一种适用于户用储能及小型储能的BMS管理系统的制作方法

本发明涉及储能管理，特别涉及一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统。

背景技术：

1、现有的bms管理系统主要是用于电动汽车的电池包管理而户用储能及小型化储能并不适用，现有的bms管理系统从结构上分主要有集中式、分布式和半集中式三种形式，其结构特点及存在问题如下：

2、集中式bms管理系统结构其特征电压、温度采集及电池均衡等所有的功能均由主控bcu完成，且所有的功能全部集中在一块bms管理系统板上，主控与电池组直接导线相连，无总线通信，适用于比较小的电池包；且缺点在于单体采样线束较长，连接线多，较长线束和较短线束在均衡是导致额外的电压压降，同时bms管理系统的可靠性不高，管理点出数量有限；

3、分布式bms管理系统结构其特征一主多从结构，电压采集、温度采集及均衡等功能由从控完成，一个从控管理多节电芯，主控与从控之间通过can总线通信；其缺点在于每个从控需要独立的mcu导致成本较高，需要考虑主从之间的通信隔离、通信多样、控制复杂，并且总线的电压信息对齐设计相对复杂；

4、半集中式bms管理系统结构其特征属于集中式bms管理系统和分布式bms管理系统的组合运用，主要用于电芯排布奇特的电池包上，其缺点在于多种结构的混用从而成本较高；

5、以上bms系统结构除了上述的问题，还存在以下问题：

6、1）通信需要进行主从地址配置，该操作使用户感到麻烦，经常地址配置错误，系统无法正常运行；

7、2）其次就是当前的bms系统出现问题只能够本地进行维护，给运维人员增加个运维难度，每次运维都需要带一大包东西增加了运维人员的负荷。

8、3）设备安装到客户现场后供应商需要了解设备的运行状态，则需要到客户家里，因此经常打扰客户；为此，我们提出一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，涉及户用储能及小型储能的电池系统的管理以及基于大数据分析的云端bms系统的数据监测分析、云端远程控制设备、远程维护和升级。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，包括bms主控单元和bms电池信息采集单元，所述bms主控单元和bms电池信息采集单元通信连接，所述bms主控单元包括有主控制模块、电源模块、do输出模块、di输入模块、电流电压采集模块、系统绝缘采集模块、主控端的iospi通信模块、can通信模块、rs485通信模块、以太网模块和无线wifi模块，所述bms电池信息采集单元包括电池组电压采集模块、均衡模块、温度采集模块和采集端的iospi通信模块。

3、所述电池信息采集通过电压采样线束和温度感应线束与电池模组连接；多个采集模块之间使用双脚屏蔽线通过iospi通信接口的pb口与下一个采集模块的pa口连接，依次类推形成级联模式；然后第一个采集模块的pa接口与bms控制器的pb接口连接，最后一个采集模块的pb接口与bms控制器的pa接口连接，从而形成了手拉手回环模式；bms控制器通过pa或是pb接口可以实时通过电池信息采集模块收集、检测电池模组的工作状态；通过收集到的信息经过主控模块处理后通过wifi模块或是有线以太网将信息传输到云端；电压检测模块与电池的正极和负极连接，电池的电压经过电压检测电路、信号隔离最后通过运放进行信号放大后送到主控模块进行电池母线电压计算、预充电压判断、主继电器工作情况判断；绝缘采集模块与电池的正极、负极和pe（大地、机壳）连接，电池的漏电信息经过绝缘采样电路、信号隔离最后通过运放进行信号放大后送到主控模块进行绝缘电阻计算；di模块外部与开机按钮回检信号、主继电器辅助信号、各类传感器的干接点信号进行连接，信号通过光耦隔离后送到主控模块进行处理；do模块外部与主继电器、预充继电器、二次电继电器、按钮指示灯等器件连接，主控模块通过所收集到的电池信息、电压采集信息、绝缘采集信息等，判断是否控制do模块对主继电器、预充继电器、二次电继电器、按钮指示灯等器件进行控制。

4、所述电源模块为整个bms管理系统主板提供稳定可靠的工作电源，同时向部分采集接口外接的采集传感器件提供工作电源。

5、所述bms管理系统包括有光伏逆变器pcs，所述can通信模块进行与光伏逆变器pcs之间的数据通讯和扩容设备并联之间数据交互，所述rs485通信模块进行与光伏逆变器pcs之间的数据交互，同时为vpp通讯做预留。

6、所述iospi通信模块进行bms主控单元与电池信息采集单元之间的数据交互。

7、所述do输出模块进行用户自建系统bms系统之外的器件驱动及控制，所述di输入模块进行其他功能模块的状态监测（具体根据软件需求实现）。

8、所述电流电压采集模块进行户用储能系统及小型储能系统的总电压实时采集和系统工作电流实时采集。

9、所述bms管理系统包括有云端系统，所述以太网模块和无线wifi模块与云端系统建立通信隧道连接，为远程监测、控制和维护提供通道。

10、所述主控制模块实现整个bms管理系统的总集成，完成各个模块之间的数据交互调度，以及各模块之间的控制与状态监测。

11、所述bms管理系统中包括有高压母线和机壳，所述系统绝缘采集模块采集系统中高压母线与机壳（大地）之间的绝缘电阻。

12、本发明具有如下有益效果：

13、本发明适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，解决户用储能系统及小型储能系统通讯连线长及通信主从配地址问题，并解决户用储能系统及小型储能系统运行状态及数据远程监测及分析难的问题，同时非硬件问题运维人员无需到达用户现场就能对系统进行运维。

14、本发明适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，bms系统中电池信息采集端纯硬件化，去除软件部分提升产品的稳定性，此外，bms系统中电池信息采集端无mcu及其相关硬件设计，降低设计成本，提升用户经济效益。

技术特征：

1.一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：包括bms主控单元和bms电池信息采集单元，所述bms主控单元和bms电池信息采集单元通信连接，所述bms主控单元包括有主控制模块、电源模块、do输出模块、di输入模块、电流电压采集模块、系统绝缘采集模块、主控端的iospi通信模块、can通信模块、rs485通信模块、以太网模块和无线wifi模块，所述bms电池信息采集单元包括电池组电压采集模块、均衡模块、温度采集模块和采集端的iospi通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述电源模块为整个bms管理系统主板提供稳定可靠的工作电源，同时向部分采集接口外接的采集传感器件提供工作电源。

3.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述bms管理系统包括有光伏逆变器pcs，所述can通信模块进行与光伏逆变器pcs之间的数据通讯和扩容设备并联之间数据交互，所述rs485通信模块进行与光伏逆变器pcs之间的数据交互，同时为vpp通讯做预留。

4.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述iospi通信模块进行bms主控单元与电池信息采集单元之间的数据交互。

5.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述do输出模块进行用户自建系统bms系统之外的器件驱动及控制，所述di输入模块进行各功能模块的状态监测。

6.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述电流电压采集模块进行户用储能系统及小型储能系统的总电压实时采集和系统工作电流实时采集。

7.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述bms管理系统包括有云端系统，所述以太网模块和无线wifi模块与云端系统建立通信隧道连接，为远程监测、控制和维护提供通道。

8.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述主控制模块实现整个bms管理系统的总集成，完成各个模块之间的数据交互调度，以及各模块之间的控制与状态监测。

9.根据权利要求1所述的一种适用于户用储能及小型储能的bms管理系统，其特征在于：所述bms管理系统中包括有高压母线和机壳，所述系统绝缘采集模块采集系统中高压母线与机壳之间的绝缘电阻。

技术总结
本发明公开了一种适用于户用储能及小型储能的BMS管理系统，涉及储能管理技术领域，本发明包括BMS主控单元和BMS电池信息采集单元，BMS主控单元和BMS电池信息采集单元通信连接，BMS主控单元包括有主控制模块、电源模块、DO输出模块、DI输入模块、电流电压采集模块、系统绝缘采集模块、主控端的IOspi通信模块、CAN通信模块、RS485通信模块、以太网模块和无线WiFi模块，BMS电池信息采集单元包括电池组电压采集模块、均衡模块、温度采集模块和采集端的IOspi通信模块；本发明BMS管理系统，解决户用储能系统及小型储能系统通讯连线长及通信主从配地址问题，并解决户用储能系统及小型储能系统运行状态及数据远程监测及分析难的问题。

技术研发人员：杨龙,蔡海英,魏朝贵,陈博文,庄洁,谢茂军
受保护的技术使用者：成都特隆美储能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15