功能。b)技術參數(shù)技術參數(shù)技術指標模塊工作電源DC12V工作電源功率<10W電壓檢測范圍<1000V電壓檢測精度±0.2%電流檢測范圍分流器決定（例如150A/75mV型號）電流檢測精度≤±0.5%（滿量程）技術參數(shù)技術指標溫度檢測范圍-40~85℃溫度檢測精度±0.5℃絕緣電阻檢測精度±5%通訊接口RS485、CAN外形尺寸270×124×40(mm)/3KG安裝方式壁掛c)接口及連線接口接口描述功能描述線束定義CAN250KbpsESMU通過CAN總線及ESGU進行通信，上傳電壓，電流，溫度，絕緣電阻等信息，以及ESMU對ESGU下發(fā)控制命令(可選)屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣RS4852.4K~19.2KESMU通過RS485總線及ESGU進行通信，上傳電壓，電流，溫度，絕緣電阻等信息，以及ESMU對ESGU下發(fā)控制命令屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣電流檢測輸入2芯線外接穩(wěn)流器，測試電池組總回路電流最小1mm2銅芯線電壓檢測輸入2芯線外接電池組兩端電壓，測試電池組總電壓及電池總正及總負相連至少2000V耐壓值溫度檢測輸入3芯線外接溫度傳感器，檢測外部溫度最小1mm2銅芯線絕緣電阻檢測輸入3芯線測試電池組及大地之間的絕緣電阻值及電池總正及總負相連，至少2000V耐壓值Poutput濕節(jié)點2芯線驅(qū)動外部電路，比如接觸器最小1mm2銅芯線Input開關量輸入模擬開關量輸入端口，比如，接觸器的反饋信號最小1mm2銅芯線Output開關量輸入繼電器輸出模擬開關量輸入端口，現(xiàn)場報警，故障時閉合最小1mm2銅芯線d)安裝尺寸圖及端口圖7ESGU安裝尺寸圖圖84.3儲能系統(tǒng)管理單元ESMU對ESBMM和ESGU上傳的電池數(shù)據(jù)進行實時計算、性能分析、報警處理及記錄存儲；及PCS主機、儲能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)等進行聯(lián)動控制，根據(jù)輸出功率要求及各組電池的SOC優(yōu)化負荷控制策略，保證所有電池組的總運行時間趨于一致。a)產(chǎn)品功能1）監(jiān)測顯示數(shù)據(jù)●監(jiān)測顯示單體電池電壓數(shù)據(jù)；●監(jiān)測顯示電流數(shù)據(jù)；●監(jiān)測顯示溫度。溫度包括：環(huán)境溫度、BMM的數(shù)據(jù)。報警功能●通訊連接報警；●溫度過高或者過低報警；●單體電壓過高及過低報警；●組端電壓過高或者過低報警；●BMM錯誤報警。保護●單體電壓過低或者過高保護；●溫度過低或者過高保護；●組端電壓過高或者過低保護。參數(shù)設置●電池組安裝及運行參數(shù)的設置；●網(wǎng)絡通訊參數(shù)設置；●接口協(xié)議參數(shù)設置；●ESGU參數(shù)設置。b)技術參數(shù)技術參數(shù)技術指標模塊工作電源AC220V工作電源功率<10WCPU采用Davinci平臺，ARM9+DSP操作系統(tǒng)Linux人機界面7寸觸摸屏800×480TFT真彩通信接口RS485*2，CAN*1，Ethernet10/100M，RS232*1內(nèi)存容量64M技術參數(shù)技術指標數(shù)據(jù)儲存USB，SD卡外形尺寸290×130×81(mm)/2KG安裝方式嵌入式安裝c)接口及連接接口接口描述功能描述線束定義POWERSW電源開關ESMU外部電源開關DC110V/DC220V直流電源輸入端口最小1mm2銅芯線1000V絕緣AC220V交流檢測輸入口最小1mm2銅芯線1000V絕緣OUTPUT1~2干接點輸出口繼電器輸出模擬開關量輸入端口，現(xiàn)場報警，故障時閉合最小1mm2銅芯線INPUT有源檢測輸入口最小1mm2銅芯線CAN250KbpsESMU通過CAN總線及BMM、ESGU、PCS通信，數(shù)據(jù)傳輸以及控制(可選)屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣COM1(RS485)2.4K~19.2KESMU通過RS485及BMM、ESGU、PCS通信數(shù)據(jù)傳輸以及控制屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣COM22.4K~19.2K后臺通信串口（RS232/RS485可選，通過SW切換）屏蔽差分雙絞線，1KV絕緣LANRJ45,10/100M,Base-TXESMU通過ethernet及儲能后臺通信超五類屏蔽雙絞線TEST測試端口SD用于程序升級USB2.0用于程序升級和數(shù)據(jù)導出d)安裝尺寸及端口說明圖9ESMU安裝尺寸圖圖10POWERSW:電源開關DC110/DC220:電源輸入線AC220:交流檢測輸入口INPUT:有源檢測輸入口OUTPUT1~2:干接點輸出口CAN:CAN接口COM1:采集設備通信串口（RS485）TEST:調(diào)試串口LAN:以太網(wǎng)口SD:SD卡插口COM2:通信串口（RS232/RS485可選，通過SW切換）安裝及操作注意事項●為了保證施工人員和設備的安全，接線時