什么是储能BMS

BMS全称是Battery Management System，它是配合监控储能电池状态的设备，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元；防止电池出现过充电和过放电现象，延长电池的使用寿命；实时采集电池的状态信息，上传数据到后台实现远程监控。它是储能电池系统的核心子系统之一。

BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组。一般BMS表现为一块电路板，即BMS保护板，或者一个硬件盒子。

电池管理系统（BMS）的基本框架包括动力电池包壳体及密封保护的硬件模块、高压分析盒（BDU）及BMS控制器。

储能BMS工作原理

储能电池充放电的过程中，BMS实时监测储能电池电池模组和各电池芯的温度、电压、电流和主充电状态（SOC）等数据，一旦发现数据异常，就发出报警信号，断开电池模组接触器，从而规避安全风险。

储能BMS的架构

BMS系统大多都是三层架构，硬件主要分成从控单元、主控单元和总控单元。

底层：从控BMU，为单体电池管理层。由电池监控芯片及其附属电路构成，负责采集单体电池的各类信息，计算分析电池的SOC(电池剩余容量)和SOH(电池健康状态)，实现对单体电池的主动均衡，并将单体异常信息上传给主控。

中间层：主控BCU，为电池组管理层。收集BMU上传的各种单体电池信息，采集电池组信息。计算分析电池组的SOC和SOH。

上层：总控，为电池簇管理层。负责系统内部的整体协调以及与EMS、PCS的外部信息交互，根据外部请求控制整个BMS系统的运行过程。

也有少数采用四级结构，从下往上分别是模组级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU和子阵级SACU，四级结构层层递进，实现对电池系统的监测、保护和智能化管理。

储能BMS的三种技术

储能系统中的电池管理系统（BMS）是保证储能系统安全和性能稳定的重要组成部分。现在市场上主要存在三种类型的BMS技术，包括分布式BMS、集中式BMS和模块化BMS。

分布式BMS管理系统是指测量单元和其他的电子设备直接安装到和单体电池一体的电路板中的结构。

分布式BMS管理就是拥有极高的扩展性，可以精细到单体电池的扩展，适应适应不同容量、不同规格型式的模组和电池包。同时连接可靠性高，电池和测量电路结合紧密，也减小了干扰和误差。安全性也很高，也易于维护。

集中式BMS管理系统是指将所有电芯统一用一个BMS硬件采集的系统，适用于电芯少的场景。

集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点，一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中，如电动工具、机器人（搬运机器人、助力机器人）、IOT智能家居（扫地机器人、电动吸尘器）、电动叉车、电动低速车（电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等）、轻混合动力汽车。

模块化BMS管理系统是将电池单体分为若干模块，每个模块都具有独立的监测和控制系统，通过通信协议将信息传输至主控制器。

模块化BMS的核心优势在于其灵活性和可扩展性。通过将电池组分成多个部分，每个部分由独立的BMS模块管理，可以简化故障排查和维护过程。此外，这种设计方式还可以提高系统的可靠性和安全性，因为任何一部分的故障都不会影响整个系统的运行。

储能BMS技术要求

储能与一般电池的BMS相比更为复杂，要求更高。

管理电池容量量级相差大。储能BMS管理的电源达到了MWh级别，串并联电池数量极大。

储能BMS有更严格的并网要求。储能EMS需要与电网连接，对谐波、频率等有更高要求。而动力电池BMS一端与电池相连，另一端与整车的控制及电子系统相连接，技术要求相对更低。

储能BMS的具体功能

单体电池电压均衡功能

此功能是为了修正串联电池组中由于电池单体自身工艺差异引起的电压、或能量的离散性，避免个别单体电池因过充或过放而导致电池性能变差甚至损坏情况的发生，使得所有个体电池电压差异都在一定的合理范围内。要求各节电池之间误差小于±30mv。

电池组保护功能

单体电池过压、欠压、过温报警，电池组过充、过放、过流报警保护，切断等。

数据采集功能

采集的数据主要有：单体电池电压、单体电池温度、组端电压、充放电电流，计算得到蓄电池内阻。

SOC/SOH诊断功能

根据实时测量蓄电池模块电压、充放电电流、温度和单体电池端电压、计算得到的电池内阻等参数，通过分析诊断模型，得出单体电池当前容量或剩余容量（SOC）的诊断，单体电池健康状态（SOH）的诊断、电池组状态评估，以及在放电时当前状态下可持续放电时间的估算。

热管理

电池模块在充电过程中，将产生大量的热能，使整个电池模块的温度上升，因而，BMS的热管理应运而生。

故障诊断和容错

若遇异常，BMS会给出故障诊断告警信号，通过监控网络发送给上层控制系统，判断故障电池及定位，给出告警信号，并对这些电池采取适当处理措施。而其中电池旁路或能量转移等技术的，能使单体电池发生故障时，以避免对整组电池运行产生影响。

储能BMS产业链

从电池管理系统行业产业链来看，上游主要为材料，中游为BMS的生产，下游为应用。上游材料主要为集成电路、印制电路板、电子元件、线束、辅助材料等。中游的电池管理系统可细分为后备电池BMS和动力铅蓄电池BMS、储能锂电BMS、3C锂电BMS和EV锂电BMS等。电池管理系统下游主要包括动力电池、储能电池、锂电池、数据中心等。

代表企业

协鑫储能

协鑫储能是专注于智慧储能领域的产品与解决方案于一体的高新技术企业。公司拥有一流的新能源系统和电力系统研发平台及海内外资深技术人员团队，团队的储能行业经验丰富，具备产品项目与工程项目的综合设计应用能力。公司通过自主储能领域软件与硬件嵌套运行的核心技术，开展以产品开发、项目开发、储能产品与系统的销售、储能项目运营等业务为主的业务工作，提供兼容光伏、风力、常规发电等为电源，新型电化学锂离子电池为能量载体，集中式与分布式应用场景为服务对象的综合型智慧能源解决方案及对应产品系统。

华塑科技

华塑科技是一家专注于电池安全监控和运行管理平台的创新型高科技公司。为全球关键电源用户提供稳定可靠的电池安全监控产品和服务。公司成立于2005年，专业从事铅酸电池BMS、储能锂电池BMS、EV动力电池BMS和电池监控数据平台运营服务的研发和销售。经历十余年的技术创新和数以万计的项目经验积累，产品与服务广泛已应用于云计算、数据中心、通信网络、储能、轨道交通、新能源汽车以及商业和工业设施关键电源领域，华塑能够根据用户需求，快速制定最优解决方案，具备应对需求变化的快速调整能力，已成为国内电池安全监控领域知名品牌企业。

高特电子

高特电子成立于1998年，是一家以技术创新为驱动、专业致力于电池检测及电池 管理系统等产品研发和制造的国家级高新技术企业，公司对电池特性和失效机理具有深刻的理解和积累，以及丰富的产品研发经验。具有对电池状态算法核心技术、系统架构和产品研发的能力。在电池状态SOX诊断和双向主动均衡技术上处于行业领先地位。高特电子是电池管理系统 BMS 领域唯一家拥有电池管理系统核心芯片和电池失效分析诊断模型核心专利技术的高新技术企业。目前已申请国内外专利 150余项，其中发明专利80余项，所有产品核心技术均为自主研发，技术居国际领先水平。

贝盛储能

贝盛储能成立于2023年4月，注册资本1亿元，总部和生产基地设在浙江省湖州市，苏州设立研发和销售中心。浙江贝盛储能科技有限公司隶属于贝盛控股旗下，是一家全球领先的储能行业综合解决方案服务商。贝盛储能秉持珍贝集团“品德、品质和品牌”的企业文化，坚持科技创新和自主研发，打造技术领先、质量稳定、安全可靠的储能产品。贝盛储能依托贝盛控股和珍贝集团强大的平台品牌、渠道和资源优势，聚焦全球户用和工商业储能市场，为全球客户提供光伏组件+储能系统+PCS一体化解决方案，致力于成为全球领先的储能行业综合解决方案服务商。

精控能源

精控能源从2015年开始专注于“智慧动力电源系统、智慧电化学储能系统、智慧氢燃料电池系统”的技术研发与产品应用。公司秉承“技术创新”“产品创新”“模式创新”的“三创新”理念，专利申请总量233项，公司承担江苏省碳达峰、碳中和重大科技成果转化项目，建有江苏省锂电池工程技术研究中心、智能车间，荣获江苏省“专精特新”及“潜在独角兽企业”等称号。

企业自主研发iCCS六维度主被动安全智慧储能系统，攻克了“工业六基”电化学储能系统热失控安全风险,热管理以及系统寿命等难题。公司已成长为华东地区最专业和规模最大的储能系统集成企业。

纳通能源

纳通能源成立于2017年，注册资本3,666.7万元，拥有上万平米的逆变器及储能系统的先进研发、制造及测试基地，年产能1GW以上。公司通过自主开发的光伏并网逆变器、光储逆变器、锂电池系统，以及能源管理系统(EMS)、锂电池管理系统(BMS)和物联网云平台等核心技术，为客户提供分布式光伏发电系统、家庭和商业储能的系统解决方案。公司拥有核心产品及系统独立完整的知识产权。截止目前，公司已获授权知识产权100余项，其中发明专利近11项，已获评江苏省瞪羚企业、高新技术企业、专精特新企业、姑苏创业领军人才企业、高新区领军人才（高成长）企业、苏州光伏储能工程技术中心等多项荣誉，产品销往全球40多个国家和地区。

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储能BMS的应用领域

新能源发电储能系统：新能源发电领域，如太阳能、风能等，确保电能的存储和释放过程安全、高效，提高能源利用效率。

微电网系统：在微电网中，BMS作为核心组件之一，实现对分布式能源的优化调度和管理，保障微电网系统的稳定运行。

移动通信基站储能：移动通信基站中提供备用电源支持，确保通信网络的稳定运行，电网不稳定或断电情况下提供关键电源保障。

家庭储能系统：家庭储能系统中，配合太阳能板等分布式发电设备，实现家庭用电的自给自足和能源管理。

电动汽车充电基础设施：电动汽车充电站中，不仅保障充电过程的安全，还通过储能系统提高电网稳定性和充电性能。

工业储能应用：工业领域，BMS用于储能系统以实现电能的调峰、优化电能账单，以及作为备用电源使用。

电网和发电厂储能：电网侧用于频率调节、动态适应间歇性电源和负载变化，以及作为电网的备用电源

储能BMS发展趋势

BMS研发技术门槛高，而我国产业链不够成熟，因此BMS芯片高度依赖进口。不过，随着国内企业对BMS的逐渐重视，以及技术人才的储备，目前已在中低端消费电子BMS领域实现一定的替代份额，性能已靠齐国际先进水平，在手机及TWS耳机的锂电池管理应用上已于国内多家品牌大厂量产，在笔记本电脑的应用上也得到认可和采用。随着新能源市场的蓬勃发展，产业缺芯背景下，国内同样亟需实现新能源汽车、储能等BMS芯片的进口替代，国内公司正摩拳擦掌，纷纷加大布局投入中，目前宁德时代、比亚迪、欣旺达等电池厂也在积极找寻国产替代供应商，已有部分公司开始进入早期验证合作阶段。

内容资料来源：能课堂、浙江明度新能源有限公司、中联慧能、 华经产业研究院等