Sistem storan tenaga perindustrian dan komersial terdiri daripada sistem bateri (termasuk BMS), EMS, PCS, penyaman udara, sistem perlindungan kebakaran, sistem pemantauan dan penggera, dan sebagainya, yang mana BMS dan EMS, sebagai unit kawalan teras sistem storan tenaga, masing-masing memikul tanggungjawab penting pengurusan bateri dan pengurusan tenaga, dan fungsi, prestasi dan pemadanan perisian dan perkakasan mereka secara langsung berkaitan dengan keselamatan aplikasi sistem storan tenaga dan pulangan pelaburan.
Sistem Pengurusan Bateri (BMS): bertanggungjawab dalam pengesanan dalam sistem, ia boleh memantau dan mengawal sistem storan bateri bagi memastikan keselamatan, kestabilan dan prestasinya.
Sistem Pengurusan Tenaga (EMS): bertanggungjawab untuk membuat keputusan dalam sistem, ia secara amnya merujuk kepada sistem pengurusan tenaga bersepadu pengawalseliaan dan kawalan yang dilancarkan untuk stesen janakuasa penyimpanan tenaga bateri litium, merealisasikan pemantauan dan diagnosis masa nyata.
Sistem Penukaran Kuasa (PCS):bertanggungjawab untuk pelaksanaan dalam sistem, merupakan bahagian penting dalam loji penyimpanan tenaga, mengawal pengecasan dan penyahcasan bateri dan melaksanakan penukaran AC/DC untuk membekalkan kuasa terus kepada beban AC tanpa grid.
Sistem Pengurusan Bateri (BMS)
Nama penuh BMS ialah Sistem Pengurusan Bateri, yang bermaksud subsistem yang digunakan untuk mengurus sistem storan tenaga bateri.
Fungsi
BMS terutamanya terdiri daripada modul pemantauan, modul kawalan, modul komunikasi dan bahagian-bahagian lain. Fungsi utamanya adalah untuk memantau dan mengawal status bateri dalam masa nyata, termasuk voltan bateri, arus, suhu, SOC dan parameter lain. Selain itu, BMS juga boleh melindungi dan mengawal bateri untuk memastikan keselamatan dan jangka hayat bateri.
Untuk mengelakkan bateri daripada pengecasan berlebihan dan nyahcas berlebihan, sekali gus memanjangkan hayat perkhidmatan bateri dan meningkatkan kecekapan penggunaan bateri.
Bukan itu sahaja, BMS juga memainkan peranan dalam analisis data, ia perlu mengira dan menganalisis SOC (baki kapasiti bateri) dan SOH (keadaan kesihatan bateri) bateri, untuk memerhatikan keadaan bateri, dan sebaik sahaja terdapat sebarang maklumat yang tidak normal, ia akan dilaporkan tepat pada masanya, supaya pengguna tahu bahawa bateri mempunyai kelainan tepat pada masanya.
Senibina Kesedaran Berlapis
Dalam kebanyakan sistem BMS, terdapat seni bina tiga peringkat.
1. Lapisan bawah: BMU Hamba, fungsi tahap ini terutamanya untuk merealisasikan pemerolehan voltan dan suhu sel bateri, dan bertanggungjawab untuk pelaksanaan strategi penyamaan bateri. Pemerolehan maklumat berkomunikasi dengan tahap kedua melalui pautan komunikasi, biasanya menggunakan komunikasi CAN atau rantai daisy.
2. Lapisan tengah: Kawalan utama BCU, fungsi utama tahap ini adalah untuk merealisasikan pengumpulan voltan kluster, arus dan maklumat penebat kluster, kawalan penyentuh untuk perlindungan pek bateri, pengumpulan maklumat daripada BMU peringkat pertama dan anggaran keadaan bateri (SoX). Maklumat tersebut dikumpul dan disampaikan dengan peringkat ketiga melalui pautan komunikasi, biasanya menggunakan CAN atau Ethernet.
3. Aras atas: Kawalan umum, untuk pengurusan kluster bateri. Fungsi utama aras ini adalah untuk mengumpul maklumat yang dihantar oleh BCU aras kedua, menyimpan dan memaparkan maklumat, dsb., dengan fungsi penggera masa nyata, dengan fungsi kawalan dan maklum balas hubungan pemutus litar utama, dan dengan fungsi komunikasi masa nyata dengan PCS, EMS dan pemantauan tempatan.
Keperluan teknikal
Berbanding dengan BMS untuk bateri kuasa automotif, BMS storan tenaga mempunyai struktur yang lebih kompleks.
Pertama sekali, kapasiti bateri, tahapnya berbeza, pengurusan BMS tahap bekalan kuasa lebih tinggi, sambungan siri dan selari memerlukan lebih banyak bateri.
BMS mempunyai keperluan yang lebih tinggi untuk sambungan grid. Terdapat keperluan yang lebih tinggi untuk sambungan dengan grid. Bateri kuasa disambungkan kepada bateri dan sistem elektronik kenderaan, jadi keperluan teknikalnya lebih rendah.
Pasaran
Terdapat tiga jenis perusahaan utama yang terlibat dalam pasaran BMS, iaitu pengeluar kenderaan, pengeluar bateri kuasa, dan pengeluar BMS bebas. Pengilang kenderaan dan pengeluar bateri menjalankan perniagaan dalam bentuk penyelidikan dan pembangunan bebas atau pembangunan kerjasama dengan pembekal BMS. Kebanyakan peneraju bateri kuasa domestik seperti BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke dan pengeluar bateri Li-kuasa AVIC menggunakan mod susun atur BMS+PACK untuk menyediakan pek bateri dan pakej BMS. Pengilang BMS bebas kini mempunyai sebilangan besar peserta, dan rangkaian produk BMS boleh dibekalkan kepada pelbagai industri.
Pada masa ini, perusahaan utama industri BMS China mempunyai kelebihan yang jelas, khususnya, pada tahun 2022, kapasiti terpasang BMS bateri kuasa tenaga baharu China menguasai sepuluh pengeluar teratas sebanyak 76.1%. Antaranya, tiga syarikat teratas ialah BYD, Ningde Times dan Tesla, yang semuanya merupakan pengeluar kenderaan dan pengeluar bateri, dengan bahagian masing-masing sebanyak 26.4%, 16.9% dan 9%. Bahagian pengeluar BMS bebas agak rendah, dan pengeluar BMS bebas terbesar di China, Li Xinneng, menduduki tempat keempat dari segi bahagian, tetapi bahagian keseluruhan hanya 6.7%.
Beralih daripada fungsi asas kepada lanjutan
1. Kebolehpercayaan yang lebih tinggi
Oleh kerana setiap unit bateri mempunyai sistem pemantauan dan kawalannya sendiri, kebolehpercayaan BMS teragih adalah lebih tinggi. Walaupun satu bateri gagal, bateri lain masih boleh berfungsi seperti biasa, dan prestasi keseluruhan sistem tidak akan terjejas teruk.
2. Mudah diselenggara dan dinaik taraf
Oleh kerana struktur BMS teragih agak mudah, setiap sel bateri boleh beroperasi secara bebas, jadi penyelenggaraan dan penaiktarafan adalah agak mudah. Sebaik sahaja unit bateri rosak, ia boleh digantikan secara langsung tanpa perlu mematikan keseluruhan sistem untuk penyelenggaraan dan penaiktarafan.
3. Fleksibiliti yang Lebih Kuat
Sistem pemantauan dan kawalan BMS teragih tersebar di setiap unit bateri, jadi sistem ini lebih fleksibel. Sel bateri boleh ditambah atau dikurangkan mengikut permintaan sebenar, tanpa perlu mempertimbangkan kerumitan sistem secara keseluruhan.
Sistem Pengurusan Tenaga (EMS)
EMS (Sistem Pengurusan Tenaga), juga dikenali sebagai sistem pengurusan tenaga, walaupun perkadaran keseluruhan sistem penyimpanan tenaga tidak begitu besar, tetapi ia merupakan komponen teras yang sangat penting bagi keseluruhan sistem penyimpanan tenaga. Ia secara amnya merujuk kepada pengawalaturan dan kawalan stesen janakuasa penyimpanan bateri litium yang melancarkan sistem pengurusan tenaga bersepadu.
Organisasi
Sistem pengurusan tenaga merangkumi beberapa bahagian, ia akan ditunjukkan seperti di bawah.
1. Pemantauan dan pengumpulan: Sistem pengurusan tenaga memantau penjanaan, penyimpanan dan penggunaan tenaga di kemudahan penyimpanan tenaga secara masa nyata melalui sensor dan peralatan instrumentasi. Ia mampu mengumpul pelbagai data, termasuk status pengecasan dan penyahcasan bateri, suhu, voltan, arus dan sebagainya.
2. Analisis dan pengoptimuman data: Sistem pengurusan tenaga bergantung pada teknologi analisis data canggih untuk memproses dan menganalisis data yang dikumpul bagi memahami status kerja dan prestasi sistem tenaga. Melalui analisis data, ia dapat mengenal pasti potensi masalah dalam sistem tenaga dan memberikan cadangan pengoptimuman, seperti melaraskan strategi pengecasan dan penyahcasan serta mengoptimumkan kecekapan penggunaan tenaga.
3. Penjadualan dan kawalan tenaga: Sistem pengurusan tenaga boleh menjadualkan dan mengawal tenaga secara bijak berdasarkan permintaan tenaga masa nyata dan operasi sistem. Ia boleh mengatur operasi pengecasan dan penyahcasan kemudahan penyimpanan tenaga secara munasabah mengikut ramalan permintaan, keadaan harga elektrik, beban grid dan faktor lain, untuk merealisasikan penggunaan dan penjimatan tenaga yang cekap.
4. Pengesanan kerosakan dan perlindungan keselamatan: Sistem pengurusan tenaga boleh mengesan dan membicarakan keadaan kerosakan di kemudahan penyimpanan tenaga dengan tepat pada masanya, seperti pelepasan bateri berlebihan, pengecasan berlebihan, dan keabnormalan suhu, untuk menjamin operasi kemudahan penyimpanan tenaga yang selamat. Pada masa yang sama, ia juga boleh dihubungkan dengan sistem rangkaian pengedaran untuk merealisasikan kawalan jauh dan perlindungan kemudahan penyimpanan tenaga.
Pengoptimuman strategi operasi dan reka bentuk strategi kawalan adalah perkara utama
Reka bentuk strategi operasi yang dioptimumkan dan strategi kawalan merupakan titik teras dan kesukaran produk EMS.
Dengan mempertimbangkan ciri-ciri pengecasan dan penyahcasan storan tenaga, kos pengecasan dan penyahcasan unit storan tenaga, dan faedah aplikasi storan tenaga, dan di bawah premis memenuhi keperluan kawalan penghantaran grid, reka bentuk strategi operasi dan kawalan yang dioptimumkan dapat meningkatkan faedah ekonomi operasi sistem storan tenaga dan menambah baik pelbagai indeks teknikal.
Produk EMS biasanya bertindak sebagai jambatan antara sistem penyimpanan tenaga dan sistem maklumat peringkat tinggi.
Sistem storan tenaga boleh menyertai penjadualan grid, penjadualan loji janakuasa maya, interaksi "sumber-grid-beban-storan", dan sebagainya melalui EMS.
Produk EMS dan penjadualan grid serta penyelarasan rapat yang lain, dan dalam fungsi tersebut mempunyai persamaan tertentu, syarikat perlu memahami ciri-ciri operasi grid, syarikat teknologi maklumat sisi grid yang membajak dalam mempunyai pengetahuan dan pengetahuan untuk dikumpulkan, boleh membentuk keupayaan untuk digunakan semula, mempunyai kelebihan tertentu.
