什么是儲(chǔ)能BMS

BMS全稱是Battery Management System，它是配合監(jiān)控儲(chǔ)能電池狀態(tài)的設(shè)備，主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元；防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象，延長(zhǎng)電池的使用壽命；實(shí)時(shí)采集電池的狀態(tài)信息，上傳數(shù)據(jù)到后臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。它是儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)之一。

BMS電池管理系統(tǒng)單元包括BMS電池管理系統(tǒng)、控制模組、顯示模組、無(wú)線通信模組、電氣設(shè)備、用于為電氣設(shè)備供電的電池組以及用于采集電池組的電池信息的采集模組。一般BMS表現(xiàn)為一塊電路板，即BMS保護(hù)板，或者一個(gè)硬件盒子。

電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本框架包括動(dòng)力電池包殼體及密封保護(hù)的硬件模塊、高壓分析盒（BDU）及BMS控制器。

儲(chǔ)能BMS工作原理

儲(chǔ)能電池充放電的過(guò)程中，BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池電池模組和各電池芯的溫度、電壓、電流和主充電狀態(tài)（SOC）等數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)，斷開(kāi)電池模組接觸器，從而規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

儲(chǔ)能BMS的架構(gòu)

BMS系統(tǒng)大多都是三層架構(gòu)，硬件主要分成從控單元、主控單元和總控單元。

底層：從控BMU，為單體電池管理層。由電池監(jiān)控芯片及其附屬電路構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集單體電池的各類(lèi)信息，計(jì)算分析電池的SOC(電池剩余容量)和SOH(電池健康狀態(tài))，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的主動(dòng)均衡，并將單體異常信息上傳給主控。

中間層：主控BCU，為電池組管理層。收集BMU上傳的各種單體電池信息，采集電池組信息。計(jì)算分析電池組的SOC和SOH。

上層：總控，為電池簇管理層。負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部的整體協(xié)調(diào)以及與EMS、PCS的外部信息交互，根據(jù)外部請(qǐng)求控制整個(gè)BMS系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。

也有少數(shù)采用四級(jí)結(jié)構(gòu)，從下往上分別是模組級(jí)BMU、電池簇級(jí)BCU、系統(tǒng)級(jí)CMU和子陣級(jí)SACU，四級(jí)結(jié)構(gòu)層層遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和智能化管理。

儲(chǔ)能BMS的三種技術(shù)

儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)（BMS）是保證儲(chǔ)能系統(tǒng)安全和性能穩(wěn)定的重要組成部分。現(xiàn)在市場(chǎng)上主要存在三種類(lèi)型的BMS技術(shù)，包括分布式BMS、集中式BMS和模塊化BMS。

分布式BMS管理系統(tǒng)是指測(cè)量單元和其他的電子設(shè)備直接安裝到和單體電池一體的電路板中的結(jié)構(gòu)。

分布式BMS管理就是擁有極高的擴(kuò)展性，可以精細(xì)到單體電池的擴(kuò)展，適應(yīng)適應(yīng)不同容量、不同規(guī)格型式的模組和電池包。同時(shí)連接可靠性高，電池和測(cè)量電路結(jié)合緊密，也減小了干擾和誤差。安全性也很高，也易于維護(hù)。

集中式BMS管理系統(tǒng)是指將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集的系統(tǒng)，適用于電芯少的場(chǎng)景。

集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，一般常見(jiàn)于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中，如電動(dòng)工具、機(jī)器人（搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人）、IOT智能家居（掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器）、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)低速車(chē)（電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車(chē)、電動(dòng)巡邏車(chē)、電動(dòng)高爾夫球車(chē)等）、輕混合動(dòng)力汽車(chē)。

模塊化BMS管理系統(tǒng)是將電池單體分為若干模塊，每個(gè)模塊都具有獨(dú)立的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，通過(guò)通信協(xié)議將信息傳輸至主控制器。

模塊化BMS的核心優(yōu)勢(shì)在于其靈活性和可擴(kuò)展性。通過(guò)將電池組分成多個(gè)部分，每個(gè)部分由獨(dú)立的BMS模塊管理，可以簡(jiǎn)化故障排查和維護(hù)過(guò)程。此外，這種設(shè)計(jì)方式還可以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，因?yàn)槿魏我徊糠值墓收隙疾粫?huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

儲(chǔ)能BMS技術(shù)要求

儲(chǔ)能與一般電池的BMS相比更為復(fù)雜，要求更高。

管理電池容量量級(jí)相差大。儲(chǔ)能BMS管理的電源達(dá)到了MWh級(jí)別，串并聯(lián)電池?cái)?shù)量極大。

儲(chǔ)能BMS有更嚴(yán)格的并網(wǎng)要求。儲(chǔ)能EMS需要與電網(wǎng)連接，對(duì)諧波、頻率等有更高要求。而動(dòng)力電池BMS一端與電池相連，另一端與整車(chē)的控制及電子系統(tǒng)相連接，技術(shù)要求相對(duì)更低。

儲(chǔ)能BMS的具體功能

1.單體電池電壓均衡功能

此功能是為了修正串聯(lián)電池組中由于電池單體自身工藝差異引起的電壓、或能量的離散性，避免個(gè)別單體電池因過(guò)充或過(guò)放而導(dǎo)致電池性能變差甚至損壞情況的發(fā)生，使得所有個(gè)體電池電壓差異都在一定的合理范圍內(nèi)。要求各節(jié)電池之間誤差小于±30mv。

2.電池組保護(hù)功能

單體電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫報(bào)警，電池組過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流報(bào)警保護(hù)，切斷等。

3.數(shù)據(jù)采集功能

采集的數(shù)據(jù)主要有：?jiǎn)误w電池電壓、單體電池溫度、組端電壓、充放電電流，計(jì)算得到蓄電池內(nèi)阻。

4.SOC/SOH診斷功能

根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓、計(jì)算得到的電池內(nèi)阻等參數(shù)，通過(guò)分析診斷模型，得出單體電池當(dāng)前容量或剩余容量（SOC）的診斷，單體電池健康狀態(tài)（SOH）的診斷、電池組狀態(tài)評(píng)估，以及在放電時(shí)當(dāng)前狀態(tài)下可持續(xù)放電時(shí)間的估算。

5.熱管理

電池模塊在充電過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的熱能，使整個(gè)電池模塊的溫度上升，因而，BMS的熱管理應(yīng)運(yùn)而生。

6.故障診斷和容錯(cuò)

若遇異常，BMS會(huì)給出故障診斷告警信號(hào)，通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上層控制系統(tǒng)，判斷故障電池及定位，給出告警信號(hào)，并對(duì)這些電池采取適當(dāng)處理措施。而其中電池旁路或能量轉(zhuǎn)移等技術(shù)的，能使單體電池發(fā)生故障時(shí)，以避免對(duì)整組電池運(yùn)行產(chǎn)生影響。

儲(chǔ)能BMS產(chǎn)業(yè)鏈

從電池管理系統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，上游主要為材料，中游為BMS的生產(chǎn)，下游為應(yīng)用。上游材料主要為集成電路、印制電路板、電子元件、線束、輔助材料等。中游的電池管理系統(tǒng)可細(xì)分為后備電池BMS和動(dòng)力鉛蓄電池BMS、儲(chǔ)能鋰電BMS、3C鋰電BMS和EV鋰電BMS等。電池管理系統(tǒng)下游主要包括動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、鋰電池、數(shù)據(jù)中心等。

代表企業(yè)

協(xié)鑫儲(chǔ)能

協(xié)鑫儲(chǔ)能是專注于智慧儲(chǔ)能領(lǐng)域的產(chǎn)品與解決方案于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有一流的新能源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)研發(fā)平臺(tái)及海內(nèi)外資深技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)的儲(chǔ)能行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富，具備產(chǎn)品項(xiàng)目與工程項(xiàng)目的綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力。公司通過(guò)自主儲(chǔ)能領(lǐng)域軟件與硬件嵌套運(yùn)行的核心技術(shù)，開(kāi)展以產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)能產(chǎn)品與系統(tǒng)的銷(xiāo)售、儲(chǔ)能項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)等業(yè)務(wù)為主的業(yè)務(wù)工作，提供兼容光伏、風(fēng)力、常規(guī)發(fā)電等為電源，新型電化學(xué)鋰離子電池為能量載體，集中式與分布式應(yīng)用場(chǎng)景為服務(wù)對(duì)象的綜合型智慧能源解決方案及對(duì)應(yīng)產(chǎn)品系統(tǒng)。

華塑科技

華塑科技是一家專注于電池安全監(jiān)控和運(yùn)行管理平臺(tái)的創(chuàng)新型高科技公司。為全球關(guān)鍵電源用戶提供穩(wěn)定可靠的電池安全監(jiān)控產(chǎn)品和服務(wù)。公司成立于2005年，專業(yè)從事鉛酸電池BMS、儲(chǔ)能鋰電池BMS、EV動(dòng)力電池BMS和電池監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)服務(wù)的研發(fā)和銷(xiāo)售。經(jīng)歷十余年的技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累，產(chǎn)品與服務(wù)廣泛已應(yīng)用于云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)能、軌道交通、新能源汽車(chē)以及商業(yè)和工業(yè)設(shè)施關(guān)鍵電源領(lǐng)域，華塑能夠根據(jù)用戶需求，快速制定最優(yōu)解決方案，具備應(yīng)對(duì)需求變化的快速調(diào)整能力，已成為國(guó)內(nèi)電池安全監(jiān)控領(lǐng)域知名品牌企業(yè)。

高特電子

高特電子成立于1998年，是一家以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)、專業(yè)致力于電池檢測(cè)及電池 管理系統(tǒng)等產(chǎn)品研發(fā)和制造的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，公司對(duì)電池特性和失效機(jī)理具有深刻的理解和積累，以及豐富的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。具有對(duì)電池狀態(tài)算法核心技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)和產(chǎn)品研發(fā)的能力。在電池狀態(tài)SOX診斷和雙向主動(dòng)均衡技術(shù)上處于行業(yè)領(lǐng)先地位。高特電子是電池管理系統(tǒng) BMS 領(lǐng)域唯一家擁有電池管理系統(tǒng)核心芯片和電池失效分析診斷模型核心專利技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)。目前已申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利 150余項(xiàng)，其中發(fā)明專利80余項(xiàng)，所有產(chǎn)品核心技術(shù)均為自主研發(fā)，技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平。

貝盛儲(chǔ)能

貝盛儲(chǔ)能成立于2023年4月，注冊(cè)資本1億元，總部和生產(chǎn)基地設(shè)在浙江省湖州市，蘇州設(shè)立研發(fā)和銷(xiāo)售中心。浙江貝盛儲(chǔ)能科技有限公司隸屬于貝盛控股旗下，是一家全球領(lǐng)先的儲(chǔ)能行業(yè)綜合解決方案服務(wù)商。貝盛儲(chǔ)能秉持珍貝集團(tuán)“品德、品質(zhì)和品牌”的企業(yè)文化，堅(jiān)持科技創(chuàng)新和自主研發(fā)，打造技術(shù)領(lǐng)先、質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠的儲(chǔ)能產(chǎn)品。貝盛儲(chǔ)能依托貝盛控股和珍貝集團(tuán)強(qiáng)大的平臺(tái)品牌、渠道和資源優(yōu)勢(shì)，聚焦全球戶用和工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)，為全球客戶提供光伏組件+儲(chǔ)能系統(tǒng)+PCS一體化解決方案，致力于成為全球領(lǐng)先的儲(chǔ)能行業(yè)綜合解決方案服務(wù)商。

精控能源

精控能源從2015年開(kāi)始專注于“智慧動(dòng)力電源系統(tǒng)、智慧電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)、智慧氫燃料電池系統(tǒng)”的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品應(yīng)用。公司秉承“技術(shù)創(chuàng)新”“產(chǎn)品創(chuàng)新”“模式創(chuàng)新”的“三創(chuàng)新”理念，專利申請(qǐng)總量233項(xiàng)，公司承擔(dān)江蘇省碳達(dá)峰、碳中和重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，建有江蘇省鋰電池工程技術(shù)研究中心、智能車(chē)間，榮獲江蘇省“專精特新”及“潛在獨(dú)角獸企業(yè)”等稱號(hào)。

企業(yè)自主研發(fā)iCCS六維度主被動(dòng)安全智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)，攻克了“工業(yè)六基”電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控安全風(fēng)險(xiǎn),熱管理以及系統(tǒng)壽命等難題。公司已成長(zhǎng)為華東地區(qū)最專業(yè)和規(guī)模最大的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成企業(yè)。

納通能源

納通能源成立于2017年，注冊(cè)資本3,666.7萬(wàn)元，擁有上萬(wàn)平米的逆變器及儲(chǔ)能系統(tǒng)的先進(jìn)研發(fā)、制造及測(cè)試基地，年產(chǎn)能1GW以上。公司通過(guò)自主開(kāi)發(fā)的光伏并網(wǎng)逆變器、光儲(chǔ)逆變器、鋰電池系統(tǒng)，以及能源管理系統(tǒng)(EMS)、鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等核心技術(shù)，為客戶提供分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、家庭和商業(yè)儲(chǔ)能的系統(tǒng)解決方案。公司擁有核心產(chǎn)品及系統(tǒng)獨(dú)立完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。截止目前，公司已獲授權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)100余項(xiàng)，其中發(fā)明專利近11項(xiàng)，已獲評(píng)江蘇省瞪羚企業(yè)、高新技術(shù)企業(yè)、專精特新企業(yè)、姑蘇創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才企業(yè)、高新區(qū)領(lǐng)軍人才（高成長(zhǎng)）企業(yè)、蘇州光伏儲(chǔ)能工程技術(shù)中心等多項(xiàng)榮譽(yù)，產(chǎn)品銷(xiāo)往全球40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

*企業(yè)推薦自國(guó)能網(wǎng)·2023年度儲(chǔ)能榜單

儲(chǔ)能BMS的應(yīng)用領(lǐng)域

新能源發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)：新能源發(fā)電領(lǐng)域，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，確保電能的存儲(chǔ)和釋放過(guò)程安全、高效，提高能源利用效率。

微電網(wǎng)系統(tǒng)：在微電網(wǎng)中，BMS作為核心組件之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源的優(yōu)化調(diào)度和管理，保障微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

移動(dòng)通信基站儲(chǔ)能：移動(dòng)通信基站中提供備用電源支持，確保通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，電網(wǎng)不穩(wěn)定或斷電情況下提供關(guān)鍵電源保障。

家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)：家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)中，配合太陽(yáng)能板等分布式發(fā)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)家庭用電的自給自足和能源管理。

電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施：電動(dòng)汽車(chē)充電站中，不僅保障充電過(guò)程的安全，還通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和充電性能。

工業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用：工業(yè)領(lǐng)域，BMS用于儲(chǔ)能系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)電能的調(diào)峰、優(yōu)化電能賬單，以及作為備用電源使用。

電網(wǎng)和發(fā)電廠儲(chǔ)能：電網(wǎng)側(cè)用于頻率調(diào)節(jié)、動(dòng)態(tài)適應(yīng)間歇性電源和負(fù)載變化，以及作為電網(wǎng)的備用電源

儲(chǔ)能BMS發(fā)展趨勢(shì)

BMS研發(fā)技術(shù)門(mén)檻高，而我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟，因此BMS芯片高度依賴進(jìn)口。不過(guò)，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)BMS的逐漸重視，以及技術(shù)人才的儲(chǔ)備，目前已在中低端消費(fèi)電子BMS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一定的替代份額，性能已靠齊國(guó)際先進(jìn)水平，在手機(jī)及TWS耳機(jī)的鋰電池管理應(yīng)用上已于國(guó)內(nèi)多家品牌大廠量產(chǎn)，在筆記本電腦的應(yīng)用上也得到認(rèn)可和采用。隨著新能源市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)缺芯背景下，國(guó)內(nèi)同樣亟需實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能等BMS芯片的進(jìn)口替代，國(guó)內(nèi)公司正摩拳擦掌，紛紛加大布局投入中，目前寧德時(shí)代、比亞迪、欣旺達(dá)等電池廠也在積極找尋國(guó)產(chǎn)替代供應(yīng)商，已有部分公司開(kāi)始進(jìn)入早期驗(yàn)證合作階段。

內(nèi)容資料來(lái)源：能課堂、浙江明度新能源有限公司、中聯(lián)慧能、 華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院等