电池管理系统BMS架构中，BMU、BCU和BAU详解

电池管理系统BMS架构中，BMU、BCU和BAU详解

电池管理系统（BMS）是保障电池安全稳定运行的关键技术，通过监测电池状态并提供通讯接口和保护，实现对储能电池堆的全面控制与保护。本文将详细介绍BMS架构中的BMU、BCU和BAU三个核心组件的功能及其技术特点。

电池管理中的关键技术主要包括荷电状态（SOC）估算技术、电池健康状态（SOH）估算技术、均衡管理技术和保护技术等。

BMU 技术

BMU 主要负责对电池单体或电池模块的基本参数进行监测，如电压、电流、温度等。其具备高精度的传感器和数据采集电路，能够实时获取准确的电池状态信息。通过对这些信息的分析处理，BMU 为整个电池管理系统提供基础数据支持。

优点：

• 精确监测，确保数据的准确性和及时性。
• 实时反馈，使系统能快速响应电池状态变化。

BCU 技术

BCU 基于 BMU 提供的数据，执行电池的控制策略。它能够控制电池的充放电过程，包括充电电流和电压的调节、放电截止电压的设置等。同时，BCU 还负责电池组的均衡管理，以维持电池组内单体电池的一致性。

优点：

• 有效控制充放电，延长电池寿命。
• 均衡管理提升整体性能。

BAU 技术

BAU 对整个电池系统进行综合管理和协调。它整合了 BMU 和 BCU 的功能，并具备更高级的功能，如故障诊断与预警、系统状态评估等。BAU 还可以与外部系统进行通信，实现远程监控和管理。

优点：

• 全面的系统管理能力。
• 智能化的故障诊断与预警。

BMS系统架构

电池管理系统主要目的是保障电池的安全稳定运行，提高电池的循环效率并延长使用寿命。鉴于储能系统中大量的电池信息量和管理需求，电池管理系统一般采用分层管理模式。

根据不同储能系统中的电池成组方式及系统规模容量，电池管理系统（BMS）一般有两种典型结构：两级拓扑结构和三级拓扑结构，包括电池管理单元（BMU）、电池簇管理单元（BCU）和电池阵列管理单元（BAU）。

1）两级拓扑结构

当电池储能系统的规模较小，可采用两级拓扑结构的电池管理系统，如图所示，为两级拓扑结构示意图。该电池管理系统由多个电池模块管理单元（BMU）和1个电池组管理单元（BCU）组成，系统内部用CAN总线进行数据传输，以确保通信的可靠性与高效性。

2）三级拓扑结构

当储能系统的规模较大时，储能电池并联电池簇较多，可采用三级拓扑的电池管理系统。三级架构可以允许系统更多的适应性、扩展性，适用于各种不同的应用场景。三级拓扑结构的储能管理系统，包括BMU、BCU、BAU。由多个电池模块管理单元（BMU）、多个电池组管理单元（BCU）和1个电池阵列管理系统（BAU）组成，系统内部采用CAN总线进行数据传输。三级拓扑结构示意图如图所示。

3）功能

• BMU的功能与二级拓扑结构中的BMU功能一致。
• BCU的功能与二级拓扑结构中的BCU一致。
• BAU汇集所有BCU的信息，负责整个电池储能系统的运行状态监视和SOC、SOH的估算，并与储能变流器、上层监控通信。BAU按照一定的控制策略，对BCU下达控制命令，统筹管理每串电池组的接入与断开。

小结

BMU、BCU 和 BAU 相互配合，形成一个完整的电池管理体系。BMU 提供基础数据，BCU 执行控制策略，BAU 进行综合管理和协调。它们共同确保电池系统安全、高效、稳定地运行。