在儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē) (EV) 領(lǐng)域，電池管理系統(tǒng) (BMS) 和基于云的電池分析是兩項(xiàng)發(fā)揮著獨(dú)特但互補(bǔ)作用的關(guān)鍵技術(shù)。您可以把它們想象成電池的“飛機(jī)駕駛艙”和“空中交通管制塔”。BMS 負(fù)責(zé)單個(gè)電池的即時(shí)運(yùn)行和安全，而基于云的電池分析則負(fù)責(zé)監(jiān)督整個(gè)電池組的更廣泛性能和健康狀況。在本文中，我們將探討 BMS 和基于云的電池分析之間的主要區(qū)別，以及為什么它們都是確保電池系統(tǒng)壽命和效率所必需的。

電池管理系統(tǒng) (BMS)：飛機(jī)駕駛艙

電池管理系統(tǒng)（通常稱(chēng)為 BMS）可以比作飛機(jī)的駕駛艙。就像飛行員在飛行過(guò)程中依靠駕駛艙的儀表和控制裝置來(lái)監(jiān)控和管理飛機(jī)一樣，BMS 是電池包的神經(jīng)中樞。以下是 BMS 的工作原理及其不可或缺的原因：

電芯級(jí)監(jiān)控：與顯示高度、空速和燃油量等重要飛行數(shù)據(jù)的儀器非常相似，BMS 持續(xù)監(jiān)控電池包內(nèi)的各個(gè)電芯。它檢查電壓、溫度、電流并實(shí)時(shí)估計(jì)電池的荷電狀態(tài) (SoC) 和健康狀態(tài) (SoH)。

安全和保護(hù)：BMS 確保電池的使用符合制造商的規(guī)格。它可以防止過(guò)度充電、過(guò)度放電和過(guò)熱：它是防止熱失控等災(zāi)難性故障的最后一道防線(xiàn)。

電池平衡：BMS 執(zhí)行電池平衡，以確保電池包內(nèi)的所有電芯均勻充電和放電。這可以防止容量不平衡影響整體電池容量。

實(shí)時(shí)反饋：飛行員依靠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在飛行過(guò)程中做出關(guān)鍵決策。同樣，BMS 為電池運(yùn)行人員提供實(shí)時(shí)反饋，使他們能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題。

然而，BMS 確實(shí)也存在某些局限性。

首先，BMS 設(shè)置通常是靜態(tài)的，并且依賴(lài)于電池制造商在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置的參數(shù)。這意味著 BMS 功能受到預(yù)定閾值和控制策略的限制，這些閾值和策略可能無(wú)法針對(duì)特定應(yīng)用或不斷變化的操作條件進(jìn)行優(yōu)化。此外，BMS 是根據(jù)特定的電池化學(xué)成分和配置量身定制的，這使得它在處理不同類(lèi)型或化學(xué)成分的電池時(shí)適應(yīng)性較差。

最后，傳統(tǒng) BMS 單元的計(jì)算能力可能有限，尤其是與基于云的解決方案中使用的高級(jí)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法相比。這種限制可能會(huì)限制 BMS 執(zhí)行復(fù)雜數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力，而這在現(xiàn)代電池管理場(chǎng)景中越來(lái)越重要。

因此，雖然 BMS 仍然是電池監(jiān)控的重要組成部分，但其功能可以通過(guò)基于云的電池分析得到增強(qiáng)和補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)更全面、更適應(yīng)性的電池管理方法。

圖1. BMS與Cloud-Analytics對(duì)比表

基于云的電池分析：空中交通管制塔

基于云的電池分析可以看作是電池管理的空中交通管制塔。它提供了整個(gè)機(jī)隊(duì)或系統(tǒng)的電池性能和健康狀況的更廣泛、更全面的視圖。以下是它為何如此重要的原因：

數(shù)據(jù)聚合：就像同時(shí)跟蹤多架飛機(jī)的空中交通管制塔一樣，基于云的電池分析從各種配備 BMS 的電池包收集數(shù)據(jù)。這些聚合數(shù)據(jù)提供了整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)或異構(gòu)電池集群的全面概覽。

作為一種公正而強(qiáng)大的工具，基于云的電池分析可以比較不同制造商和化學(xué)成分的電池。

歷史分析：電池分析存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期性能分析。這使操作人員能夠識(shí)別隨時(shí)間變化的趨勢(shì)、異常和潛在問(wèn)題。

預(yù)測(cè)性安全與維護(hù)：電池分析可以根據(jù)歷史性能數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)何時(shí)需要維護(hù)或更換。這種主動(dòng)方法可以減少停機(jī)時(shí)間并延長(zhǎng)電池壽命。

另一方面，它結(jié)合了電池電化學(xué)知識(shí)和數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，保證了電池的預(yù)測(cè)性安全管理。電池分析是識(shí)別電池故障早期跡象的唯一方法，這些故障最終可能導(dǎo)致可怕的熱失控。

優(yōu)化：電池分析使用先進(jìn)的算法來(lái)優(yōu)化電池系統(tǒng)的運(yùn)行。這包括精確重新計(jì)算電池荷電狀態(tài) (SoC) 和健康狀態(tài) (SoH)，以最大限度地提高能源效率和整體系統(tǒng)性能。

BMS 和基于云的電池分析：終極監(jiān)控組合

將 BMS 與飛機(jī)駕駛艙進(jìn)行比較，將電池分析與空中交通管制塔進(jìn)行比較，突顯了它們?cè)诠芾黼姵叵到y(tǒng)方面的獨(dú)特但互補(bǔ)的作用。雖然 BMS 確保單個(gè)電池和電池組的即時(shí)安全和健康，但電池分析采取了更具戰(zhàn)略性的方法，一方面關(guān)注整個(gè)電池生態(tài)系統(tǒng)的更廣泛的健康和性能；另一方面關(guān)注其預(yù)測(cè)安全性。

圖 2. BMS 與云分析的協(xié)同作用

他們共同建立了強(qiáng)大的合作伙伴關(guān)系：

立即響應(yīng)和長(zhǎng)期規(guī)劃：BMS 提供實(shí)時(shí)反饋和立即行動(dòng)，確保及時(shí)解決電池組內(nèi)的任何問(wèn)題。另一方面，電池分析可幫助操作人員重新校準(zhǔn)其 BMS，并就電池的長(zhǎng)期安全性和健康狀況做出明智的決策。

預(yù)防措施：BMS 可預(yù)防實(shí)時(shí)關(guān)鍵安全隱患，而分析功能則允許操作人員在緊急情況發(fā)生之前主動(dòng)解決維護(hù)需求。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：兩種系統(tǒng)都依賴(lài)數(shù)據(jù)，但使用數(shù)據(jù)的方式不同。BMS 處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以立即采取行動(dòng)，而分析則利用歷史和匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃——無(wú)論是運(yùn)營(yíng)還是財(cái)務(wù)方面。

總而言之，

盡管 BMS 和云電池分析的作用各有不同，但它們可以無(wú)縫協(xié)作，以確保電池系統(tǒng)的安全性、效率和使用壽命。就像飛行員依賴(lài)維護(hù)良好的駕駛艙和空中交通管制的明確指令一樣，電池運(yùn)營(yíng)商也依賴(lài) BMS 和分析來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的儲(chǔ)能問(wèn)題。無(wú)論是在電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源系統(tǒng)還是任何需要可靠?jī)?chǔ)能的應(yīng)用中，這種合作關(guān)系都是釋放電池全部潛力的關(guān)鍵。