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清安储能新一代BMS全方位守护系统安全运行

作者:数字储能网新闻中心 来源:清安储能 QAES 发布时间:2024-12-15 浏览:

中国储能网讯:

深耕安全

清安BMS 2.0新品发布

  清安持续在产品安全、高效上探索,近日,重磅推出新一代储能BMS 2.0,是电池管理体制上的一次革新,为储能系统安全、稳定、高效运行注入新动能。

  清安BMS 2.0针对行业痛点聚焦电池精准监测、强化安全管理,基于全新架构、阻抗监测与热失控早期预警技术,打造了一款具有高精度状态估计、更全面的电池参数监控、更高安全等级的产品,为电池管理提供更有效的数据服务和智能诊断,确保电池运行在最佳状态,助推储能系统安全防护技术升级。

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  与此同时,清安 BMS 研发团队在今日由工信部主办的首届新型储能智能传感技术比赛中斩获佳绩!比赛汇聚国内顶尖高校、储能系统集成商及第三方BMS 厂商,清安团队凭借卓越的方案与实物表现,通过激烈的实物 PK 和答辩环节荣获三等奖。这不仅是对清安技术实力的肯定,更彰显了团队在创新道路上的不断精进。

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清安带您了解储能BMS

  储能BMS(电池管理系统)是储能系统的核心控制单元,负责实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数,对电池的充放电过程进行精准管理与控制,确保电池工作在最佳范围,避免因过充、过放或过热等引发的安全风险。同时还对电池组进行均衡管理,提高电池组的整体性能和使用寿命。

  储能BMS解决的核心问题:

  随着储能系统的长期运行,电池的衰退问题成为一大挑战,直接影响其性能和容量。BMS需要实时监控电池健康状况,以确保电池在衰退过程中可控运行。不同的电池类型、复杂的工作条件以及不均匀的环境温度等因素进一步增加了BMS管理的复杂性。尤其在大规模储能系统中,BMS需要精准的温度监测以避免电池过热导致的损害。此外,储能系统中的锂电池存在过充、过放、短路等安全风险,BMS必须实时监控电池的电压、电流、温度等关键参数,及时采取保护措施,避免系统故障引发连锁反应。最后,BMS的开发和生产成本较高,尤其是在要确保安全性和高性能的同时,还需降低制造和集成成本,这也是当前面临的另一大挑战。

当前BMS的核心痛点

  BMS在储能系统中发挥主动安全作用不明显

  2017年至2023年,全球发生近70起储能相关安全事故,其中直接因电池系统故障引发的有3起。

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注:数据来源储能与电力市场

  当前,储能消防系统通常是在热失控中后期才参与告警、灭火等处理,而电池发生热失控后趋势不可逆转,消防响应有一定的延迟。BMS参与储能消防安全管理甚少,若能极早期提前预警并干预可在一定程度上减少电池系统故障损失。

  BMS电池系统状态估计不准确

  储能BMS在估计电池状态(如SOC、SOH、SOE等)时,存在一定的误差。主要表现在估计算法的收敛性和鲁棒性不强,尤其是在电池状态变化较大时,难以准确反映电池的实际情况。电池状态估计的精度问题,会影响系统的安全性、可靠性和使用寿命。

 BMS均衡效率不高

  储能系统中单体电池的不一致性是一个无法避免的问题,若长期存在这种情况会影响电池组整体的充放电量和寿命。而BMS均衡策略较简单、均衡功能不强,无法缓解不同电池之间的电压差异,因此BMS均衡能力及控制策略会影响到电池一致性和充放电量。

  BMS对电池的管理颗粒度不细

  储能BMS在采集电池参数上未做到全覆盖,存在管理风险,尤其是对电池的温度大多没有实现1:1检测,

  无法全面评估每个电芯的实际温度状态。当前储能BMS检测的参数偏少,大多仅采集电池电压、温度,无法直观、全面评估电池的健康状态,更无法提前预知电池更多内部信息及系统异常状态。

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注:数据来源新能源控制系统及MBD开发

深耕安全

清安BMS 2.0新品发布

  清安BMS采用“2+1”系统架构,区别在于有与电池组强相关的电池组采集单元(BSU),可采集每个电池的电压、温度、阻抗等信息,同时执行均衡动作,通过菊花链与电池控制单元(BCU)进行数据通信。BCU负责管理BSU,具备电池簇的总电流与总电压采集、绝缘电阻检测、充放电控制等,并进行报警处理,发生异常时控制主接触器退出运行。电池系统管理单元(BAU)控制若干个电池簇BCU,是整个BMS的系统控制层。

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 清安BMS 2.0创新点

  1)电芯级SOC估计、异常电芯检测、内部温度估计等高精度智能算法应用筑牢被动安全防护基础。

  2)电芯级电量估计、智能控制策略、全时均衡管理等高效均衡策略助力提高电池系统充放电量。

  3)电芯阻抗估算、BMS植入可燃气体探测提前热失控预警构建电池系统主动安全防护体系。

 清安BMS 2.0技术优势

  高精度采集与高效控制电芯状态

  1)高精度采集:采用高精度采集芯片,实现单体电压检测精度<2mV,单体温度检测精度<1.5℃,电池簇电压检测精度误差<0.2%。

  2)精准估算电芯状态:电芯状态估计全覆盖,采用智能滤波算法,算法鲁棒性和容错性高,SOX整体误差在3%以内。

  3)高效均衡:基于高精度SOX估计各电芯的均衡时间和不断电均衡控制策略,均衡电流可动态设置,均衡能力更强,有效提高电池簇可用充放电量。

  电芯全方位监控与热失控预警

  1)电芯状态诊断:100%电池温度监测,100%电池阻抗监测,通过电压、温度、阻抗三个维度估计电芯状态,采用离群算法提前识别问题电芯。

  2)热失控早期预警:在热失控发生时,基于电池阻抗及内部温度估算指标变化阈值,在电芯开阀前可实现15~20分钟提前报警,优于行业其他所有监测手段。

  3)云端故障诊断:采用大数据+AI算法建立了电池单体、电池模组、电池簇及电池堆的云端故障诊断系统,实现电池系统数据云边端协同管理。

 清安BMS 2.0产品特点

  1)高安全:电池多参数监测全覆盖,热失控主动探测预警,构建电池系统被动与主动安全双维度防护体系,确保储能系统安全运行可达15年。

  2)高效均衡:高精度监测单体电量,动态管理电池均衡时间,并可在常电状态下进行全时均衡,均衡时间效率可达到90%。

  3)全生命周期降低成本:初始成本与行业各方案持平,产品集成化程度高生产效率提高10%,云边端智能运维成本下降30%。

清安BMS 2.0实测数据展示

  1、PACK级SOC测试

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  采用清安BMS 2.0对液冷PACK进行1P恒功率充、放电测试,系统SOC估计最大误差1.69%(DOD在[5%,95%]范围内),该项指标处于业内领先技术水平。

  2、PACK级SOE测试

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  按照GB/T 34131-2023标准要求,采用清安BMS 2.0对液冷PACK进行1P恒功率充、放电测试,系统SOE估计最大误差1.83%(DOD在[5%,95%]范围内),该项指标处于业内领先技术水平。

  3、PACK级均衡测试

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  采用清安BMS 2.0对液冷PACK在0.5P充电工况下,BMS的预设均衡条件满足后自动开启均衡,动态计算均衡时间。均衡30小时结束后,PACK在放电末端的最大压差由273mV降低至238mV,被均衡的电芯端电压明显低于均衡前,均衡效果显著。

  4、PACK级热失控试验

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  清安BMS搭配清安自研PACK在清安产业基地完成了热失控早期预警试验,BMS全链路采集到开阀前、完全热失控时电池阻抗变化、可燃气体等特征信号,并成功实现不同阶段的告警处理,试验表明BMS告警时间比电池实际开阀提前为16分钟、比完全热失控提前约26分钟。清安是业内为数不多完成BMS层级热失控早期预警实物验证的企业之一,构建了基于电池阻抗、可燃气体探测的超前主动安全防护体系。

  清安BMS将高安全、高效能发挥到极致,体现了向守护储能电池安全最优解迈进的决心与实践。未来,清安将持续进行技术创新,铸就卓越的产品性能,坚定践行绿色发展理念,推动全球能源转型,为清洁能源产业发展提供强有力的支撑。


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关键字:清安储能

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