锂离子电池储能系统BMS的功能安全分析与设计

近两年,中国储能产业迎来爆发式增长.相较于其他储能技术,由于生产技术的快速进步、制造成本的逐步下降等因素,锂离子电池具备更显著的竞争力,在储能领域的市场渗透率越来越高.作为对电池进行监控和管理的电子装置,电池管理系统(battery management system,BMS)是储能系统的核心部件之一,其功能安全关系到整个锂离子储能电站的安全稳定运行.为了正确高效地实现储能系统的电池管理系统功能安全设计和验证,针对锂电池储能系统BMS的产品特点,本工作从系统的危险识别和风险分析、整体安全要求确定和安全功能分配、安全完整性实现及验证3个主要分析步骤,参照IEC 61508、IEC 60730-1等相关参考标准梳理了电池储能系统BMS功能安全的分析与设计过程.分析结果表明,选择失效模式影响和诊断分析(FMEDA)以及风险矩阵法(RM),可靠性框图法(RBD),适合于储能系统电池管理系统BMS的功能安全分析和设计.依照IEC 61508、IEC 60730-1等相关标准,结合储能系统产品的特点,选择正确的分析设计路径,可以确保储能系统BMS的功能安全完整性等级(SIL)有效达成,为储能电站设计开发者提供参考.