一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统，包括：电池簇管理系统BAMS，是第一控制器，通过以太网交换机以及以太网，分别与多个电池簇管理单元BCMU相通讯连接；辅助管理系统TMS，是第二控制器，通过以太网与BAMS相通讯连接；每个电池簇管理单元BCMU，通过CAN总线，分别与多个电池模组管理单元BLMU相通讯连接；其中，第一控制器为工控机；第二控制器为实时控制器板卡；BAMS上，设置有以太网接口和RS485接口；TMS上，设置有CAN BUS接口、RS485接口、干接点输入接口和干接点输出接口。本发明专利技术采用双控制器的BMS架构，大大丰富了对外接口，以及提高了BMS的能力。

A large energy storage battery management system based on dual controller and three-level architecture

【技术实现步骤摘要】
一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统
本专利技术涉及储能
，特别是涉及一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统。
技术介绍
目前，大型的储能电池系统，通常指的是由多个电池簇并联成一个电池堆的系统。这种系统的特点是数据量庞大，该电池系统具有的BMS(电池管理系统)不仅要检测每个电池的电芯数据(温度、电压、电流等)，同时，还要和SCADA(监控系统)、EMS(能量管理系统)、PCS(功率控制系统)进行通讯和逻辑交互；此外，通常的BMS(电池管理系统)又要进行环境的管理，如空调、消防等。对于一般的BMS(电池管理系统)，都能实现电池管理的基本功能，但是，往往存在和其他设备对接接口不丰富的问题。此外，一般的BMS(电池管理系统)还存在数据处理或逻辑控制功能不够强大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统。为此，本专利技术提供了一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统，包括电池簇管理系统BAMS、辅助管理系统TMS、多个电池簇管理单元BCMU以及多个电池模组管理单元BLMU，其中：电池簇管理系统BAMS，是第一控制器，通过以太网交换机以及以太网，分别与多个电池簇管理单元BCMU相通讯连接；辅助管理系统TMS，是第二控制器，通过以太网与电池簇管理系统BAMS相通讯连接；每个电池簇管理单元BCMU，通过CAN总线，分别与多个电池模组管理单元BLMU相通讯连接；其中，第一控制器为工控机；第二控制器为实时控制器板卡；其中，电池簇管理系统BAMS上，设置有以太网接口和RS485接口；辅助管理系统TMS上，设置有CANBUS接口、RS485接口、干接点输入接口和干接点输出接口。其中，每个电池簇管理单元BCMU，还通过CAN总线，与一个SOC计算和绝缘检测功能板相通信连接。其中，每个电池模组管理单元BLMU，分别与一个电池模组内安装的电压传感器和温度传感器相连接。其中，SOC计算和绝缘检测功能板，还与外接的电流传感器和电压传感器相连接。由以上本专利技术提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本专利技术提供了一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统，其采用双控制器的BMS架构，大大丰富了对外接口。此外，本专利技术通过采用双控制器的BMS架构，大大提高了BMS的能力，除了具备强大的数据处理能力，还具备强大的算法和逻辑控制能力。本专利技术的系统，能够结合工控机和实时嵌入式控制器这两个控制器各自具有的优势，合理分工协作，从而更好的管理电池系统。附图说明图1为本专利技术提供的一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统的连接结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和实施方式对本参见图1所示，本专利技术提供了一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统(BMS)，包括电池簇管理系统(BAMS)、辅助管理系统(TMS)、多个电池簇管理单元(BCMU)以及多个电池模组管理单元(BLMU)，其中：电池簇管理系统(BAMS)，是第一控制器(即主控制器)，通过以太网交换机以及以太网，分别与多个电池簇管理单元(BCMU)相通讯连接；辅助管理系统(TMS)，是第二控制器，通过以太网与电池簇管理系统(BAMS)相通讯连接；每个电池簇管理单元BCMU，通过CAN(控制器局域网络)总线，分别与多个电池模组管理单元BLMU相通讯连接；其中，第一控制器为工控机；第二控制器为实时控制器板卡；其中，电池簇管理系统(BAMS)上，设置有以太网接口和RS485接口；辅助管理系统(TMS)上，设置有CANBUS接口、RS485接口、干接点输入接口和干接点输出接口。在本专利技术中，具体实现上，第一控制器选用工控机，配备较大的内存和存储盘，并可配置显示器；第二控制器选用实时控制器板卡。第一控制器和第二控制器分工协作，进行BMS系统的管理和控制。在本专利技术中，具体实现上，每个电池簇管理单元BCMU，还通过CAN总线，与一个SOC计算和绝缘检测功能板(即高压控制单元HVCU，其中SOC为荷电状态值)相通信连接。需要说明的是，参见图1所示，本专利技术的大型储能电池管理系统(BMS)，这种BMS系统具有三层架构：第一层是BLMU(模组BMS)层；第二层是BCMU(簇级BMS)层，包括电池簇管理单元BCMU和HVCU(SOC计算和绝缘检测功能板)；第三层是主控层，包括电池簇管理系统(BAMS)和TMS(辅助管理系统)。在本专利技术中，具体实现上，本专利技术的储能电池管理系统(BMS)，具备丰富的通讯和干接点接口，电池簇管理系统BAMS对外，可以提供以太网、RS485等；辅助管理系统TMS，拓展了CAN、RS485通讯接口以及干接点输入接口和干接点输出接口。需要说明的是，对于本专利技术，电池簇管理系统BAMS作为主控制器，是作为数据服务器，用来汇总系统批量数据，定时记录数据和事件、图形界面显示，参数设置，执行一些逻辑操作等。具体实现上，电池簇管理系统BAMS，可以预装桌面系统，例如windows，可以发挥其强大的桌面系统功能。具体实现上，辅助管理系统TMS作为辅助控制器，和作为主控制器的电池簇管理系统BAMS通过以太网通讯，辅助管理系统TMS用于实时读取电池簇管理系统BAMS的预设关键数据，以及转发电池簇管理系统BAMS的协议和逻辑。具体实现上，辅助管理系统TMS是一种嵌入式控制器，可以通过模块化图形化方式，设计控制算法和控制逻辑。辅助电池簇管理系统BAMS进行辅助逻辑控制。具体实现上，辅助管理系统TMS可以通过CAN和RS485接口，转发电池簇管理系统BAMS以太网标准通讯协议，也可转换加工接口协议。具体实现上，辅助管理系统TMS可以实现干接点的信号检测，也可以通过干接点对外进行紧急信号控制，或者进行充放电逻辑控制，给出禁充禁放信号。在本专利技术中，具体实现上，每个电池模组管理单元BLMU，分别与一个电池模组内安装的电压传感器和温度传感器相连接(通过信号线)，用于读取电池模组的电压检测数据和温度检测数据。需要说明的是，电池模组管理单元BLMU，通过电压传感器和温度传感器，用于实现对电池的电压和温度检测，以及电芯的均衡控制。在本专利技术中，具体实现上，SOC计算和绝缘检测功能板(即HVCU)，还与外接的电流传感器和电压传感器相连接，其通过外接的电流传感器和电压传感器，实现对SOC计算和绝缘电阻检测，并通过CANbus(控制器局域网总线)，实现和电池簇管理单元BCMU的信息数据传递。为了更加清楚地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例来说明。参见图1所示，电池模组管理单元BLMU作为模组的BMS，通过布置在电池模组内部的电压传感器和温度传感器，并将其信号通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统，其特征在于，包括电池簇管理系统BAMS、辅助管理系统TMS、多个电池簇管理单元BCMU以及多个电池模组管理单元BLMU，其中：/n电池簇管理系统BAMS，是第一控制器，通过以太网交换机以及以太网，分别与多个电池簇管理单元BCMU相通讯连接；/n辅助管理系统TMS，是第二控制器，通过以太网与电池簇管理系统BAMS相通讯连接；/n每个电池簇管理单元BCMU，通过CAN总线，分别与多个电池模组管理单元BLMU相通讯连接；/n其中，第一控制器为工控机；/n第二控制器为实时控制器板卡；/n其中，电池簇管理系统BAMS上，设置有以太网接口和RS485接口；/n辅助管理系统TMS上，设置有CAN BUS接口、RS485接口、干接点输入接口和干接点输出接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双控制器的三级架构的大型储能电池管理系统，其特征在于，包括电池簇管理系统BAMS、辅助管理系统TMS、多个电池簇管理单元BCMU以及多个电池模组管理单元BLMU，其中：
电池簇管理系统BAMS，是第一控制器，通过以太网交换机以及以太网，分别与多个电池簇管理单元BCMU相通讯连接；
辅助管理系统TMS，是第二控制器，通过以太网与电池簇管理系统BAMS相通讯连接；
每个电池簇管理单元BCMU，通过CAN总线，分别与多个电池模组管理单元BLMU相通讯连接；
其中，第一控制器为工控机；
第二控制器为实时控制器板卡；
其中，电池簇管理系统BAMS上，设置有以太网接口和RS485接口；
辅助管理系统T...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁绍民，游峰，邵立勇，贺浩，张洋，江子烨，
申请(专利权)人：力神动力电池系统有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12