BMS储能系统用户手册(V1.0)-磷酸铁锂

1、储能电站电池管理系统(BMS)用户手册V1.0(磷酸铁锂电池)风光储深圳市光辉电器实业有限公司i目录1、概述32、系统特点33、储能电站系统组成 44、 电池管理系统主要组成 44.1 储能电池管理模块 ESBMM54.1.1 ESBMM-12 版本54.1.2 ESBMM-24 版本84.2 电池组控制模块 ESGU124.3 储能系统管理单元 ESMU145、安装及操作注意事项 17附录A:产品操作使用界面 18191、概述ESBMS是根据储能电池组特点设计的电池管理系统，实现电池组的监控，管理和保护等功能，为磷酸铁锂电池在成组使用时的安全应用以及寿命的延长等方面都起着决定性的作用。2、系

2、统特点 全面电池信息管理实时采集单体电池电压、温度，整组电池端电压、充放电电流等。 在线SOC断在实时数据采集的基础上，采用多种模式分段处理办法，建立专家数学分析诊断模型，在线预估单体电池的SOC同时，智能化地根据电池充放电电流和环境温度等对SOC预测进行校正，给出更符合变化负荷下的电池剩余容量及可靠使用时间。 主动无损均衡充电管理在充电过程中，采用我司“补偿式串联电流均衡法”和“集中式均衡法”两项发明专利技术调 整单节电池充电电流，保证系统内所有电池的电池端电压在每一时刻有良好的一致性，同时减少有 损均衡方法带来的能量浪费，最大均衡电流不小于 2A。 系统保护功能对运行过程中可能出现的电池严

3、重过压、欠压、过流（短路）、漏电（绝缘）等异常故障情况，通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息，保证系统安全 可靠运行。 热管理功能对电池箱的运行温度进行严格监控，如果温度高于或低于保护值将输出热管理启动信号，系统 可配备风机或保温储热装置来调整温度；若温度达到设定的危险值，电池管理系统自动与系统保护 机制联动，及时切断电池回路，保证系统安全。 自我故障诊断与容错技术电池管理系统采用先进的自我故障诊断和容错技术，对模块自身软硬件具有自检功能，即使内部故障甚至器件损坏，也不会影响到电池运行安全。不会因电池管理系统故障导致储能系统发生故 障，甚至导致电池损坏或发生

4、恶性事故。 专业的负荷联动控制及优化电池管理系统具备相应的数字通讯接口及开放的通讯协议，以及必要的输入输出干节点，可灵 活接入PCS储能电站监控调度系统等，实现联动控制，提高储能电站效率，优化负荷控制和调度 决策。 灵活的模块化设计系统采用模块化设计思路，针对储能电站电池增长扩容的需要，可灵活增加ESBMMI块配置，满足升级扩容要求；同时，针对储能电站用“智能一体化电池”的应用，可灵活配置ESBMMI块在电池箱中，方便用户运行维护。3、储能电站系统组成 磷酸铁锂电池组：能量存储介质； 能量转换器(power conversion system , PCS：实现电池储能系统直流电池与交流电网之间

5、的双向能量传递； 储能电池管理系统(Energy Storage Battery Management System , ESBMS :实现电池组的监控、管理和保护等功能。图1储能电站系统图4、电池管理系统主要组成 ESBMM(Energy Storage Battery Management Module)储能电池管理模块，该模块集单体电池电压、温度采集，自动充电均衡管理、故障诊断等功能于一体； ESGU(Energy Storage Battery Group Control Unit)电池组控制单元，ESGU 主要是对整组电池的运行信息收集，采集整组电池的总电压和电流，对电池组出现的异常

6、进行报警和保护； ESMU（Energy Storage System Management Unit）储能系统管理单元,该管理单元对 ESBM阪 ESGU上传的电池数据进行实时显示、性能分析、记录存储及上传后台。4.1 储能电池管理模块 ESBMMESBMM艮据管理电池节数分为 ESBMM-12口 ESBMM-24分别对应每个模块最多管理12节和24节。4.1.1 ESBMM-12 版本a）产品功能 具有在线检测每节电池电压、温度； 实时报警功能，实现对电压、温度的超限报警； 现场报警，干节点输出闭合，可实现远端计算机报警并显示报警内容； 具有电池组在线均衡功能，可通过对单体电池在线电流充电

7、，提高电池组一致性，延缓电池失效。 具有RS485!讯接口，可接入现场监控单元或后台监控系统，实现远程监控； 采用模块化设计，安装、使用和维护方便，且模块间相互隔离、可靠性高；b）技术参数技术参数技术指标模块工作电源DC930V工作电源功率0 4W模块均衡电源DC6090V均衡电源功率W30W电池均衡电流>2A电池监测节数12节（最多）电压检测范围15V电压检测精度士 5mV温度检测范围-4085 C温度检测精度士 0.5 C输入绝缘电阻>10MQ DC1000V数据通讯接口RS48s CAN阿选）通讯波特率2400、4800、9600 （默认）、14400、19200bps 可选

8、现场显示方式LED工作状态指示技术参数技术指标现场报警方式一路接点输出，故障时节点闭合现场控制方式一路接点输出电池均衡方式自动或远程控制（可设）尺寸及质量250 X 141 X 42(mm)/2Kg安装方式壁挂c）尺寸及安装图安装开孔尺寸（壁挂式安装）250图2 ESBM帔装尺寸图d）端口接线说明 接线端子介绍均衡电源输入端电池均御栗集输入条RS485通讯报警干节点输出CAN通讯供电电源图3 接线说明ESBMM-1采集部分由2片采集IC组成，支持的电池节数配置如下表:节数第2片第1片844945105511561266表1ESBMM-12池组面板接口DC6OV5OV+T 卜k. 11 1 1H

9、 T k “ H+a Mi"+ M »刊小，h t k M * k i 片1!OE6S00 S9 mm寸o mFT1 1o j£一££ 任 茁cnSI 11端口连接说明推荐线束备注DC60V-90V +连接均衡供电+1方建议选择合适的外部电源供电DC60V-90V -连接均衡供电-1方BI12-BI0连接电池均衡线0.5方BV12-BV0连接电池采集线0.5方注：BI0、BV0旨该电池组的电压最低点，即第 1节电池的负极。举例说明：1、下面为一台ESBMM-12 1邪电池采集接线示意图:按照表1, 12节电池要选择6-6。BV眼第1节电池的负极

10、，BV1-BV12分别接第1-12节电池的正极柱。2、ESBMM-12 1淮电池均衡接线示意图：BI0接第1节电池的负极，BI1-BI12分别接第1-12节电池的正极柱。注：1、如均衡线和采集线不共用一个铜鼻，则均衡线 BI0-BI12的铜鼻压电池采集线 BV0-BV121鼻的上面；2、在电池连接端子接入到ESBMM-1模块前，请先确认电池连线接到相应的端子位上。4.1.2 ESBMM-24 版本a）产品功能 在线自动检测每节蓄电池电压、蓄电池组端电压、充放电电流和温度等； 实时报警功能，实现对电压、温度、电流的超限报警； 现场报警，干节点输出闭合，可实现远端计算机报警并显示报警内容； 具有R

11、S485!讯接口，可接入监控系统或现场采集单元，实现数据和告警信息上送，达到远程监控蓄电池组的目的； 采用模块化设计，安装、使用和维护方便，且模块间相互隔离、可靠性高； 产品具有蓄电池组在线均衡维护功能，可通过对单体蓄电池在线小电流充电，提高蓄电池组 电压一致性，达到延缓蓄电池失效的目的。b）技术参数技术参数技术指标模块工作电源DC930V工作电源功率W6W模块均衡电源DC6090V均衡电源功率<60W电池均衡电流>2A电池监测节数24节（最多）电压检测范围15V电压检测精度± 5mV温度检测范围-4085 C温度检测精度士 0.5 C输入绝缘电阻>10MQ DC1

12、000V数据通讯接口RS48s CAN阿选）通讯波特率2400、4800、9600 （默认）、14400、19200bps 可选现场显示方式LED工作状态指示现场报警方式一路接点输出，故障时节点闭合现场控制方式一路接点输出电池均衡方式自动或远程控制（可设）尺寸及质量420 X 200 X 44（mm）/3Kg安装方式机架、壁挂c）尺寸及安装图 机柜式安装主视图俯视图 壁挂式安装主视图俯视图d）端口接线说明接线端子介绍图6报警干节点输出拨码供电电源 接线说明ESBMMI集部分由4片采集IC组成，支持的电池节数配置图如下:节数第4片第3片第2片第1片12-6613-44514-45515-5551

13、6-55617-56618-666194555205555节数第4片第3片第2片第1片215556225566235666246666ESBM嘴电池面板接表2端口连接说明保险丝推荐线束备注VH+连接均衡供电+-1方 5米建议选择合适的外部电源供电VH-连接均衡供电-1方 5米BI24-BI0连接均衡电池线3A1方 5米BV24-BV0连接采集电池线1A0.5方 20注：BI0、BV0旨该电池组的电压最低点。举例说明：下面为一台ESBMM 2节电池采集接线示意图:其中BV0-BV瞅用是第1片采集IC;BV6-BV12使用是第2片采集ICBV12-BV18使用是第3片采集IC;BV18-BV24使

14、用是第4片采集IC按照表2,22节电池要选择5-5-6-6 ,所以BV24-BV23B 接、BV18-BV1视接。ESBMM 2节电池均衡接线示意图:ESBM解衡接线方式按照 BT1-BT24对于BI0-BI24的方式连接，多余的引脚不连接。注：在电池连接端子接入到 BMMI块前，请先确认电池连线接到相应的端子位上。均衡测试线、电压采集线规格选择均衡测试线规格距离电压采集线规格距离1方5米0.3方12米1.5方7.5米0.5方20米2方10米0.75 方30米2.5方12.5 米1方40米4方20米容许最大米样线线阻：1.5 Q4.2 电池组控制模块ESGUESGUfe要是对整组电池的运行信息

15、收集，采集整组电池的总电压和电流，对电池组出现的异常进行报警和保护；能根据安全处理规则的要求对电池组进行保护，确保电池系统的安全、稳定运行，当电池严重过压、欠压、过流（短路）、漏电（绝缘）等异常故障情况出现时，储能系统管理单元发出命令至该单元，控制整组电池的开断，避免电池被过充、过放和过流。a）产品功能 具备系统上电自检功能，主要包括所有传感器、系统状态等； 具备电池组端电压、电流、温度等检测功能； 具有电池正负极对机壳的绝缘检测功能； 具有管理主接触器控制及主接触器反馈信号检测功能； 异常报警及硬接点保护控制功能； 具备CAN/RS48鬼线通讯功能。b）技术参数技术参数技术指标模块工作电源D

16、C12V工作电源功率<10W电压检测范围<1000V电压检测精度±0.2%电流检测范围分流器决定（例如150A/75mV型号）电流检测精度< ± 0.5% （满量程）技术参数技术指标温度检测范围-4085 C温度检测精度士 0.5 C绝缘电阻检测精度±5%通讯接口RS485 CAN外形尺寸270 X 124X40(mm)/3KG安装方式壁挂c）接口及连线接口接口描述功能描述线束定义CAN250KbpsESMUUI过CAN总线与ESGUS行通信，上传电压，电流，温度，绝缘电阻等信息，以及ESMU对ESGUF发控制命令（可选）屏蔽差分双绞线，1 1K

17、V绝缘RS4852.4K19.2KESMUUI过RS485总线与ESGUS行通信，上传电压，电流，温度，绝缘电阻等信息，以及ESMU对ESGUF发控制命令屏蔽差分双绞线，1 1KV绝缘电流检测输入2芯线外接稳流器，测试电池组总回路电流最小1mm铜芯线电压检测输入2芯线外接电池组两端电压，测试电池组总电压与电池总正与总负相连至少2000V耐压值温度检测输入3芯线外接温度传感器，检测外部温度最小1mm铜芯线绝缘电阻检测输入3芯线测试电池组与大地之间的绝缘电阻值与电池总正与总负相连，至少2000V耐压值Poutput湿节点2芯线驱动外部电路，比如接触器最小1mm铜芯线Input 开天里输入模拟开关量

18、输入端口，比如，接触器的反馈信号最小1mm铜芯线Output 开天里输入继电器输出模拟开关量输入端口，现场报警，故障时闭合最小1mm铜芯线d）安装尺寸图及端口电池组控制单元姮 1+1品】扁I一宣 园 总4.3 储能系统管理单元 ESMU对ESBMM口 ESGUt传的电池数据进行实时计算、性能分析、报警处理及记录存储； 与PCS主机、储能调度监控系统等进行联动控制，根据输出功率要求及各组电池的SOCM化负荷控制策略，保证所有电池组的总运行时间趋于一致。a）产品功能1）监测显示数据 监测显示单体电池电压数据； 监测显示电流数据； 监测显示温度。温度包括：环境温度、BMM勺数据。2）报警功能 通讯连

19、接报警； 温度过高或者过低报警； 单体电压过高及过低报警； 组端电压过高或者过低报警； BMM错误报警。3）保护 单体电压过低或者过高保护； 温度过低或者过高保护； 组端电压过高或者过低保护。4）参数设置 电池组安装及运行参数的设置； 网络通讯参数设置； 接口协议参数设置； ESGU参数设置。b）技术参数技木参数技术指标模块工作电源AC220V工作电源功率<10WCPU采用 Davinci 平台，ARM9+DSP操作系统Linux人机界面7寸触摸屏800 X 480 TFT真彩通信接口RS485*2, CAN*1, Ethernet10/100M , RS232*1内存容量64M技术参数

20、技术指标数据储存USB S叶外形尺寸290 x 130X81(mm)/2KG安装方式欺入式安装c）接口及连接接口接口描述功能描述线束定义POWER SW电源开关ESMU卜部电源开关DC110V/DC220V直流电源输入端口最小1mm铜芯线1000V绝缘AC220V交流检测输入口最小1mm铜芯线1000V绝缘OUTPUT12干接点输出口继电器输出模拟开关量输入端口，现场报警，故障时闭合最小1mm铜芯线INPUT有源检测输入口最小1mm铜芯线CAN250KbpsESMUB过 CAN总线与 BMM ESGU PCS通信，数据传输以及控制（可选）屏蔽差分双绞线，1KV绝缘COM1(RS485)2.4K

21、19.2KESMUB过 RS485W BMM ESGU PCS通信数据传输以及控制屏蔽差分双绞线，1KV绝缘COM22.4K19.2K后台通信串口（ RS232/RS48同选，通过 SW切换）屏蔽差分双绞线，1KV绝缘LANRJ45,10/100M,Base-TXESMU!过ethernet与储能后台通信超五类屏蔽双绞线TEST测试端口SD用于程序升级USB2.0用于程序升级和数据导出d）安装尺寸及端口说明图9 ESMU安装尺寸图POWER SW:电源开关AC220:交流检测输入口OUTPUT12:干接点输出口COM1:采集设备通信串口（ RS485LAN:以太网口图10DC110/DC220

22、:电源输入线INPUT:有源检测输入口CAN: CANg 口TEST:调试串口SD: SD卡插口COM2通信串口（ RS232/RS48甲I选，通过SW换）5、安装及操作注意事项 为了保证施工人员和设备的安全，接线时请将电池组从运行设备中脱离; 安装时请注意电源和接入组端电压极性； 做好工器具的绝缘工作，正确使用工器具；按端口说明及系统连线图; 模块外壳及接地端子一定要可靠接地，最好是直接与设备间专用的二次设备接地网相连（或通过屏柜的专用铜排），并确保保护接地的连续性、可靠性。接地点应远离一次设备的接地点，特别是要远离避雷针（器）的接地点； 产品运行时绝对禁止带电插拔插件！必要的操作应由专业人

23、员按照本说明书及现场运行的作业规程的规定进行，设备电源连续开断的时间间隔应大于5秒； 产品的某些端子带有高电压或大电流，正式投运前一定要确认连接无误并拧紧端子；需要测量时，千万要小心使用仪表和工具，避免出现短路、接地、开路等事故； 严禁非本公司专业技术人员打开各功能模块。附录A:产品操作使用界面A.1登陆界面。用户类型分为运行人员登陆和操作人员登陆用户类型：运行人员 二密码：|登录图A.1A.2进入主界面图A.2A.3进入蓄电池运行信息运行监测电池测试历史数据参数设置设备管理关于柱显I ±-Si I 下一页电池组:fl *状态：浮充返回监测信息：®电压 o单体温度。内阻端电

24、压1 0SO. CW 电流：。0A 环境温度+ 30. 0E最高：1#乙254V 最低：252, 250V , 一GOU 2 25011#； 2. 25021#： 2, 254)31#; 2. 25(H4U-2. 250D51拌；之 25酰25D7 1#;之 2531 张之 25, 002#. 2. 254112#: 2. 2522# . 2. 254)32#: 2. 25©42, 2. 25®52#:2. 25QD62fr.2. 25® 72#: 2. 250D82fr.2. 250 003#： 2. 254)1 维：2 25023#： 2. 25由3涉 2 2

25、50D43#-2. 25®5甯：之 252)63-2. 250&73#：2 250033:2, 250 004# 2. 25451#:之 25心24# 2. 254)3银：2 2544律 2, 25闻5咻：2 2564# 2. 250DM#:2. 25We4f, 2. 250 005# 2. 254)1 舱：2250252, 250035:225(1)45#-2. 250D55#：2. 25S)65t：2.2575#：之 25的4225。006常 2, 254)1:2250£6#2. 25闻3骅：2”46#2. 25®56#: 2.非即66律 2.25&#

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27、莒 2. 2542卵：2 25电3。# 2. 25aM冲：2 23心5。律 2. 2556冲：2. 25伽70律 2. 25QP8tW:2, 250090举 2 250-1|“12-11-12 09:45:05组 1:内阻测试运行监测 电池测试 历史数据 参数设置 设备管理 关当前报警 上一页下一页总页数 0当前页 0编号报警描述A.4进入当前信息报警。运行中出现故障，所有告警量都会显示12-11-12 10:17:03图A.4运行监测电池测试历史数据参数设置设备管理 关于组号HN壬动断开总路I 故障排除复位1 返回ESGU设备运行状态信息列表项目数值项目数他ESGU组端电压上限告警无告警ES

28、GU正极绝缘电阻下限告警无告警ESGU组端电压下限告警无告警ESGU正极维缗电咀下限切断ESGU电流上限告警无告警ESGU负极绝缘电阻下限告警无告警ESGU电流下隈告瞥无告警ESGU负极维缘电阻下限切断无告瞥ESGU温度上限告警无告警ESGU开关状态寄存器断开ESGU温度下限告警无告警ESGU组端电压660. OOVESGU组端电压切断上限告警无告警ESGU电流0. 0DAESGU组端电压切断下限告警无告警ESGU温度30 (TCESGU电流切断上隈告警无告警ESGU版本号0 nESGU电流切断下限告警无告警EEGUIL极绝缗电阻0. 0Q1 :运行监迎A.5ESGU运行信息12-1 1-12

29、 10:18:21组1:运行监测图A.5#A.6 SOC界面P9inVindav_ X运行监测电池测试历史数据参数设置设备管理关于SQC分析结果柱显 I上一页 下一页5池蛆:H- 返回最大值：。01树00.0最小值：001#100-0单位:%oot#1g(D13#:100鲸济WOQD37#;100.叫潴100. 0D61#:100.0D73#100. 0)35#:100.0D97fi：wo. a002#：100.0D1 琳:100.QD26#：100辘;100.QD50作：1000062#：100.©74#：100.0)86#：100.由9僚:100.0003#.100.©

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33、浒100.值25#1000037#：100.QD49SW0.0D61#:100.叩了 3肆100.CE35#:100wo.002#：100.0)14#：100.0D2#:：100皿3甜:100.0050#：1000D6 弟:100.(D74S 1000D86#：100.AD9SS：100.0003#.100.01进100.崎#.100.®39#：100.51#100. 63#:1000075 俳 100.0)07#:100.购99 件 100.084#1g0D16fr:100QD28#W0.100.52#100四#:100©76ft 100.8沛100a 00*wo.0005#100皿17尊:100.晚哪W0.0D41#:100.GD53 律100,(D蝴;100.©77#： 100.H39#:100.口。1#100.005#：100如眯100.的3(评:1003绯100.QD54S.1000D66#：100.的7储.100.OS90#:100.ao2t：100.0007年100.0119#：100.(D3U100.QM3#：100.100.(DS7#.100d»79tt 100(D91#：1000 0眯100.000S#wo.皿2朋100期32乾W0.am生100解6#W0.眦哪10080律W0.