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米尔方案:基于ARM核心板的电池管理系统(BMS)

米尔MYIR 来源:米尔MYIR 作者:米尔MYIR 2023-02-09 17:05 次阅读

BMS全称是Battery Management System,电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的设备,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。

电池储能系统由电池组、储能变流器(PCS)、能源管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)以及其他电气设备共同组成。电池组负责储电;储能变流器(PCS)控制电池组充放电过程,进行交直流的变换;能源管理系统(EMS)进行数据采集、网络监控和能量调度;电池管理系统(BMS)负责监控电池储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全运行。

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BMS是电池储能系统的核心子系统之一,负责监控电池储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全可靠运行。BMS能够实时监控、采集储能电池的状态参数(包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等),并对相关状态参数进行必要的分析计算,得到更多的系统状态评估参数,并根据特定保护控制策略实现对储能电池本体的有效管控,保证整个电池储能单元的安全可靠运行。同时BMS可以通过自身的通信接口模拟/数字输入输入接口与外部其他设备(PCS、EMS、消防系统等)进行信息交互,形成整个储能电站内各子系统的联动控制,确保电站安全、可靠、高效运行。

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图:米尔STM32MP157核心板的电池储能系统

储能BMS因为电池组规模庞大,大多都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。

从控:电池单体管理单元BMU(battery module unit,也有的叫CSC/CSU等),负责采集单体电池信息如电压、温度,计算分析电池的SOC和SOH,实现对单体电池的主动均衡,并将单体异常信息通过CAN通信上传给电池簇管理单元BCU;

主控:电池簇管理单元BCU(battery cluster unit,也有高压管理单元HVU、BCMU等),负责收集BMU上传的各种电池信息,采集电池组的组电压、组温度、电池组充电放电电流、总电压信息,漏电检测,状态异常时断电保护;计算分析电池组的SOC和SOH,并将所有信息通过CAN通信上传给电池阵列管理单元BAU;

总控:电池阵列管理单元BAU(battery array unit,也有叫BAMS、MBMS等),对整个储能电站的电池进行集中管理。向下连接各个电池簇管理单元,采集电池簇管理单元上传的各种信息;向上与能源管理系统进行信息交互,通过以太网上传采集的电池信息,接收EMS系统下达的电池运行参数;通过CAN或RS485与变流器PCS通信,BMS将电池状态量及异常信息发送给变流器,储能变流器PCS接到BMS告警信息后应进行相应的保护动作。

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图:米尔MYD-YA157C-V3核心板及开发板

电池阵列管理单元BAU采用米尔ARM架构的MYC-YA157C-V3核心板,核心板基于STM32MP157处理器,Cortex-A7架构,支持1路千兆以太网,2路CAN接口和8路UART接口,满足设备与电池簇管理单元(BCU)、储能变流器(PCS)和能源管理系统(EMS)数据通信功能。大容量存储设计,支持系统长期数据存储;拥有丰富的接口,可连接高清触摸屏幕,显示各类数据信息,实现就地监控和能量管理;拥有千兆网口和RS232RS485等数据通讯接口,可轻松应对各类场景下的多种功能需求;支持wifi模块数据通讯,带来更快地响应速度和物联网化构建需求。

核心板资参数:

项目 参数
CPU STM32MP157AAC3,TFBGA361,12×12mm
可选
电源管理芯片
STPMIC1APQR
标配
DDR3
256MB/512MB/1GB容量可选
可选
NandFlash 256MB/512MB/1GB容量可选 可选
eMMC
标配4GB,容量可选(4GB,8GB,16GB等等)
可选
Ethernet
10M/100M/1000MPHY
标配
ExpandIOConnector
邮票孔连接
核心板工作温度
商业级:0℃~+70℃,工业级:-40℃~+85℃
可选
核心板尺寸
43mm×45mm×1.2mm
核心板PCB工艺
8层板设计,沉金,独立的完整接地层,无铅工艺

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米尔MYC-YA157C-V3核心板标注图

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米尔MYD-YA157C-V3开发板标注图

审核编辑黄宇

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