目前市場上90%的企業(yè)都在做低壓BMS，而低壓BMS中又有90%以上的企業(yè)在做汽車動力BMS。因此造成市場上很難找到真正從事高壓高電流的BMS企業(yè)。筆者通過大量的搜索排查終于篩選出幾家專注于高壓高電流的BMS企業(yè)。下面就以其中一家集成能力相當好的一家BMS為例對高壓BMS在市場中的應用做一番闡述。

    由于技術(shù)門檻比較高，多數(shù)的BMS企業(yè)只關(guān)注BMS的電路板的可靠性，而并沒有從整個鋰電池系統(tǒng)的高效性和可靠性上作過多考慮，這就導致很多BMS板子的質(zhì)量雖然不錯，但一旦裝入電池系統(tǒng)中后沒多久就出現(xiàn)各種各樣的兼容問題，效率和可靠性上大打折扣，從而降低了用戶的體驗度。

    高壓BMS產(chǎn)品介紹

  藍鋰科技為客戶生產(chǎn)的BMS系統(tǒng)樣板，無論從外觀上，結(jié)構(gòu)上看還是從整體性能上來說都堪稱佳作。該儲能管理系統(tǒng)包含3至5層架構(gòu)：電池管理單元模塊（BMU），柜級電池管理系統(tǒng)（CBMS），電池堆級管理系統(tǒng)GBMS，儲能管理軟件系統(tǒng)平臺（BBMS）人機界面（HMI）

其中BMU分為13-16串及19-24串兩種規(guī)格，板子安裝在電池模塊箱內(nèi)負責采集電池模塊中單體電芯的電壓、電流、溫度及電池間的壓差智能均衡。

CBMS由保護器件、開關(guān)器件、電流電壓檢測器件等組成，對內(nèi)負責與柜內(nèi)多個電池模塊進行通信，管理柜內(nèi)充放電狀 態(tài)。與用戶 PCS 進行電氣連接，在二級管理系統(tǒng)時與 PCS 交換數(shù)據(jù)與命令，在三級管理系統(tǒng)時與 GBMS 通信交換數(shù) 據(jù)與命令。

GBMS由工控機及相應通信系統(tǒng)組成，對內(nèi)負責與 CBMS 通 信交換數(shù)據(jù)和命令。在 3 級管理系統(tǒng)時對外負責與用戶 PCS 交換數(shù)據(jù)和命令，同時與用戶 EMS 系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)和命令。在 4 級管理系統(tǒng)時對外負責與用戶 PCS 交換數(shù)據(jù)和命 令，同時與 BBMS 系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)和命令或上級 BBMS 系統(tǒng) 交換數(shù)據(jù)和命令。

BBMS由雙機熱備份服務器及通信系統(tǒng)組成，對內(nèi)與 GBMS 交換數(shù)據(jù)與命令，對外與用戶 EMS（能量管理系統(tǒng)）系統(tǒng) 交 換 數(shù) 據(jù) 和 命 令 。

HUI系統(tǒng)與用戶進行交互和信息交換的媒介。在 2 級管理 系統(tǒng)中為帶觸摸功能的顯示屏。在 3 級管理系統(tǒng)中為工控 機觸摸屏。在 4 級管理系統(tǒng)中為服務器顯示器。

高壓儲能BMS的市場前景及應用

      儲能是指在能量富余的時候，利用特殊技術(shù)與裝置把能量儲存起來，并在能量不足時釋放出來，從而調(diào)節(jié)能量供求在時間和強度上的不匹配問題。儲能技術(shù)包括物理儲能、電化學儲能、電池儲能三大類，以及發(fā)電及輔助服務、可再生能源并網(wǎng)、用戶側(cè)、電力輸配、電動汽車五大類應用領(lǐng)域。

      彭博社（BNEF）最新發(fā)布的一份報告顯示，到2040年，全球儲能規(guī)模預計將增長122倍，達到1095 GW／2850 GWh。

盡管鋰離子電池的成本到如今已經(jīng)下降了85％，未來十年還將在現(xiàn)有的成本上下降50％，但儲能的熱潮仍需要6620億美元的投資。另外，由于價格下跌，到2040年可再生能源將占全球電力的近40％，高于目前的7％，而不少歐美國家早已提出到2050年100％可再生能源發(fā)電的愿景。

      我國居民用電及工業(yè)用電的價格在世界各國中偏低，再加上我國電網(wǎng)極其龐大，目前大部分光伏、風電所產(chǎn)生的電能都可以直接并網(wǎng)，當電能足夠多時，將多余電能儲存起來也是國家電網(wǎng)要考慮的事情，因此要建設(shè)大規(guī)模的儲能電站也只能是由國網(wǎng)來建設(shè)。事實上近年來較大的儲能項目都是由國網(wǎng)主持建設(shè)的。由于目前鋰電成本比較高，大多數(shù)儲能企業(yè)比較傾向于采用退役的梯級電池及庫存電池來建設(shè)較大的儲能電池以獲取收益。另外就是孤島、偏遠地區(qū)及電價差比較大的地區(qū)都適合建設(shè)小型的儲能電站?？偟膩碚f，隨著電池成本的下降，我國的電池儲能項目正在逐年增加，再加上國家鼓勵政策的逐漸明朗，電池儲能項目將會在不久的將來呈現(xiàn)井噴態(tài)勢。國外很多國家一直以來光伏、風電占比就比較重，電價較高，不存在大的電網(wǎng)，因此儲能市場發(fā)展勢頭比較好，基本上哪里有發(fā)電哪里就會有儲能需求。

      BMS在整個儲能系統(tǒng)中的價格所占比重雖然在10%左右，但其發(fā)揮的作用卻是極其重要的。國內(nèi)很多大型的電池廠商要么自己研發(fā)BMS，要么收購第三方BMS企業(yè)，要么與BMS企業(yè)合作互相綁定。而高壓BMS這塊的研發(fā)是一個相當漫長的過程，不是因為其技術(shù)有多難，而是要通過長期的技術(shù)經(jīng)驗積累，穩(wěn)定的源材料供應，以及不同場景下應用產(chǎn)生問題的解決能力。上面推介的這套高壓BMS主要支持磷酸鐵鋰電池的儲能系統(tǒng)或鋰電不間斷電源系統(tǒng)(鋰電UPS)的電池管理，單柜最高電壓可達1000V,電流可達800A，而對于三元電池的支持則需要簽訂免責條款才能供貨。這么強悍的技術(shù)支持能力，據(jù)筆者了解只有美國的Nuvation公司才能與其媲美。 對于鋰電鋰電UPS大機的電池管理方案，該公司也早在2017年就發(fā)布了全球首個完善的解決方案。至于儲能BMS與UPS電池管理方案有何不同之處，我想應該就是其不可間斷的原理吧。

高壓儲能BMS的配置及電池模組的成組方式

       儲能就是以某個固定的電池模組（如13-16串或19-24串）串聯(lián)到一定的電壓，以15串48V150Ah為例，15（N）個模組串聯(lián)即720V,我們稱之為單柜720V系統(tǒng)(108kwh)，再以單柜720V進行多柜并聯(lián)，最大可并32個柜。我們并10個柜可以得到1.08兆瓦時，并20個柜可以得到2.16兆瓦時，適合20尺柜和40尺柜的集裝箱儲能安裝，同樣也適合各種機架式的室內(nèi)儲能系統(tǒng)配置。按照上面的電池成組方法，1兆瓦的儲能BMS配置為：BMU數(shù)量：150套，CBMS數(shù)量：10臺 GBMS數(shù)量：1臺。2兆瓦的儲能BMS配置為：BMU數(shù)量：300套，CBMS數(shù)量：20臺 GBMS數(shù)量：1臺。合理的電池模組成組方式可以大大節(jié)約BMS及其周邊配件成本，也可以提高整個系統(tǒng)的運行效率及系統(tǒng)的可靠性。影響電池系統(tǒng)配組的因素有：電芯容量，電芯放電倍率，負載，PCS等。有些電池成組方式是不可取的，如4模組構(gòu)成一個單柜，192V1200ah這樣就會造成單模組非常大，影響整體布局及售后維護，單柜電流太高的電池配組也會造成部分BMS的成本急劇上升。因此在電池成組過程中應該考慮到電壓和電流不走極端，不要按以前鉛酸電池成組的方式去做鋰電池的配組。有少量的用戶的確需要低壓高電流或是高壓低電流的電池成組配置，那承擔相應較高成本也在所難免。