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儲能應(yīng)用通訊端口靜電保護(hù)方案

發(fā)表日期:2023-04-06瀏覽:1108

 儲能系統(tǒng)中電池管理系統(tǒng)(BMS)與儲能變流器(PCS)的通信直接影響系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,通過通信可以有效上送電池的健康狀態(tài),請求正確的充放電功率,在電池故障時及時發(fā)送停機(jī)指令確保系統(tǒng)安全。

 電池儲能系統(tǒng)由儲能電池、總控制器單元(BAMS)、單體電池管理單元(BMU)、電池組端控制和管理單元(BCMU)組成。

        儲能系統(tǒng)內(nèi)部通信包括BMS與EMS的通訊、儲能BMS與PCS的通訊及儲能BMS三層架構(gòu)內(nèi)部通訊。

儲能BMS與EMS的通訊

 BAMS的顯示屏顯示整個PCS電池組單元的相關(guān)信息,并將相關(guān)信息通過以太網(wǎng)(RJ45)傳遞給監(jiān)控系統(tǒng)EMS。信息內(nèi)容包括電池單體信息,電池組信息,電池簇信息。

 上傳信息:BMS上傳電池單體(或組)信息有:單體電池電壓、電池組電壓、充放電電流、單體最大SOC、單體最小SOC、單體最小SOH;電池組SOC、單體最大溫度、單體最小溫度、環(huán)境溫度,以及電池異常告警、保護(hù)等相關(guān)信息。

 接收信息:BMS接收監(jiān)控系統(tǒng)EMS下達(dá)的電池運(yùn)行參數(shù),如電壓的保護(hù)設(shè)定值、報警設(shè)定值,溫度的保護(hù)設(shè)定值、報警設(shè)定值,SOC的保護(hù)設(shè)定值、報警設(shè)定值等。

BAMS管理服務(wù)器支持MODBUS通訊規(guī)約,其中MODBUS需要定義專門的規(guī)約點(diǎn)表;通訊接口為網(wǎng)絡(luò)RJ45通訊。

儲能BMS與PCS的通訊

 由于PCS只接了多組電池,所以BMS的數(shù)據(jù)匯總到BAMS,再由BAMS與PCS通信,實(shí)行單向傳輸,BAMS做主,PCS做從。

 BMS發(fā)送信息:BMS發(fā)送的信息有電池的狀態(tài)量及告警量等相關(guān)信息。包括電池組的最大SOC、最小SOC、電池組最大可充電量、最大可放電量、環(huán)境溫度、電池最小SOH等。PCS接到BMS告警信息后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動作。

 通信接口:PCS與BMS間采用CAN或RS485通訊接口。

 硬節(jié)點(diǎn)信息:為了保護(hù)的及時可靠,儲能系統(tǒng)留備了硬節(jié)點(diǎn),BMS檢測到電池系統(tǒng)達(dá)到保護(hù)限制時,BMS通過干節(jié)點(diǎn)將保護(hù)限制值發(fā)送給PCS。

儲能BMS三層架構(gòu)內(nèi)部通訊

 BMS系統(tǒng)的三層架構(gòu)分別是,單體電池管理層BMU、電池組管理層BCMU、電池簇(多組)管理層BAMS;其中電池簇管理層我們也叫一個PCS電池單元管理層。

 單體電池管理層叫BMU,有1路CAN2.0總線。由電池采集單元BCU和電池均衡單元BEU組成,采集電池的各種單體信息(電壓、溫度),計算分析電池的SOC和SOH,實(shí)現(xiàn)對單體電池的主動均衡,并將單體異常信息上傳給電池組單元層BCMU;對外采用CAN2.0總線通信方式。

 電池組管理層叫BCMU,有3路CAN2.0總線,2路RS485(備用)總線。負(fù)責(zé)收集BMU上傳的各種單體電池信息,采集電池組的各種信息(組電壓、組溫度)、電池組充電放電電流等,計算分析電池組的SOC和SOH,并將所有信息上傳給電池簇單元層BAMS;采用CAN2.0總線通信方式。

 電池簇管理層叫BAMS,有1路以太網(wǎng)、2路CAN2.0總線和1路RS485(備用)總線。負(fù)責(zé)收集BCMU上傳的各種電池信息,并將所有信息以RJ45接口上傳給儲能監(jiān)控EMS系統(tǒng);與PCS通信,將電池的相關(guān)異常信息發(fā)送給PCS(CAN或RS485接口),且配有硬件干節(jié)點(diǎn)對PCS。

 為確保儲能系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行,需對各通訊端口加裝靜電防護(hù),保護(hù)相關(guān)設(shè)備免受ESD、EFT和雷電浪涌的損害。為此,東沃電子技術(shù)設(shè)計的儲能應(yīng)用通訊端口靜電防護(hù)方案圖,如下所示:

儲能應(yīng)用通訊端口靜電防護(hù)方案圖.jpg

 從圖中可以看出,CAN通訊總線接口靜電防護(hù),推薦選用東沃電子推出的ESD二極管PESD2CAN:24V工作電壓、低箝位電壓、低結(jié)電容、SOT-23封裝,滿足IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV (air),±30kV (contact)。RS-485/RS-232通訊端口靜電保護(hù),推薦選用東沃電子推出的ESD二極管SM712:采用非對稱電壓(-7V到12V)設(shè)計,SOT-23封裝, RS-485接口系統(tǒng)專用防護(hù)器件,低箝位電壓、結(jié)電容低特點(diǎn),滿足IEC61000-4-2(ESD)±15kV(air),±8kV(contact)。想了解更多有關(guān)儲能應(yīng)用通訊端口保護(hù)方案和ESD靜電保護(hù)二極管PESD2CAN、SM712詳細(xì)信息,可直接咨詢東沃電子產(chǎn)品工程師:137 5773 6996(微信同號)  

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