矽力杰储能BMS方案

 

2023版国标《电力储能用电池管理系统》（GB/T 34131-2023）近期已正式发布，将于今年10月1日正式实施。BMS作为实现储能电池“可视化”和“可控化”的核心设备，通过对储能电池进行数据采集、保护报警、控制、状态估算等功能，从而实现储能系统的安全高效运行。新国标的实施也将带来BMS的重大迭代。

 

新国标规定了BMS工作环境、技术要求、试验方法、检验规则等内容，内容变化较大，内涵更为丰富，将对BMS设备制造、工程设计、检验检测、运行维护带来重大变革。

首先是数据采集，由于BMS基于电流、电压和温度等基础数据实现保护、控制、状态估算及均衡等功能，因此，降低采样误差并设置合理的采样周期是重中之重。新国标对电流、电压、温度的采集误差和采样周期进行了“精细化”和“科学化”的规定。

新国标基于采样传感器的技术水平、数据传输管理及综合成本等因素，针对电压、电流和温度的不同区间提出“差异化”采样误差的要求。对于采样周期，不管是电压、电压和温度的采集频次均大幅提高，提高储能电池的控制颗粒度，满足储能系统的快速保护动作，但同时也对BMS和EMS系统的数据处理和存储能力提出更高的要求。

以通信功能为例，新国标提出BMS内部以及与PCS、监控系统、消防系统、供暖通风与空气调节系统的通信接口和通信协议，将BMS定位为储能二次系统的“中枢”，实现快速统一的通信和联动功能需要。

此外，新国标将BMS的运行环境温度由0~45℃修订为-20~65℃；SOE最大允许误差由8%修订为5%；平均无故障工作时间由不少于40000h修订为不少于20000h，运行寿命不低于10年等等。

 

 

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矽力杰致力于全面布局BMS领域，支持全温运行的BMS AFE芯片及其配套的2合1通信桥接芯片在芯片设计过程中对软件、硬件等方面进行性能全面优化升级，有助于延长电力系统电池使用寿命，提高安全可靠性，降低设计成本，推动新型储能全面市场化发展。

 

矽力杰工业储能BMS AFE芯片解决方案SQ68118可在-40~125℃环境温度下运行，最高可支持18串电池监测和被动均衡，内置16位ADC可编程测量, 任意通道支持Bus-Bar采样。电压采样精度常温可以到1mV, 全温度范围和全电压供电也能保证5mV测量精度。采样通道耐压最高可以支持 ±100V，最大程度满足新国标对电力系统电流、电压、温度的数据采集的要求，SQ68118配备完善的智能热管理功能，内置独立的过压欠压保护，其配备的超低静态电流关机唤醒模式，休眠保护模式及通信激活模式，极大程度延长电池使用寿命，提高电力系统安全可靠性。

 

SQ68118

18串精密电池监测器和被动均衡器

 

◆ 工作电压：12V~80V，6 ~ 18 串电池组

◆ 16位MAIN ADC带可编程测量时隙（典型157us）

◆ 18通道电池组和母线电压测量精度 ± 1mV 

◆ 12通道GPIO电压测量用于电压比值精度：±0.2%

◆ 芯片温度测量精度：±5℃

◆ 可配置的ADC后置数字低通滤波器

◆ 支持母线电压连接和测量

◆ 集成N FET用于电池被动均衡

-  每通道最大300mA均衡电流

-  智能热管理(电池、PCB、芯片)

-  ADC测量过程中自动暂停邻近通道开启

-  休眠模式下可用

◆ 内置独立的硬件OVUV / OTUT保护

-  提供可编程的OVUV计数器以允许消除抖动

-  支持每个通道灵活的OTUT阈值选择

-  休眠模式下反向唤醒主机

◆ 3个操作模式

-  关机模式：超低静态电流准备唤醒

-  休眠模式：OVUV，OTUT保护、均衡、通信线路的心跳信号

-  激活模式：用于ADC测量和菊花链通信

◆ 鲁棒的菊花链通信

◆ 封装：TQFP10×10-64E

 

 

 

矽力杰工业储能AFE配套通信桥接接口芯片SQ66000可在-40~125℃环境温度下运行，SPI接口工作频率高达2~6MHz，支持反向唤醒和超低功耗特性,帮助BMS和EMS系统实现更好的的数据处理和存储能力。

 

SQ66000

SPI通信收发器

 

◆ 12V/5V工作电压

◆ SPI接口：2MHz~6MHz

◆ 256字节TX FIFO和32字节RX FIFO

◆ 工作模式

ￚ  休眠模式：支持5μA静态电流反向唤醒主机

ￚ  激活模式：支持环形架构通信并将故障直接通知主机

◆ 封装：TSSOP16E

 

 

 

结   语

储能技术发展迅速，相关规程规范也在加紧新编或修订以适应储能的快速发展需要，为行业的健康长远发展“精准指向”。矽力杰将持续致力于开发性能更优的BMS芯片，促进能源加速转型，共建绿色美好未来。