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。特斯拉公司的家用和商用Powerwall系统的推出,进一步证明了这一趋势。这类系统中的电池通过从电网或其他能源源源不断地充电,然后利用DC/AC逆变器向用户提供稳定的交流(AC)电力。
在使用电池作为备用功率来源方面,虽然不是新鲜事,但已经有多种不同的体系出现。例如,从基础的120/240V AC和数百瓦的小型PC备份系统到船舶、混合动力汽车或全电动汽车所需的大功率车船备份系统,再到用于通信网络和数据中心的大规模数百千瓦级别的备用功率体系(如图1所示)等等。尽管对新型化学组合及其技术领域取得进展产生了极大的关注,但对于构建一个可行且根据需求定制的电子设备储存体系,我们还需要关注另一个至关重要的问题,那就是电子设备管理系统(BMS)。
BMS对于高效、可靠地为各种固定及移动应用提供数千瓦至数百kW级别的能量存储是非常适宜。在为能量存储设计完成时,面临许多挑战,其中包括战略上的复杂性以及支持性的关键组件。此外,还需要精确测量并保障所有关键参数,以及模块化规划以满足特定需求,并考虑扩展性问题、整体管理以及维护要求。
较大规模存储阵列工作环境中还有其它重大挑战。在逆变器处于高压、高流状态下产生尖峰时刻,BMS必须在噪声水平很高且温度可能很高的情况下准确而一致地提供数据。此外,它还必须基于内部模块与整个体系温度进行精细监控,而不仅仅是几个粗略总计值,这些数据对于充放电过程至关重要。
由于这些电子设备供应链对工作可靠性具有核心意义,因此为了将上述目标转化为现实,BMS必须确保数据完整性与准确度,并持续健康评估,以便采取必要行动。完成坚固规划并保证安全是一个多层次过程,在预见潜在问题、自我测试并执行故障检测之后,选择恰当模式操作。最后,对于承受高压、大流和大功率条件下的BMS来说,还需要符合严格监管标准。
将概念转变成真实世界中的成果
虽然理论上监督再生式蓄電池看起来简单,只需安装丈量仪表即可,但实际情况却远比想象中的复杂得多。一项坚实计划始于全面监控每个单元蓄電池,这要求对模拟功能提出了一系列严峻要求。读取到的参数必须达到毫伏及毫安级别之精度,同时同步衡量容积以计算功率输出;此外,每次读取都应评估有效性,以最大限度提高数据完整性,并识别错误或异常值。如果发现异常值,不应忽视,因为它们可能预示着潜在的问题;同样,如果由此引发错误判断也不应盲目采取行动。这就涉及到如何处理那些既非正确也非完全错误但又难以判定的读数——这正是在实际操作中遇到的最具挑战性的部分之一。而这,也正是我们面临的一项艰巨任务,即要找到一种既能够保持信息准确又能够避免误判错失点的地方,使我们的决策更加明智更有针对性,更不容易被干扰而偏离轨道,最终使我们的整个能源管理系统运行更加平稳、高效无缝集成,与其说是一场“战争”,更像是“艺术”的一次探索,是一场智慧与经验之间激烈角逐,而我们则站在历史长河中的一隅,用我们的力量去铸造未来的光辉未来!