目前在能源领域，各国都在向清洁能源转型，光伏、风电等新型能源经过多年的技术和市场的经验积累，将加速替换传统的化石能源。鉴于有些新型能源相较于传统化石能源具有不均衡和不稳定的特点，则推动了新型能源发电侧与电网侧对于储能系统的需求，在此类应用下，储能系统主要用于新型能源发电并网和电网侧的电力调峰、系统调频等。同时根据各种储能系统的功能和特点，可以提升供电的可靠性以及管理峰谷价差和容量电费等，也促使了家用储能系统和工业储能系统的兴起，从而更快加速了市场对储能的需求。储能系统是指可以把电能或其它能量通过不同的介质储存起来，在有需要的时候再把电能释放出来的一种系统。按照储存能量介质的不同，可将储能方式划分为化学储能、电化学储能和物理储能。其中电化学储能主要以各种类型的蓄电池为主。物理储能则有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。下图为各种储能方式的储能容量和放电时间对比。通过图1比较来看，电池储能相较于其它方式具有放电时间长、容量大等优点，所以电池储能可以适用于更多的用电场合。目前电池储能主要是用锂电池作为储能介质来储存电能。锂电池拥有能量密度高、响应速度快、放电时间长的优点。缺点则是有发热的风险，价格较高。但是鉴于锂电池的优点，预计在未来很长一段时间内都是储能系统的主要方式。目前的电池储能系统主要包括电池模块、高压控制箱、电池管理系统（BMS)，如果需要一套完整的电池储能系统，还需要增加能量管理系统（EMS）、变流器系统(PCS）、冷却系统、消防系统以及照明和监控系统等。电池储能柜主要部件可分为电池柜机箱、高压控制箱（见图3）、电池模块（见图4）、BMS系统和连接线束等。其中电池管理系统（BMS）的系统部件安装在高压控制箱和电池模块内。BMS系统是电池储能柜重要组成部分，可对电池系统进行安全、可靠、高效的管理。早期的BMS系统只有检测电池电压和温度的功能，主要是对电池进行监测。随着技术的发展和对电池安全保护的需要，BMS系统具有了更多的功能，不仅可以监测电池的电压和温度，也可以根据电池的状态对电池进行控制和管理，并且可与储能变流器(PCS)进行协议兼容，实现电池簇的充放电管理。下面基于型号为HBCU100/HBMU100构成的BMS系统来进行说明，如图5所示，系统由一个主控模块HBCU100、多个从控模块HBMU100、绝缘监测模块、霍尔电流传感器和线束组成。其中主控模块和从控模块通过CAN总线互联通信。该BMS系统通过采集电池模块单体电芯(支持磷酸铁锂、三元锂)的电压、温度，计算出SOC、SOH、最高单体电压/温度，最低单体电压/温度、绝缘阻值等数据。不仅可以实现对电芯的被动均衡，同时通过三级故障保护以及对主回路继电器的控制，实现对电芯的过欠压、温度过高/过低、充放电过流等保护。以HBMU100从控模块（见图6）为例，该从控模块可采集16或32个电芯电压和8或16个温度，通过一个隔离的CAN接口和BCU模块通信，把采集到的电芯电压和温度传送给主控模块。在电池均衡控制方面，HBMU100采用的是被动均衡模式。从控模块之所以需要具备均衡控制功能，主要是由于电池在使用过程中，电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡，为了避免这种不平衡趋势的恶化，需要通过从控模块对电池进行均衡，以达到均衡电池组中各个电池单体特性，延长电池使用寿命，所以BMS系统中从控模块具有均衡控制是非常有必要的。以HBCU100主控模块为例，该模块通过CAN总线和从控模块通讯采集电池组总电压、电流，来计算电芯SOC、SOH数据。通过RS485读取绝缘检测模块数据，采集电池组正极、负极对地绝缘电阻，通过霍尔电流传感器采集电池组的充放电电流。通过CAN接口接收BMU模块的单体电芯电压和温度，并计算出电芯最高与最低电压、温度等数据，同时控制BMU模块进行电芯被动均衡。HBCU100主控模块（见图7）具有三级故障报警保护功能，报警动作可设置为一级降流(50%)、二级降流(80%)、三级降流(100%)或高压下电。HBCU100主控模块可通过RS485、ETHERNET接口与储能变流器(PCS)进行通信，PCS可通过HBCU100通信协议请求充电最高限制电流、放电最高限制电流以及充电最高截止电压，继而调整PCS输出的电流。PCS通过通讯接口可以和EMS能量管理系统进行数据交换，使整个混合能源系统（见图8）更加智能和稳定。在当前全国的能源改革中，改善能源结构、发展新能源和清洁能源无疑成为当务之急。在各种能源中，电池储能具有调度响应快、配置灵活、控制精准等特点成为新能源发电的最佳搭档。在电池储能系统中，BMS目前仍是核心技术之一。希望通过本文对BMS电池管理系统构成和功能的说明，为后续电池储能系统的开发者提供帮助。
