储能系统中的BMS技术
1 BMS功能
2) SOC估算；
3) 电池系统报警以及保护功能；
4) 充、放电管理；
5) 均衡功能；
6) 运行参数设定功能（接入调试上位机后可进行设定）； 7) 故障运行模式；
8）环流控制模式；
9）本电池管理系统能够在本地对电池系统的各项运行状态进行显示包括（接入调试上位机后可进行设定）。
2 BMS系统接线图
BMS系统接线图如下所示：
图5-1 BMS系统接线图
3 BMS技术要点
3.1 电池均衡技术
（1）电池系统中电池的一致性差异会造成能量的水桶效应，导致充电时，容量最小的电池易过冲，放电时，容量最小的电池又容易过放。长期以往，容量最小的电池易受损，导致系统容量变小，然后进入恶性循环，影响电池寿命。
（2）目前均衡电池的常用方法：电阻分流法、开关电容法、分布式均衡方案。
（3）电阻分流法：目前应用最多的均衡技术，原理简单，易实现、成本低廉。其原是把电压较高的电池通过一个电阻进行放电，使电池电压趋于低电压电池，实现均衡目的。原理图如下： 图5-2电阻分流法基布原理图
（4）开关电容法：利用开关和电容的组合实现能量的相邻电池中的传递（如图5-3所示），直到所有电池达到统一的电压。改方法损耗小，但存在以下问题
①没传感器，当出现故障时可靠性不能保证；
②只能做到电压均衡，无法做到SOC均衡；
③均衡效率低，不适用大电流充电时的快速均衡；
④相邻电池电压很小时，均衡时间将非常长。
图5-3 开关电容法原理图
（5）DC/DC变流器法：利用电子电力方法进行均衡，按结构可分为集中式和分布式。是目前锂电池均衡研究的主要方案。
①集中式带变压器的均衡方案：通过一个多输出的变压器，将能量传递到电压最低的电池中。一次侧和二次侧采用正激和反激结构。如图5-4、5-5所示。优点是均衡效率高，速度快。缺点是二次绕组匹配困难，变压器漏感造成的电压差很难补偿，不易于模块化，开关管耐压高等。 图5-4 正激法图5-5 反激法
②分布式均衡方案：分布式结构是在每个电池单体两端并联一个均衡电路，属于放电式均衡，即能量通过高的电池向整个电池组或者其余某些电池放电。其特点是易模块化，不足之处就是元器件多。分布式均衡法又可以分为变压器式隔
离型和电感式非隔离型。
Ⅰ变压器式隔离型：反激励式最为常见，优点是效率高、开关元件的电压等级和串联级数无关，适合于串联电池单体数较多的电池均衡。缺点是：效率不高，有漏感问题，不易集成。原理图见图5-6。
图 5-6变压器式隔离型原理图
Ⅱ电感式非隔离型：充电时，电压较高电池的充电电流通过一个电感储存能量并分流到相邻电压较低的地池。放电时，放电电流通过这个电感储存能量分流到相邻电压较低的地池。原理图如图5-7所示。其特点是克服了变压器隔离式均衡技术的缺点，拥有电流大、均衡时间长、热耗低，效率高等特点。
图5-7电感式非隔离型原理图
3.2 电池模拟量检测技术
（1）电池模拟量监测技术包括电池电压、温度和电流监测及其采样周期，监测精度越高，采样周期越短。
（2）点出储能系统对BMS的采样精准度及采样周期要求一般为电压＜±5mV，
采样周期＜10ms；温度＜±2℃，采样周期＜10ms；电流＜1%，采样周期＜100ms。
3.3 电池堆SOC与SOH的估算
（1）概念：电池组的SOC是衡量电池剩余电量的重要参数。SOC估计是电网对电站进行调度的重要指标。
（2）常用的算法：
①库仑法：库仑法即电流积分法、安时计量法。是最常用SOC的估算法。
②电压法：电池负载电流保持不变时，电池的负载电压与SOC变化为线性关系，因而可利用负载电压估计电池的SOC。优点：在恒流放电时，具有良好效果。缺点：适合SOC呈线性关系比较明显的铅酸电池，不适合锂电池，特别是磷酸铁锂电池。
③神经元网络法：优点：神经网络具有非线性的基布特性，对于一定的外部激励，能给出相应的输出，能模拟电池的动态特性。缺点：需要大量的参考数据进行训练，估计误差收到训练数据和训练方法影响很大。
④卡尔曼滤波法：卡尔曼滤波法是对动力系统的状态做出满足均方根误差最小的最优估算。但是其运算量非常大。
状态方程：
观测方程：
3.4 通信与干扰
（1）电池储能系统BMS要求具有高速通信、管理电池单点多、层次化管理等功能，负责数据的采集和传送。
（2）BMS常用抑制工模干扰的方法：
①保持良好接地；
②采用变压器或光耦器件等浮地保护技术；
③增加电路设计的抗干扰能力；
④电源引入干扰的抑制。
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