1500V BMSレベル3 アーキテクチャー BAU BCU CAN 485 LAN のエネルギー貯蔵システムのためのBMU

CAN 485 LAN を備えたエネルギー貯蔵システム用の 1500V BMS レベル 3 アーキテクチャ BAU BCU BMU

製品概要
この高電圧バッテリー管理システムは、大規模エネルギー貯蔵システム向けに設計されたレベル 3 アーキテクチャを採用しています。 3層構造は、最上位コントローラとしてのBAU（バッテリーアレイユニット）、各バッテリークラスターの中間レベルとしてのBCU（バッテリークラスターユニット）、モジュール監視のためのスレーブレベルとしてのBMU（バッテリーモジュールユニット）で構成されます。 BAU は複数のバッテリー クラスターを集中管理し、PCS、UPS、EMS、空調、液冷、防火システムなどの外部デバイスと通信します。この階層設計により、信頼性の高い動作、正確な状態推定、最大 1500V の高電圧バッテリー アレイの包括的な保護が保証されます。

レベル 3 アーキテクチャの説明
第 1 レベルの制御は、バッテリー アレイ内のすべてのクラスターを管理し、外部システムへのインターフェイスとして機能する BAU です。第 2 レベルの制御は BCU1 から BCUm で構成され、各 BCU は 1 つのバッテリー クラスターを管理し、クラスターのバッテリー情報を収集し、高電圧制御を実行し、BAU にデータをアップロードします。第 3 レベルの制御には BMU1 から BMUn が含まれており、各 BMU はバッテリー モジュールから個々のバッテリー セルの電圧、温度、その他の情報を収集する役割を果たします。このアーキテクチャは、最大 30 個の BCU、および BCU あたり最大 40 個の BMU をサポートするため、非常に大規模なエネルギー貯蔵設備に適しています。

BAUトップレベルコントローラーの仕様
BAU は 9V ～ 32V の電源入力で動作し、標準動作電流は 24V で 200mA、定格電力は 5W 以下です。 4 つの絶縁 CAN バス、4 つの絶縁 RS485 バス、外部データ ストレージ用の 1 つの USB インターフェイス (デフォルトは 32GB または 64GB)、および TCP IP 通信用の 2 つの LAN インターフェイスを備えています。 BAU は、4 つのリレー ドライブ出力 (RL)、4 つのドライ ノード出力 (DO 定格 2A パッシブ)、2 つの高レベル デジタル入力 (DIH)、および 2 つの低レベル デジタル入力 (DIL) を提供します。最大 30 の BCU 接続をサポートし、バッテリー アレイ全体を管理します。

BCU クラスターレベルコントローラーの仕様
BCU は 9V ～ 32V の電源入力で動作し、標準動作電流は 24V で 125mA、定格電力は 3W です。 3 つの CAN バス チャネル (2 つの絶縁、1 つの非絶縁)、2 つの絶縁 RS485 バス、および 1 つの LAN インターフェイスが含まれます。このBCUは、8+2のハイサイド出力(2チャネルはPWM出力をサポート)、9つのスイッチ入力検出チャネル、2つのドライノード出力(定格2Aパッシブ)、NTC 10Kまたは100Kをサポートする4つの温度検出チャネル、およびメインおよび負のリレー付着検出をサポートする3つの合計電圧検出チャネルを提供します。総電圧検出範囲は 12V ～ 1500V で、誤差は ≤0.3% です。 BCUはバッテリーパックの定格電圧1500V、耐電圧AC3100V、DC4380Vを管理します。最大 40 個の BMU をサポートし、2 チャネル (5V または 12V をサポートする 1 つのシャントと 1 つのホール センサー) を使用して、範囲 -1500A ～ 1500A、誤差 1% 以下の FSR (通常 0.5%) で合計電流を検出します。絶縁テストの範囲は 0 ～ 200KΩ で、200KΩ 未満では誤差が 15KΩ 未満、200KΩ を超えると誤差が ±15% 以内です。 BCU は、絶縁レベル信号による自動アドレス指定をサポートします。 SOC 推定誤差 ≤ 5 パーセント、SOH 推定精度 ≤ 10 パーセント、SOE 推定精度 ≤ 5 パーセント。

BMU スレーブレベルの仕様
BMU には、電圧取得チャネルの数 (16、32、48、または 64 セル) を示す、BMU16、BMU32、BMU48、および BMU64 の 4 つのバリエーションがあります。動作電圧範囲は9V～32Vで、標準電流は12Vで50mA、24Vで25mA、定格電力は0.6W以下です。各 BMU には 1 つの CAN 通信チャネルが含まれます。電圧取得範囲は0～5000mV（-0.5V～6Vを超えるとAFEが破損する可能性があります）です。電圧取得精度は±5mVです。温度検出ポイントはBMU16が4点、BMU32が8点、BMU48が12点、BMU64が16点で、精度±2℃です。 BMU はパッシブ バランシングをサポートしており、8 チャネルごとに 1 つのバランシング チャネルをアクティブにすることができます。パッシブ定格 2A の 2 つのドライ接点出力、2 つのアナログ入力検出 (ハイエッジ検出) が含まれており、CAN バス ブートローダーの書き込みをサポートします。自動アドレス割り当てがサポートされています。 BMU には電源逆接続防止機能と電源サージ防止機能が備わっています。動作温度は-40℃～85℃、保管温度は125℃までです。保護等級はIP43（防水ではありません）です。湿度が 95% 未満で、結露がないこと。高度5500mまでの耐衝撃性。耐振動性：10～25Hzで振幅1.2mm、26～500Hzで最大30m/s²。落下テスト: 1.5m、水平および垂直方向に 5 回、PCBA の損傷や性能の変化はありません。

コミュニケーションと統合
レベル 3 BMS は外部システムとシームレスに統合します。 BAU は、PCS (電力変換システム)、UPS (無停電電源装置)、EMS (エネルギー管理システム)、HVAC、液体冷却、および防火パネルと通信します。複数の CAN および RS485 バスにより、ノイズ耐性のための絶縁が提供されます。 LAN インターフェイスにより、リモート監視と制御のための TCP IP 接続が可能になります。 USB ポートにより、ローカル データのログ記録とファームウェアのアップデートが可能になります。

主な機能と保護機能
このシステムは、総電圧と電流を高精度で監視します。絶縁検出により地絡に対する安全性が確保されます。リレー付着検出によりコンタクタの危険な溶着を防止します。 BCU のハイサイド出力は、ソフト スタート用の PWM 機能を備えた外部コンタクタまたはインジケータを駆動できます。ドライノード出力は外部アラームまたは補助デバイスを制御します。 BMU のパッシブ バランシングは、充電中にセル電圧を均等化することでバッテリ パックの寿命を延ばします。自動アドレス指定により、インストールが簡素化され、構成エラーが減少します。