1500V BMS Niveau 3 Architectuur BAU BCU BMU voor energieopslagsysteem met CAN 485 LAN

1500V BMS Level 3 Architectuur BAU BCU BMU voor energieopslagsysteem met CAN 485 LAN

Productoverzicht
Dit hoogspanningsbatterijbeheersysteem maakt gebruik van een Level 3-architectuur die is ontworpen voor grootschalige energieopslagsystemen. De structuur met drie niveaus bestaat uit BAU (Battery Array Unit) als controller op het hoogste niveau, BCU (Battery Cluster Unit) als het middelste niveau voor elk batterijcluster en BMU (Battery Module Unit) als slave-niveau voor modulebewaking. De BAU beheert centraal meerdere batterijclusters en communiceert met externe apparaten zoals PCS, UPS, EMS, airconditioning, vloeistofkoeling en brandbeveiligingssystemen. Dit hiërarchische ontwerp zorgt voor een betrouwbare werking, nauwkeurige schatting van de status en uitgebreide bescherming voor hoogspanningsbatterijarrays tot 1500 V.

Niveau 3 Architectuur uitgelegd
Het eerste niveau is de BAU, die alle clusters in de batterijarray beheert en dient als interface voor externe systemen. De besturing op het tweede niveau bestaat uit BCU1 tot BCUm, waarbij elke BCU één batterijcluster beheert, informatie over de clusterbatterij verzamelt, hoogspanningscontrole uitvoert en gegevens naar de BAU uploadt. De besturing op het derde niveau omvat BMU1 tot BMUn, waarbij elke BMU verantwoordelijk is voor het verzamelen van de individuele batterijcelspanning, temperatuur en andere informatie van de batterijmodule. Deze architectuur ondersteunt maximaal 30 BCU's en maximaal 40 BMU's per BCU, waardoor deze geschikt is voor zeer grote energieopslaginstallaties.

Specificaties van BAU-controller op het hoogste niveau
De BAU werkt op een ingangsvermogen van 9V tot 32V met een typische werkstroom van 200mA bij 24V en een nominaal vermogen ≤5W. Het beschikt over 4 geïsoleerde CAN-bussen, 4 geïsoleerde RS485-bussen, 1 USB-interface voor externe gegevensopslag (standaard 32 GB of 64 GB) en 2 LAN-interfaces voor TCP IP-communicatie. De BAU biedt 4 relaisaandrijvingsuitgangen (RL), 4 droge knooppuntuitgangen (DO-nominaal 2A passief), 2 digitale ingangen op hoog niveau (DIH) en 2 digitale ingangen op laag niveau (DIL). Het ondersteunt maximaal 30 BCU-verbindingen en beheert de volledige batterijreeks.

BCU Cluster Level Controller Specificaties
De BCU werkt op een ingangsvermogen van 9V tot 32V met een typische werkstroom van 125mA bij 24V en een nominaal vermogen van 3W. Het bevat 3 CAN-buskanalen (2 geïsoleerd, 1 niet-geïsoleerd), 2 geïsoleerde RS485-bussen en 1 LAN-interface. De BCU biedt 8+2 uitgangen aan de hoge kant (2 kanalen ondersteunen PWM-uitvoer), 9 detectiekanalen voor schakelingangen, 2 droge knooppuntuitgangen (nominaal 2A passief), 4 temperatuurdetectiekanalen die NTC 10K of 100K ondersteunen, en 3 totale spanningsdetectiekanalen die hoofd- en negatieve relaisadhesiedetectie ondersteunen. Het totale spanningsdetectiebereik is 12 V tot 1500 V met een fout van ≤0,3 procent. De BCU beheert de nominale spanning van het accupakket bij 1500 V met een weerstandsspanning van AC3100V en DC4380V. Het ondersteunt maximaal 40 BMU's en detecteert de totale stroom met behulp van 2 kanalen (1 shunt en 1 Hall-sensor die 5V of 12V ondersteunt) met een bereik van -1500A tot 1500A en een fout ≤1 procent FSR (typisch 0,5 procent). Isolatietests variëren van 0 tot 200 KΩ met een fout <15 KΩ onder 200 KΩ en ≤ ± 15 procent boven 200 KΩ. De BCU ondersteunt automatische adressering via een geïsoleerd niveausignaal. SOC-schattingsfout ≤5 procent, SOH-schattingsnauwkeurigheid ≤10 procent, SOE-schattingsnauwkeurigheid ≤5 procent.

Specificaties van BMU-slaveniveau
De BMU is verkrijgbaar in vier varianten: BMU16, BMU32, BMU48 en BMU64, die het aantal spanningsacquisitiekanalen aangeven (16, 32, 48 of 64 cellen). Het bedrijfsspanningsbereik is 9V tot 32V met een typische stroom van 50mA bij 12V of 25mA bij 24V en een nominaal vermogen ≤0,6W. Elke BMU beschikt over 1 CAN-communicatiekanaal. Het spanningsverwervingsbereik is 0 tot 5000 mV (overschrijding van -0,5 V tot 6 V kan de AFE beschadigen). De nauwkeurigheid van de spanningsacquisitie is ±5mV. Temperatuurdetectiepunten zijn 4 voor BMU16, 8 voor BMU32, 12 voor BMU48 en 16 voor BMU64 met een nauwkeurigheid van ±2°C. De BMU ondersteunt passieve balancering met de mogelijkheid om één balanceringskanaal per 8 kanalen te activeren. Het bevat 2 droge contactuitgangen met een vermogen van 2A passief, 2 analoge ingangsdetecties (detectie van hoge flanken) en ondersteunt het branden van de CAN-bus-bootloader. Automatische adrestoewijzing wordt ondersteund. De BMU is voorzien van een anti-omkeeraansluiting voor de voeding en preventie van stroompieken. De werktemperatuur bedraagt ​​-40°C tot 85°C met opslag tot 125°C. Beschermingsniveau is IP43 (niet waterdicht). Vochtigheid <95 procent zonder condensatie. Schokbestendigheid tot 5500 meter hoogte. Trillingsbestendigheid: bij 10-25 Hz amplitude 1,2 mm, bij 26-500 Hz maximaal 30 m/s². Valtest: 1,5 m, 5 keer in horizontale en verticale richting zonder PCBA-schade of prestatieverandering.

Communicatie en Integratie
Het Level 3 BMS integreert naadloos met externe systemen. De BAU communiceert met PCS (Power Conversion System), UPS (Uninterruptible Power Supply), EMS (Energy Management System), HVAC, vloeistofkoeling en brandbeveiligingspanelen. Meerdere CAN- en RS485-bussen zorgen voor isolatie voor ruisimmuniteit. LAN-interfaces maken TCP IP-connectiviteit mogelijk voor bewaking en controle op afstand. De USB-poort maakt lokale datalogging en firmware-updates mogelijk.

Belangrijkste functies en beveiligingen
Het systeem biedt totale spannings- en stroombewaking met hoge nauwkeurigheid. Isolatiedetectie zorgt voor veiligheid tegen aardfouten. Detectie van relaishechting voorkomt gevaarlijk lassen van contactors. De uitgangen aan de hoge kant van de BCU kunnen externe contactors of indicatoren aansturen met PWM-mogelijkheid voor zachte start. Droge knooppuntuitgangen besturen externe alarmen of hulpapparaten. De passieve balancering van de BMU verlengt de levensduur van de batterij door de celspanningen tijdens het opladen gelijk te maken. Automatische adressering vereenvoudigt de installatie en vermindert configuratiefouten.