BMS的作用,以及为什么要和逆变器通信
了解锂电池BMS的功能、它如何与逆变器对话,以及有无通信会有什么不同。还能在计算器里模拟各种限值。
什么是BMS
BMS(Battery Management System,电池管理系统)是照看锂电池的电子系统。它测量每一个电芯,一旦有参数超出安全范围就会动作。成品机架式电池的BMS已经装在机壳内部。如果是自己用电芯组装的电池,就必须另外选配BMS,并且要保证它的电流和电压等级与电池匹配。
保护
安全遇到过压、欠压、过流、短路以及温度超出范围时,切断电池。
均衡
寿命让各电芯的电量趋于一致,避免最弱的电芯限制其他电芯或被过充。
测量
信息测量电压、电流和温度,并估算电池的荷电状态(SoC)和健康状态(SoH)。
通信
集成把电流限值和充电电压告诉逆变器,并从逆变器接收充电和放电指令。
BMS防护什么
| 充电 | 放电 | |
|---|---|---|
| 电芯电压过高 | 禁止充电 | 无影响 |
| 电芯电压过低 | 无影响 | 禁止放电 |
| 温度过低 | 可能禁止(例如LiFePO4低于0 °C;各型号限值不同) | 降低电流 |
| 温度过高 | 降低或禁止 | 降低或禁止 |
| 过流或短路 | 切断 | 切断 |
电池与逆变器之间的对话
除了动力线缆,还有一根通信线缆,通常是CAN或RS485。BMS通过它告诉逆变器此刻最多能充多少、放多少,逆变器照此执行。没有这条通信线,逆变器只能靠电压来猜测电池的状态,而锂电池的电压曲线非常平坦,靠电压判断荷电状态很不准确。
- 电池带BMS
- 限值和状态
- 通信CAN或RS485
- 指令
- 逆变器遵循限值
- 住宅
有通信
逆变器知道电池的需求
- 实时遵循电流限值
- 显示BMS上报的荷电状态估算值
- 电池满电或过冷时降低充电
- 避免保护性停机
无通信
逆变器收不到BMS数据
- 使用手动设置的固定电压
- 荷电状态由电压或外接监控器估算
- 电池可能毫无预警地断开
- 兼容性更难预料
模拟BMS
调节一块LiFePO4电池的荷电状态和温度。示例按典型规则显示,充电和放电何时被允许、降低或禁止,以及BMS向逆变器报告的限值。你会发现,在极端温度或接近满电、接近放空时,BMS会先降低电流再切断,这样逆变器和电池都不容易受到冲击。
购买前要确认什么
- 兼容清单:逆变器厂家会公布它支持的电池和协议
- 协议:CAN或RS485只是接口;两端还必须使用同一种应用层协议,且版本一致
- 通信线缆:接线定义因型号而异;请使用说明书指定的线缆,不要随意用普通网线代替
- 设置:在逆变器上选择带通信的电池型号,而不是通用类型
- 并联电池:确认各BMS之间以及与逆变器之间如何通信,有的型号需要设置主从地址
使用Editor Solar绘制系统图
下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。
动手试试: 在图上写出你的逆变器的通信协议(CAN或RS485),并到厂家的兼容清单里确认这款电池是否兼容。
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