蔚赫信息储能BMS HiL系统：揭秘能源管理新篇章

随着全球能源结构的转型和绿色发展的深入推进，储能技术的重要性日益凸显。蔚赫信息作为业内领先的储能解决方案提供商，推出储能BMS HiL系统，以卓越的性能和前瞻的设计理念，引领着能源管理的新篇章。

储能BMSHiL系统，即电池管理系统硬件在环测试系统，是蔚赫信息针对当前储能领域的需求痛点，结合多年技术积累而开发的一款产品。该系统能够实现对储能设备在各种极端环境下的性能模拟和测试，确保电池系统在复杂多变的实际运行环境中始终保持稳定、高效。

01 储能BMS行业发展现状

随着国家“双碳目标”的提出，以光伏、风电为主的新能源行业迎来了快速发展阶段。光伏、风电等可再生新能源带来源源不断的清洁能源的同时，也给电网带来了不少的挑战。主要原因是风电、光伏发电具有波动性、间歇性、随机性等特点，导致它们产生的电力稳定性较差；另一方面，电网用户侧一天内对电网电量需求量波动较大，这种需求侧的不稳定性进一步影响了整个电网的稳定性。

为应对电网不稳定性的挑战，国家正大力发展储能技术，这种技术可以将白天多余的光伏发电存储到蓄电池中，从而更大限度地利用光伏发电，同时在非高峰时段存储电力，将能源转移到高峰时间使用，保证电网的平稳运行。储能主要有两个过程，分别是：储能和释能。

1）储能过程中，电能通过充电设备输入到电池中进行储存；

2）释能过程中，电池通过放电设备将储存的电能转化为电力供应给用户。

图1 光伏储能主要过程（来源：惜光官网）

在储能系统中，电池管理系统（BMS）扮演着电芯平衡控制与电池安全监控的关键角色。储能BMS和动力BMS因为使用场景不同，有一定的差别，具体如下所示：

BMS（电池管理系统）是电池的“大脑”，不仅负责电池多个关键参数的采集（如电池电压，模组温度，系统高压和电流等），更是一个管理和执行器，负责能量计算和输出、寿命预估、热平衡、充电控制、高压安全等。随着行业对BMS越来越多的需求，对BMS测试的要求也越来越高。不光需要验证其功能是否正确实现，还要在多维度场景下充分测试BMS，而传统的实物BMS测试系统因其成本昂贵、操作困难、耗时久，甚至部分极限工况存在安全风险，无法满足BMS测试需求。在这种背景下，HiL（硬件在环仿真）测试技术成为了保障BMS性能的关键工具。通过hil测试，可以在安全的仿真环境中对BMS进行全面测试，模拟各种操作条件和可能发生的异常状态，从而确保BMS在实际使用中的稳定性和安全性。这对于提高储能系统的可靠性和效率、延长电池寿命、以及预防安全风险具有重要意义，特别是在当前电池技术不断进步和市场需求日益增加的情况下，HiL的作用变得更加显著。

02 蔚赫信息LABCAR储能BMS HiL系统介绍

蔚赫信息基于自主LABCAR HiL平台，将真实的BMS控制器集成到仿真系统中，为广大的新能源用户提供便捷可靠安全的模块化的BMS HiL测试方案。储能BMS HiL，即电池管理系统硬件在环仿真系统，是专为储能系统设计的仿真测试平台。

图2 储能 BMS HiL系统框图BMS HiL硬件系统主要由低压系统和高压系统组成，高、低压系统相互隔离。其中：低压系统：实时处理系统、通用I/O板卡、CAN通信板卡、菊花链通信板卡，以太网通信板卡、故障注入板卡、低压程控电源、电源管理板卡、电阻仿真板卡等；高压系统：单体电池仿真、单体温度仿真、绝缘电阻仿真、高压程控电源、母线电流仿真等。

03 蔚赫信息LABCAR储能BMS HiL系统特点

图3 典型1500V储能系统

2）可以根据客户的需求定制化开发基于FPGA的AFE通讯仿真系统，目前蔚赫信息的菊花链仿真系统主要有以下功能：

图4 AFE菊花链板卡

• 版本快速兼容快速适配：可以高效的根据各个供应商最新的AFE芯片进行开发；
• 类型广泛：目前已经支持ADI公司的ADBMS1818，ADBMS2950；NXP公司的MC33771C，MC33774A与TI公司的BQ79718等型号的芯片；
• 容量大：以ADBMS1818芯片为例，一块板卡可容纳8簇菊花链，每簇菊花链可仿真15颗AFE芯片，每颗AFE芯片可监测18路电芯，可模拟多达120个AFE芯片，可监测2160路电芯；
• 可实现多种类型的故障注入：不仅可仿真注入多种AFE芯片普通故障，如欠压过压、总压高低等故障，还可以将菊花链链路层故障进行仿真注入，如：菊花链单侧通信故障，双侧通信故障，AFE采集精度异常故障等；
• 安全性高，可实时仿真：具备高安全性、实时操作、快速结果呈现、实时修改和可修改模型等功能，适用于各种复杂情况的仿真测试。

3）可以支持满足国标和欧标的充电标准；

图5 国标欧标充电4）可以根据客户的需求进行Modbus/IEC61850的模型搭建和节点仿真；

图6 储能系统节点仿真5）蔚赫信息在热管理领域经验和项目经历助力满足储能系统热管理测试的需求。

图7 储能热管理

04 客户项目案例

因湃电池科技有限公司是由广汽集团出资成立、以电池生产为主的科技型企业。蔚赫信息于2023年11月底成功交付广汽因湃四台机柜储能BMS HiL系统。广汽因湃储能BMS LABCAR HiL 主要有以下特点：1）支持菊花链/Modbus/IEC61850等通讯方式，四机柜，多达432个电芯仿真通道的储能BMS HiL系统；2）通过灵活的模型配置实现多簇与多从板间电压、温度信号仿真切换；3）通过硬件电路设计并结合模型开发，达到±0.05mV分辨率霍尔电流仿真；4）先进的电池本体模型，精确的体现浓差极化参数和电化学极化效应，核心SOX算法均来成熟项目。

图8 广汽因湃储能BMSHiL实物图