储能领域 / 通讯协议 / 技术栈等专有名字集锦——主要收集一些储能领域的专有名词，以及相关的名词

港控/mmm° 2024-02-18 11:45 40阅读 0赞

![在这里插入图片描述][5b7404cb2e154e94ba4b0e1c791911d6.png]

#### 目录 ####

*  名词解释
 *   *  Modbus
     *  IOT设备
     *  通讯协议 CAN/ RS-485
 *  储能术语
 *   *  电池管理系统BMS
     *   *  电池储能系统
         *  相关概念，总控，主控，从控
     *  电池相关知识
     *   *  拆解电池的构成
         *  逆变器
     *  电池核心参数
     *   *  SOC 电池剩余容量

## 名词解释 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>英文</th> 
   <th>中文</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>biz layer</td> 
   <td>业务层与业务层通信的服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CRC</td> 
   <td>循环冗余校验（CRC）算法，<br>根据网络数据数据包或<a href="http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%85%A6%E6%AA%94%E6%A1%88" rel="nofollow">电脑文件</a>等数据产生简短固定位数校验码的一种<a href="http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%A3%E5%88%97%E5%87%BD%E6%95%B8" rel="nofollow">散列函數</a>，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>QPS</td> 
   <td>QPS即每秒查询率，QPS = req/sec = 请求数/秒，即每秒的响应请求数，也即是最大吞吐能力。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SN</td> 
   <td><em>SN</em>码是Serial Number的缩写，有时也叫SerialNo，也就是产品序列号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Modbus</td> 
   <td>串行<a href="https://baike.baidu.com/item/%E9%80%9A%E4%BF%A1%E5%8D%8F%E8%AE%AE?fromModule=lemma_inlink" rel="nofollow">通信协议</a>，master/slave架构的协议，Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信<br>https://baijiahao.baidu.com/s?id=1730139458256457093&amp;wfr=spider&amp;for=pc</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### Modbus ###

ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。

串行[通信协议][Link 1]，master/slave架构的协议，Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信

Modbus在7层OSI参考模型中属于**第七层应用层**

![在这里插入图片描述][2fcc99ebf81f429b802e9eceb898c3f3.png]

**基于串口的Modbus-RTU** 数据按照标准串口协议进行编码，是使用最广泛的一种Modbus协议，采用CRC-16\_Modbus校验算法。

**基于串口的Modbus-ASCII** 所有数据都是ASCII格式，一个字节的原始数据需要两个字符来表示，效率低，采用LRC校验算法。

**基于网口的Modbus-TCP** Modbus-TCP基于TCP/IP协议，占用**502端口**，数据帧主要包括两部分：MBAP（报文头）+PDU（帧结构），数据块与串行链路是一致的。

所以当我们提及Modbus协议时，要确定是哪种模式：RTU、ASCII或TCP，3种模式区别还是很大的。

![在这里插入图片描述][2e557f43aa294958bf3db7d534c61669.png]

[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1741915008304230509&wfr=spider&for=pc][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1741915008304230509_wfr_spider_for_pc]

### IOT设备 ###

Internet of Things，IOT物联网

*SN*码是Serial Number的缩写，有时也叫SerialNo，也就是产品序列号

SN :会有SN 贴在设备外面

、![在这里插入图片描述][527aecab64734d73b01b93c15f20a2b3.png]

IOT设备通过 485 接口读取电池的数据 (要看下是否稳定)

每个电池有两个网口, 分别连起来之后, 整体上还多两个网口. 一个接逆变器, 另外一个接IOT .

![在这里插入图片描述][5cc492f85bd3478690c5ea8988a0c2d3.png]

同一根线上跑了 CAN 和 485 两种协议.

### 通讯协议 CAN/ RS-485 ###

CAN（Controller Area Network）和RS-485是两种不同的串行通信协议，它们在应用场景、特点和优劣势方面有一些区别。

RS-485,啥是RS呢？是Recommended Standard的缩写，就是推荐标准的意思。

1.  应用场景：
    
    1.  CAN通讯：主要应用于汽车、卡车、船舶、火车等交通运输领域，也被广泛用于工业自动化和航空航天等领域。
    2.  RS-485通讯：主要用于工业自动化、楼宇自控系统、能源监测系统、环境监测系统等领域，以及一些较小规模的数据采集和控制系统。
2.  物理层和电气特性：
    
    1.  CAN通讯：采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力和高可靠性。通常在标准CAN总线上运行，支持最大长度约为40米，但可以通过CAN返向器扩展距离。
    2.  RS-485通讯：同样采用差分信号传输，也具有较好的抗干扰特性和高可靠性。RS-485允许多个设备通过共享两根传输线进行通信，支持更长的通信距离，一般可以达到几百米甚至更远。
3.  通信速率：
    
    1.  CAN通讯：支持较高的通信速率，可以达到几百kbps甚至更高的速率。
    2.  RS-485通讯：通常支持较低的通信速率，一般在几十kbps到几百kbps范围内。
4.  多点通信：
    
    1.  CAN通讯：CAN总线允许多个设备连接在一个总线上进行通信，支持多主机和多从机通信。
    2.  RS-485通讯：同样支持多点通信，多个设备可以通过RS-485总线连接到同一传输线上，形成一个多点通信网络。

优劣势：

*  CAN通讯的优势在于其高速通信能力和广泛应用于汽车等交通领域，同时具备更复杂的错误检测和纠错机制。然而，CAN设备的成本可能相对较高。
 *  RS-485通讯的优势在于较低的成本、较长的通信距离和支持多点通信，适用于工业自动化等领域。然而，它的通信速率相对较低。

选择CAN还是RS-485取决于特定应用的需求。对于长距离、多点通信和较低成本要求的场景，RS-485可能是更好的选择。而对于高速通信和复杂的汽车或工业控制系统，CAN通讯可能更合适。

## 储能术语 ##

### 电池管理系统BMS ###

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。一般BMS表现为一块电路板，或者一个硬件盒子。

![在这里插入图片描述][92a689be80114c73ad4fc34afffde866.png]

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、高效并网运行。

储能BMS则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。**

![在这里插入图片描述][f764d13f218f43e787f9dcfd78291308.png]

就像电池构成电池簇、电池簇构成电堆；三层BMS中也遵循这样层层向上的规律：

*  从控：电池单体管理单元：BMU（battery module unit，大多都叫BMU，也有的叫CSC/CSU），采集单体电池信息。
 *   *  监测电池单体电压、温度
     *  包内电池均衡
     *  信息上送
     *  热管理
     *  异常报警
 *  主控：电池簇管理单元：BCU（battery cluster unit，也有高压管理单元HVU、BCMU等等），负责收集BMU信息，并采集电池簇信息。
 *   *  电池簇电流采集，总电压采集，漏电检测
     *  电池状态异常时断电保护
     *  在BMS的管理下可单独完成容量标定和SOC标定，作为后续充放电管理的依据
 *  总控：电池阵列管理单元：BAU（battery array unit，也有叫BAMS、MBMS等等），对整个储能电池堆的电池进行集中管理。向下连接各个电池簇管理单元，向上与其他设备信息交互，反馈电池阵列的运行状态信息。
 *   *  电池阵列的充放电管理
     *  BMS系统自检与故障诊断报警
     *  电池组故障诊断报警
     *  电池阵列内各种异常及故障情况的安全保护
     *  与PCS、EMS等其他设备通信
     *  数据存储、传输与处理

**单体电池管理层：**  
负责采集电池的各种单体信息（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，并将单体异常信息上传给电池组单元层BCMU。通过CAN对外通信，通过菊花链相互连接。

**电池组管理层：**  
负责收集BMU上传的各种单体电池信息，采集电池组的各种信息（组电压、组温度）、电池组充电放电电流等，计算分析电池组的SOC和SOH，并将所有信息上传给电池簇单元层BAMS。通过CAN对外通信，通过菊花链相互连接。

**电池簇管理层：**  
负责收集BCMU上传的各种电池信息，并将所有信息以RJ45接口上传给储能监控EMS系统；与PCS通信，将电池的相关异常信息发送给PCS（CAN或RS485接口），且配有硬件干节点对PCS。此外进行电池系统BSE(Battery State Estimate)评估、电系统状态检测、接触器管理、热管理、运行管理、充电管理、诊断管理、以及执行对内外通信网络的管理。通过CAN与下级进行通信。

[https://zhuanlan.zhihu.com/p/624982974?utm\_id=0][https_zhuanlan.zhihu.com_p_624982974_utm_id_0]

[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1738228603351476707&wfr=spider&for=pc][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1738228603351476707_wfr_spider_for_pc]

![在这里插入图片描述][2bf441b654884c8eb3e4cd680c42a4d6.png]

[https://zhuanlan.zhihu.com/p/73727087][https_zhuanlan.zhihu.com_p_73727087]

#### 电池储能系统 ####

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/数字输入输出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。

#### 相关概念，总控，主控，从控 ####

总控：电池阵列管理单元：BAU（battery array unit，也有叫BAMS、MBMS  
主控：电池簇管理单元：BCU（battery cluster unit，也有高压管理单元HVU、BCMU  
从控：电池单体管理单元：BMU（battery module unit，大多都叫BMU，也有的叫CSC/CSU

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。

![在这里插入图片描述][2bf441b654884c8eb3e4cd680c42a4d6.png]

[https://zhuanlan.zhihu.com/p/605598049][https_zhuanlan.zhihu.com_p_605598049]

### 电池相关知识 ###

![在这里插入图片描述][411c852e6c4f43aa92b2af47906155e8.png]

1个是两并8串，一个盒子里面有2并联8个串联，

一共两个 , 总共2并16串 ：一个箱子里面有两个组

一共32颗小电芯 ,16个电压值

并机数据怎么查: 通过上位机 分开来一个一个查(上位机软件可以切换看每台电池的信息)

网页上怎么查: 通过内部SN 和外部SN 的对应关系, 将外部SN 展示出来

电池中的具体电芯, 可以在上报信息中,查看每个电芯的电压

#### 拆解电池的构成 ####

电芯-模组-电池包

![在这里插入图片描述][2dd019ea890c4f09aca085a21e4387b8.png]

在动力电池包中，为了安全和有效的管理好成百上千的单颗电芯，电芯并不是随意的放在动力电池的壳里面，而是按照模块和包有序的放置的。最小的单元就是电芯，一组电芯可以组成一个模组，而几个模组则可以组成一个包。

正如前面的图示：电芯（Cell）----> 模组（Module）----> 包（Pack）。

电芯：电芯是动力电池的最小单位，也是电能存储单元，他必须要有较高的能量密度，以尽可能多的存储电能，使电动汽车拥有更远的续航里程。除此之外，电芯的寿命寿命也是最为关键的因素，任何一颗电芯的损坏，都会导致整个电池包的损坏。

模组：当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系时，这就组成了一个模组。

包：而当数个模组被BMS和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做（电池）包。

![在这里插入图片描述][6540d34cccc94f75aadce9c446e4f999.png]

电池：那么回到之前我们常说的”电池“，其实生活中，当我们在说电池时，我们有时候说的应该是电池包，而有时候说的应该是电芯。比如我们说玩具车的电池、5号电池，这个时候说的就是电芯，而在说笔记本电脑电池时，说的其实则是电池包。

[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1652066964319457849][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1652066964319457849]

#### 逆变器 ####

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V, 50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

![在这里插入图片描述][f0c45b4b6eab4dac8540fb380d73bdaa.png]

低压不提供逆变器 .

客户使用的逆变器：锦浪 ，Victron

电池：

*  Wattsonic
 *  Duracell
 *  PureDrive

插在逆变器上之后,为了可以直接显示厂家品牌, 每个品牌厂家的固件版本都不同

### 电池核心参数 ###

#### SOC 电池剩余容量 ####

SOC，指State of Charge，电池剩余容量。简单来说，就是电池还剩下多少电。  
SOC是BMS中最重要的参数，因为其它一切都是以SOC为基础的，所以它的精度和鲁棒性（Robust）极其重要。

[5b7404cb2e154e94ba4b0e1c791911d6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/85edb031d9434de0b9925153ca20044d.png
[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E9%80%9A%E4%BF%A1%E5%8D%8F%E8%AE%AE?fromModule=lemma_inlink
[2fcc99ebf81f429b802e9eceb898c3f3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/85927b16c12a410d830121f6c6350901.png
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