米尔基于STM32MP1核心板的电池管理系统(BMS)解决方案
2023-02-09
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来源：米尔电子
BMS全称是Battery Management System，电池管理系统。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，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
图片摘自网络
电池储能系统由电池组、储能变流器（PCS）、能源管理系统（EMS）、电池管理系统（BMS）以及其他电气设备共同组成。电池组负责储电；储能变流器（PCS）控制电池组充放电过程，进行交直流的变换；能源管理系统(EMS)进行数据采集、网络监控和能量调度；电池管理系统（BMS）负责监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。
BMS是电池储能系统的核心子系统之一，负责监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全可靠运行。BMS能够实时监控、采集储能电池的状态参数（包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等），并对相关状态参数进行必要的分析计算，得到更多的系统状态评估参数，并根据特定保护控制策略实现对储能电池本体的有效管控，保证整个电池储能单元的安全可靠运行。同时BMS可以通过自身的通信接口、模拟/数字输入输入接口与外部其他设备（PCS、EMS、消防系统等）进行信息交互，形成整个储能电站内各子系统的联动控制，确保电站安全、可靠、高效运行。
图：米尔STM32MP157核心板的电池储能系统
储能BMS因为电池组规模庞大，大多都是三层架构，在从控、主控之上，还有一层总控。
从控：电池单体管理单元BMU（battery module unit，也有的叫CSC/CSU等），负责采集单体电池信息如电压、温度，计算分析电池的SOC和SOH，实现对单体电池的主动均衡，并将单体异常信息通过CAN通信上传给电池簇管理单元BCU；
主控：电池簇管理单元BCU（battery cluster unit，也有高压管理单元HVU、BCMU等），负责收集BMU上传的各种电池信息，采集电池组的组电压、组温度、电池组充电放电电流、总电压信息，漏电检测，状态异常时断电保护；计算分析电池组的SOC和SOH，并将所有信息通过CAN通信上传给电池阵列管理单元BAU；
总控：电池阵列管理单元BAU（battery array unit，也有叫BAMS、MBMS等），对整个储能电站的电池进行集中管理。向下连接各个电池簇管理单元，采集电池簇管理单元上传的各种信息；向上与能源管理系统进行信息交互，通过以太网上传采集的电池信息，接收EMS系统下达的电池运行参数；通过CAN或RS485与变流器PCS通信，BMS将电池状态量及异常信息发送给变流器，储能变流器PCS接到BMS告警信息后应进行相应的保护动作。
图：米尔MYD-YA157C-V3核心板及开发板
电池阵列管理单元BAU采用米尔ARM架构的MYC-YA157C-V3核心板，核心板基于STM32MP157处理器，Cortex-A7架构，支持1路千兆以太网，2路CAN接口和8路UART接口，满足设备与电池簇管理单元（BCU）、储能变流器（PCS）和能源管理系统(EMS)数据通信功能。大容量存储设计，支持系统长期数据存储；拥有丰富的接口，可连接高清触摸屏幕，显示各类数据信息，实现就地监控和能量管理；拥有千兆网口和RS232、RS485等数据通讯接口，可轻松应对各类场景下的多种功能需求；支持wifi模块数据通讯，带来更快地响应速度和物联网化构建需求。
核心板资源参数：
项目 | 参数 | |
CPU | STM32MP157AAC3,TFBGA361,12×12mm | 可选 |
电源管理芯片 | STPMIC1APQR | 标配 |
DDR3 | 256MB/512MB/1GB容量可选 | 可选 |
NandFlash | 256MB/512MB/1GB容量可选 | 可选 |
eMMC | 标配4GB，容量可选（4GB,8GB,16GB等等） | 可选 |
Ethernet | 10M/100M/1000MPHY | 标配 |
ExpandIOConnector | 邮票孔连接 | |
核心板工作温度 | 商业级：0℃~+70℃，工业级：-40℃~+85℃ | 可选 |
核心板尺寸 | 43mm×45mm×1.2mm | |
核心板PCB工艺 | 8层板设计，沉金，独立的完整接地层，无铅工艺 | |
米尔MYC-YA157C-V3核心板标注图
米尔MYD-YA157C-V3开发板标注图
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