储能应用通讯端口静电保护方案
发表日期:2023-04-06浏览:886
储能系统中电池管理系统(BMS)与储能变流器(PCS)的通信直接影响系统的安全可靠运行,通过通信可以有效上送电池的健康状态,请求正确的充放电功率,在电池故障时及时发送停机指令确保系统安全。
电池储能系统由储能电池、总控制器单元(BAMS)、单体电池管理单元(BMU)、电池组端控制和管理单元(BCMU)组成。
储能系统内部通信包括BMS与EMS的通讯、储能BMS与PCS的通讯及储能BMS三层架构内部通讯。
储能BMS与EMS的通讯
BAMS的显示屏显示整个PCS电池组单元的相关信息,并将相关信息通过以太网(RJ45)传递给监控系统EMS。信息内容包括电池单体信息,电池组信息,电池簇信息。
上传信息:BMS上传电池单体(或组)信息有:单体电池电压、电池组电压、充放电电流、单体最大SOC、单体最小SOC、单体最小SOH;电池组SOC、单体最大温度、单体最小温度、环境温度,以及电池异常告警、保护等相关信息。
接收信息:BMS接收监控系统EMS下达的电池运行参数,如电压的保护设定值、报警设定值,温度的保护设定值、报警设定值,SOC的保护设定值、报警设定值等。
BAMS管理服务器支持MODBUS通讯规约,其中MODBUS需要定义专门的规约点表;通讯接口为网络RJ45通讯。
储能BMS与PCS的通讯
由于PCS只接了多组电池,所以BMS的数据汇总到BAMS,再由BAMS与PCS通信,实行单向传输,BAMS做主,PCS做从。
BMS发送信息:BMS发送的信息有电池的状态量及告警量等相关信息。包括电池组的最大SOC、最小SOC、电池组最大可充电量、最大可放电量、环境温度、电池最小SOH等。PCS接到BMS告警信息后应进行相应的保护动作。
通信接口:PCS与BMS间采用CAN或RS485通讯接口。
硬节点信息:为了保护的及时可靠,储能系统留备了硬节点,BMS检测到电池系统达到保护限制时,BMS通过干节点将保护限制值发送给PCS。
储能BMS三层架构内部通讯
BMS系统的三层架构分别是,单体电池管理层BMU、电池组管理层BCMU、电池簇(多组)管理层BAMS;其中电池簇管理层我们也叫一个PCS电池单元管理层。
单体电池管理层叫BMU,有1路CAN2.0总线。由电池采集单元BCU和电池均衡单元BEU组成,采集电池的各种单体信息(电压、温度),计算分析电池的SOC和SOH,实现对单体电池的主动均衡,并将单体异常信息上传给电池组单元层BCMU;对外采用CAN2.0总线通信方式。
电池组管理层叫BCMU,有3路CAN2.0总线,2路RS485(备用)总线。负责收集BMU上传的各种单体电池信息,采集电池组的各种信息(组电压、组温度)、电池组充电放电电流等,计算分析电池组的SOC和SOH,并将所有信息上传给电池簇单元层BAMS;采用CAN2.0总线通信方式。
电池簇管理层叫BAMS,有1路以太网、2路CAN2.0总线和1路RS485(备用)总线。负责收集BCMU上传的各种电池信息,并将所有信息以RJ45接口上传给储能监控EMS系统;与PCS通信,将电池的相关异常信息发送给PCS(CAN或RS485接口),且配有硬件干节点对PCS。
为确保储能系统安全、可靠、稳定运行,需对各通讯端口加装静电防护,保护相关设备免受ESD、EFT和雷电浪涌的损害。为此,东沃电子技术设计的储能应用通讯端口静电防护方案图,如下所示:
从图中可以看出,CAN通讯总线接口静电防护,推荐选用东沃电子推出的ESD二极管PESD2CAN:24V工作电压、低箝位电压、低结电容、SOT-23封装,满足IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV (air),±30kV (contact)。RS-485/RS-232通讯端口静电保护,推荐选用东沃电子推出的ESD二极管SM712:采用非对称电压(-7V到12V)设计,SOT-23封装, RS-485接口系统专用防护器件,低箝位电压、结电容低特点,满足IEC61000-4-2(ESD)±15kV(air),±8kV(contact)。想了解更多有关储能应用通讯端口保护方案和ESD静电保护二极管PESD2CAN、SM712详细信息,可直接咨询东沃电子产品工程师:137 5773 6996(微信同号) 余 工