2023版國標(biāo)《電力儲能用電池管理系統(tǒng)》(GB/T 34131-2023)近期已正式發(fā)布,將于今年10月1日正式實施。BMS作為實現(xiàn)儲能電池“可視化”和“可控化”的核心設(shè)備,通過對儲能電池進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、保護(hù)報警、控制、狀態(tài)估算等功能,從而實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的安全高效運行。新國標(biāo)的實施也將帶來BMS的重大迭代。
新國標(biāo)規(guī)定了BMS工作環(huán)境、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等內(nèi)容,內(nèi)容變化較大,內(nèi)涵更為豐富,將對BMS設(shè)備制造、工程設(shè)計、檢驗檢測、運行維護(hù)帶來重大變革。
首先是數(shù)據(jù)采集,由于BMS基于電流、電壓和溫度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實現(xiàn)保護(hù)、控制、狀態(tài)估算及均衡等功能,因此,降低采樣誤差并設(shè)置合理的采樣周期是重中之重。新國標(biāo)對電流、電壓、溫度的采集誤差和采樣周期進(jìn)行了“精細(xì)化”和“科學(xué)化”的規(guī)定。
新國標(biāo)基于采樣傳感器的技術(shù)水平、數(shù)據(jù)傳輸管理及綜合成本等因素,針對電壓、電流和溫度的不同區(qū)間提出“差異化”采樣誤差的要求。對于采樣周期,不管是電壓、電壓和溫度的采集頻次均大幅提高,提高儲能電池的控制顆粒度,滿足儲能系統(tǒng)的快速保護(hù)動作,但同時也對BMS和EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和存儲能力提出更高的要求。
以通信功能為例,新國標(biāo)提出BMS內(nèi)部以及與PCS、監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通信接口和通信協(xié)議,將BMS定位為儲能二次系統(tǒng)的“中樞”,實現(xiàn)快速統(tǒng)一的通信和聯(lián)動功能需要。
此外,新國標(biāo)將BMS的運行環(huán)境溫度由0~45℃修訂為-20~65℃;SOE最大允許誤差由8%修訂為5%;平均無故障工作時間由不少于40000h修訂為不少于20000h,運行壽命不低于10年等等。
矽力杰致力于全面布局BMS領(lǐng)域,支持全溫運行的BMS AFE芯片及其配套的2合1通信橋接芯片在芯片設(shè)計過程中對軟件、硬件等方面進(jìn)行性能全面優(yōu)化升級,有助于延長電力系統(tǒng)電池使用壽命,提高安全可靠性,降低設(shè)計成本,推動新型儲能全面市場化發(fā)展。
矽力杰工業(yè)儲能BMS AFE芯片解決方案SQ68118可在-40~125℃環(huán)境溫度下運行,最高可支持18串電池監(jiān)測和被動均衡,內(nèi)置16位ADC可編程測量, 任意通道支持Bus-Bar采樣。電壓采樣精度常溫可以到1mV, 全溫度范圍和全電壓供電也能保證5mV測量精度。采樣通道耐壓最高可以支持 ±100V,最大程度滿足新國標(biāo)對電力系統(tǒng)電流、電壓、溫度的數(shù)據(jù)采集的要求,SQ68118配備完善的智能熱管理功能,內(nèi)置獨立的過壓欠壓保護(hù),其配備的超低靜態(tài)電流關(guān)機(jī)喚醒模式,休眠保護(hù)模式及通信激活模式,極大程度延長電池使用壽命,提高電力系統(tǒng)安全可靠性。
SQ68118
18串精密電池監(jiān)測器和被動均衡器
◆ 工作電壓:12V~80V,6 ~ 18 串電池組
◆ 16位MAIN ADC帶可編程測量時隙(典型157us)
◆ 18通道電池組和母線電壓測量精度 ± 1mV
◆ 12通道GPIO電壓測量用于電壓比值精度:±0.2%
◆ 芯片溫度測量精度:±5℃
◆ 可配置的ADC后置數(shù)字低通濾波器
◆ 支持母線電壓連接和測量
◆ 集成N FET用于電池被動均衡
- 每通道最大300mA均衡電流
- 智能熱管理(電池、PCB、芯片)
- ADC測量過程中自動暫停鄰近通道開啟
- 休眠模式下可用
◆ 內(nèi)置獨立的硬件OVUV / OTUT保護(hù)
- 提供可編程的OVUV計數(shù)器以允許消除抖動
- 支持每個通道靈活的OTUT閾值選擇
- 休眠模式下反向喚醒主機(jī)
◆ 3個操作模式
- 關(guān)機(jī)模式:超低靜態(tài)電流準(zhǔn)備喚醒
- 休眠模式:OVUV,OTUT保護(hù)、均衡、通信線路的心跳信號
- 激活模式:用于ADC測量和菊花鏈通信
◆ 魯棒的菊花鏈通信
◆ 封裝:TQFP10×10-64E
矽力杰工業(yè)儲能AFE配套通信橋接接口芯片SQ66000可在-40~125℃環(huán)境溫度下運行,SPI接口工作頻率高達(dá)2~6MHz,支持反向喚醒和超低功耗特性,幫助BMS和EMS系統(tǒng)實現(xiàn)更好的的數(shù)據(jù)處理和存儲能力。
SQ66000
SPI通信收發(fā)器
◆ 12V/5V工作電壓
◆ SPI接口:2MHz~6MHz
◆ 256字節(jié)TX FIFO和32字節(jié)RX FIFO
◆ 工作模式
? 休眠模式:支持5μA靜態(tài)電流反向喚醒主機(jī)
? 激活模式:支持環(huán)形架構(gòu)通信并將故障直接通知主機(jī)
◆ 封裝:TSSOP16E
儲能技術(shù)發(fā)展迅速,相關(guān)規(guī)程規(guī)范也在加緊新編或修訂以適應(yīng)儲能的快速發(fā)展需要,為行業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展“精準(zhǔn)指向”。矽力杰將持續(xù)致力于開發(fā)性能更優(yōu)的BMS芯片,促進(jìn)能源加速轉(zhuǎn)型,共建綠色美好未來。