【元件】全球首发！恩智测控NGI推出NES6200高性能液流电池BMS测试方案

时间： 2024-07-03 来源：恩智测控NGI公众号

技术问答

什么是液流电池BMS？

液流电池是美国NASA于1974发明的一种新型电化学储能技术，电池系统由电堆单元、电解质溶液、控制管理单元等部分组成（见图1），电池通过正、负极电解质溶液的活性物质发生可逆氧化还原反应，进而实现电能和化学能的相互转化。

图1. ▲液流电池系统原理图

与锂离子电池相比，液流电池具有更安全环保（无燃烧爆炸风险）、循环寿命更长（＞15000次）、响应速度更快（ms级）等优势，已成为大容量长时储能的主要发展路线之一。根据国家发改委发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》，百兆瓦级液流电池技术已成为“十四五”新型储能发展的核心技术，并作为产业化应用的重点方向。

BMS是液流电池的“大脑”，具有电池参数检测、报警、控制、状态估算、保护、通讯等功能。与锂离子BMS相比，液流电池BMS还需要监测电解液压力、流量、液位、泵电流、泵频率等相关参数。因此，液流BMS在功能、测试要求上也与锂离子BMS存在一定差异。

接下来，小编将为您详细解读相关测试标准和要求。

测试需求分析

参考标准

针对液流BMS测试，业界主要参考标准如下：

GB∕T 34131-2023《电力储能用电池管理系统》

NB∕T 42134-2017《全钒液流电池管理系统技术条件》

测试项目

以GB/T 34131-2023《电力储能用电池管理系统》（以下简称“新国标”）为例，要求液流电池BMS应具备数据采集、通信、报警和保护、控制、状态估算、参数设置、数据存储、计算和统计等功能。下面着重针对数据采集、报警和保护等相关功能做重点说明。

数据采集

根据新国标6.2.2部分要求，液流BMS宜具备采集电堆电压、电堆电流、电解液温度、电解液压力、电解液流量、电解液液位状态、泵电流、泵频率和阀门状态等功能，这要求测试装置应具备电解液压力、流量、温度等物理量高精度模拟功能，模拟精度应≤0.2%。

报警

新国标在6.4.2和6.4.3部分要求，液流电池管理系统的报警内容应包含：温度越限、流量越限、压力越限、液位越限、漏液故障等，应在一级报警发出后300ms内发出停机指令，并在5s内断开电池簇或电池阵列充放电回路。在二级报警发出后300ms内发出降低电池运行功率指令。因此，BMS测试装置应具备电解液压力、流量、温度等物理量宽范围输出功能，应留有一定输出裕量。

其他

此外，新国标针对状态估算、控制、参数设置等做了相关要求，与锂离子BMS类似，此处不再赘述。

测试要求解读

液流BMS一般通过高精度传感器将电压、电流、压力、流量、液位等物理量转换为标准电压/电流信号（如0~10V、4~20mA，见下图）进行测量。同时，为匹配研发制造、第三方检测等用户在不同场景下的检测需求，新国标规定了型式评价、出厂检验、抽样检验三类场景，而这些场景也分别对应不同的检测项目。因此，对于液流BMS测试装置，应至少满足以下要求：

功能参数：精度、范围等指标能满足、宜适当优于新国标要求，以匹配未来3~5年储能BMS的发展；
系统架构：软硬件应做到灵活、可按需配置，以满足不同场景的使用需求。

电压型压力传感器

电流型压力传感器

NGI高性能模块化液流BMS测试方案

NGI深耕BMS测试多年，基于行业TOP客户需求研发了NES6200 液流储能BMS测试系统，可广泛应用于研发制造、第三方检测、系统集成等全产业链客户，方案具有以下价值：

▲NES6200液流BMS测试系统

宽频率

RSA5000系列实时频谱分析仪，频率范围最大为9kHz至6.5GHz。采用10.1英寸高清电容触摸屏，支持多种手势操作。

高精度

模拟量输出模块电压精度高达0.01%+0.01%F.S.，电流精度高达0.05%，远高于新国标对于液流BMS参数采集精度要求。

模块化设计

硬件、软件可根据用户需求进行配置，单个模块支持4路0~10V/4~20mA输出，深度匹配不同场景使用需求。

软件功能丰富人机友好

支持自定义物理量类型（压力/液位/流量）、电量类型（电压/电流等），支持数据导入和线性插值，灵活满足不同规格的液流BMS测试需求；

支持单步测试、批量自动测试，支持测试项目自定义，满足研发、测试、生产等不同场景应用需求；

支持测试参数自定义配置、保存、调用，有效提升测试效率；

支持用户账号创建和权限配置管理、支持测试进度显示。

目前，NGI是全球唯一同时具备锂离子电池BMS和液流BMS测试系统研发、设计、制造能力的厂家，相关产品和测试方案已广泛应用于上海电器科学研究院、宁德时代、国轩高科、海博思创等全球多个头部客户。

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