在儲能和電動汽車 (EV) 領(lǐng)域，電池管理系統(tǒng) (BMS) 和基于云的電池分析是兩項發(fā)揮著獨特但互補(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)單個電池的即時運行和安全，而基于云的電池分析則負(fù)責(zé)監(jiān)督整個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)（通常稱為 BMS）可以比作飛機(jī)的駕駛艙。就像飛行員在飛行過程中依靠駕駛艙的儀表和控制裝置來監(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)的各個電芯。它檢查電壓、溫度、電流并實時估計電池的荷電狀態(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。它可以防止過度充電、過度放電和過熱：它是防止熱失控等災(zāi)難性故障的最后一道防線。

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。

實時反饋：飛行員依靠實時數(shù)據(jù)在飛行過程中做出關(guān)鍵決策。同樣，BMS 為電池運行人員提供實時反饋，使他們能夠及時應(yīng)對可能出現(xiàn)的任何問題。

然而，BMS 確實也存在某些局限性。

首先，BMS 設(shè)置通常是靜態(tài)的，并且依賴于電池制造商在生產(chǎn)過程中設(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法針對特定應(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型或化學(xué)成分的電池時適應(yīng)性較差。

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

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

圖1. BMS與Cloud-Analytics對比表

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。它提供了整個機(jī)隊或系統(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)提供了整個儲能系統(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：電池分析存儲歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)長期性能分析。這使操作人員能夠識別隨時間變化的趨勢、異常和潛在問題。

預(yù)測性安全與維護(hù)：電池分析可以根據(jù)歷史性能數(shù)據(jù)預(yù)測何時需要維護(hù)或更換。這種主動方法可以減少停機(jī)時間并延長電池壽命。

另一方面，它結(jié)合了電池電化學(xué)知識和數(shù)據(jù)專業(yè)知識，保證了電池的預(yù)測性安全管理。電池分析是識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)的算法來優(yōu)化電池系統(tǒng)的運行。這包括精確重新計算電池荷電狀態(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，突顯了它們在管理電池系統(tǒng)方面的獨特但互補(bǔ)的作用。雖然 BMS 確保單個電池和電池組的即時安全和健康，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)和長期規(guī)劃：BMS 提供實時反饋和立即行動，確保及時解決電池組內(nèi)的任何問題。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)防實時關(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)生之前主動解決維護(hù)需求。

數(shù)據(jù)驅(qū)動決策：兩種系統(tǒng)都依賴數(shù)據(jù)，但使用數(shù)據(jù)的方式不同。BMS 處理實時數(shù)據(jù)以立即采取行動，而分析則利用歷史和匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃——無論是運營還是財務(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，電池運營商也依賴 BMS 和分析來應(yīng)對復(fù)雜的儲能問題。無論是在電動汽車、可再生能源系統(tǒng)還是任何需要可靠儲能的應(yīng)用中，這種合作關(guān)系都是釋放電池全部潛力的關(guān)鍵。