导语:大型电池阵列正逐渐成为备用和连续供电的关键能量存储解决方案,其应用日益广泛,特斯拉公司推出的家用和商用Powerwall系统是这一趋势的明显体现。这些系统中的电池通过不断从电网或其他能源充电,并通过DC/AC逆变器向用户提供稳定的交流(AC)电力。这类备份与持续供电系统并不新鲜,已有多种类型,如小型120/240V AC功率数百瓦的台式PC短期备份、数千瓦的大型船舶、混合动力汽车或全电动车辆等。尽管化学组成和技术创新引起了广泛关注,但一个可行且针对特定需求设计的电子设备管理体系(BMS)同样至关重要。
利用大容量固定及移动场景的大规模存储能力,大型 电池阵列能够为各种需求提供可靠且有效的供电服务。在面对大量使用完成时所需进行精确管理时,简单扩展小型低容量包装中BMS是不够用的。相反,我们需要更复杂、高级别战略以及支持性组件。
解决方案开始于确保高准确度与可信度在许多关键参数上进行测量。此外,子系统必须是模块化设计,以便根据特定需求进行定制配置,同时考虑扩展可能性、整体管理问题以及维护要求。
较大的存储阵列工作环境带来了额外挑战。在逆变器产生高压高流并导致尖峰流的情况下,BMS还需要在噪声极其强烈而常常温度极高环境下提供精确共享数据。此外,还必须以内部模块和总体温度作为输入,为充放磁过程提供详细“微观”数据,而非简要几项粗略总计,这些都是评估充放磁过程至关重要的一部分。
由于这些电子设备管理体系对于工作效率至关重要,因此它们必须保证数据完整性与准确性,并持续健康评估以采取适当行动。坚实规划与安全性的实现是一个多层次过程,其中BMS预先识别潜在问题,并执行自我测试并检测故障,然后选择合适模式下的操作。而最后,它们必须符合严格监管标准要求,由于涉及到的压力、大流量以及巨大的功率输出。
将概念转化为现实世界成果
虽然理论上监督再生资源只需简单地将测量线路安装到每个单独的能源终端即可,但实际情况却远不止如此。为了使这个目标成为现实,我们需要一套复杂但功能齐全的电子设备管理体系(EEMS)。
坚固规划始于全面监控每个单独能源节点,这对于实现功能提出了一系列紧迫要求。一旦启动,每个节点都需要达到毫伏安级以上精度,以同步记录所有相关信息,以便计算出整个网络中的最优性能指标。此外,对每一次测量值是否有效进行评估也变得尤为重要,因为这是提高数据完整性的关键一步,同时也是识别错误读数并避免基于错误假设做出决策的手段之一。如果发现异常读数,无论如何都不能忽视,而这又是EEMS得以保持最高运行效率所必需的一步骤。但同样,如果仅仅依赖可能存在缺陷或者有误差的原始读数来作出决策,那么这种做法本身就构成了风险,有可能导致无法预见的问题出现,从而影响整个网络运行效果。