儲能應用通訊端口靜電保護方案
更新時間:2023-04-06
儲能系統中電池管理系統(BMS)與儲能變流器(PCS)的通信直接影響系統的安全可靠運行,通過通信可以有效上送電池的健康狀態,請求正確的充放電功率,在電池故障時及時發送停機指令確保系統安全。
電池儲能系統由儲能電池、總控製器單元(BAMS)、單體電池管理單元(BMU)、電池組端控製和管理單元(BCMU)組成。
儲能系統內部通信包括BMS與EMS的通訊、儲能BMS與PCS的通訊及儲能BMS三層架構內部通訊。
儲能BMS與EMS的通訊
BAMS的顯示屏顯示整個PCS電池組單元的相關信息,並將相關信息通過以太網(RJ45)傳遞給監控系統EMS。信息內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、環境溫度,以及電池異常告警、保護等相關信息。
接收信息:BMS接收監控系統EMS下達的電池運行參數,如電壓的保護設定值、報警設定值,溫度的保護設定值、報警設定值,SOC的保護設定值、報警設定值等。
BAMS管理服務器支持MODBUS通訊規約,其中MODBUS需要定義專門的規約點表;通訊接口為網絡RJ45通訊。
儲能BMS與PCS的通訊
由於PCS只接了多組電池,所以BMS的數據匯總到BAMS,再由BAMS與PCS通信,實行單向傳輸,BAMS做主,PCS做從。
BMS發送信息:BMS發送的信息有電池的狀態量及告警量等相關信息。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、環境溫度、電池最小SOH等。PCS接到BMS告警信息後應進行相應的保護動作。
通信接口:PCS與BMS間采用CAN或RS485通訊接口。
硬節點信息:為了保護的及時可靠,儲能系統留備了硬節點,BMS檢測到電池系統達到保護限製時,BMS通過幹節點將保護限製值發送給PCS。
儲能BMS三層架構內部通訊
BMS系統的三層架構分別是,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,實現對單體電池的主動均衡,並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。負責收集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,並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、2路CAN2.0總線和1路RS485(備用)總線。負責收集BCMU上傳的各種電池信息,並將所有信息以RJ45接口上傳給儲能監控EMS系統;與PCS通信,將電池的相關異常信息發送給PCS(CAN或RS485接口),且配有硬件幹節點對PCS。
為確保儲能系統安全、可靠、穩定運行,需對各通訊端口加裝靜電防護,保護相關設備免受ESD、EFT和雷電浪湧的損害。為此,東沃電子技術設計的儲能應用通訊端口靜電防護方案圖,如下所示:
從圖中可以看出,CAN通訊總線接口靜電防護,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,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)設計,SOT-23封裝, RS-485接口系統專用防護器件,低箝位電壓、結電容低特點,滿足IEC61000-4-2(ESD)±15kV(air),±8kV(contact)。想了解更多有關儲能應用通訊端口保護方案和ESD靜電保護二極管PESD2CAN、SM712詳細信息,可直接咨詢東沃電子產品工程師:137 5773 6996(微信同號) 余 工