Functions, Working Principles & Best Practices

As high-voltage lithium battery systems continue to dominate applications such as UPS backup power, data centers, and energy storage systems (ESS) , the importance of a reliable control system becomes critical.

The SBMS (System Battery Management System) acts as the “brain” of the battery system — responsible for safety, performance optimization, and communication.

At EverExceed , our high-voltage LiFePO₄ battery systems integrate advanced SBMS technology to ensure maximum safety, intelligent control, and long-term operational stability.

1. Core Functions of SBMS

The SBMS operates through three essential layers:
Sensing – Protection – Management

1.1 High-Precision Data Acquisition & Monitoring

The SBMS continuously collects real-time data across the entire battery system:

• Cell Voltage Monitoring (high accuracy up to ±5mV)
• Total Voltage & Current Detection (±1% accuracy)
• Multi-Point Temperature Monitoring (±1°C accuracy)

To ensure safety in high-voltage battery systems , isolated sampling technologies such as:

• Isolation amplifiers
• Optical relays

are used to prevent electrical hazards.

1.2 State Estimation (SOC / SOH / SOP)

SBMS calculates key battery parameters:

• SOC (State of Charge) – Remaining battery capacity
• SOH (State of Health) – Battery aging condition
• SOP (State of Power) – Maximum available charge/discharge power

Using advanced algorithms such as:

• Coulomb counting
• Kalman filtering

SOP is especially critical in UPS lithium battery systems , as it determines how much power the system can safely deliver to the load.

1.3 Comprehensive Safety Protection

Safety is the top priority in any high-voltage lithium battery solution .

SBMS provides multi-layer protection:

• Overvoltage / Undervoltage
• Overcurrent / Short circuit
• Overtemperature / Low temperature
• Insulation resistance detection (mandatory for high-voltage systems)

When a fault is detected:

• SBMS immediately triggers contactor disconnection
• Sends fault codes to upper systems
• Classifies faults into warning / primary / critical levels

1.4 Cell Balancing Management

To ensure long-term performance, SBMS maintains cell consistency:

• Passive Balancing (resistor-based, widely used)
• Active Balancing (energy transfer, higher efficiency)

Balancing prevents the “weakest cell effect” and significantly extends the lifespan of high-voltage battery packs .

1.5 Thermal Management Control

Temperature directly affects battery safety and lifespan.

SBMS controls:

• Cooling fans
• Heating films
• Liquid cooling systems

Maintaining optimal temperature range:
15°C – 35°C

• Low temperature → Lithium plating risk
• High temperature → Accelerated degradation

1.6 Contactor Control & Pre-Charge Logic

A critical function in high-voltage energy storage systems :

• Controls main positive/negative and pre-charge contactors
• Detects contactor failure (e.g., welding or failure to close)

Pre-charge process:

• Gradually charges inverter capacitors via resistor
• Prevents high inrush current damage

1.7 Communication & Data Logging

SBMS acts as the communication hub:

• Внутренняя коммуникация:
  • С использованием RBMS или блоков сбора данных через CAN/SPI.
• Внешняя коммуникация:
  • С системой управления питанием / инвертором / EMS
  • Протоколы: CAN (CANopen / SAE J1939), Modbus, Ethernet
• Функция «черного ящика»:
  • Сохраняет критически важные данные о неисправностях для анализа.

В EverExceed Наша система управления напряжением (SBMS) обеспечивает бесшовную интеграцию с инверторами мировых производителей, повышая совместимость и надежность системы.

2. Как правильно использовать SBMS в высоковольтных системах

Правильное выполнение работ имеет решающее значение для безопасной эксплуатации.

Шаг 1: Установка и подключение проводов (безопасность прежде всего)

• Используйте изолированные высоковольтные провода для отбора проб.
• Убедитесь в правильной полярности (это крайне важно).
• Обеспечьте независимый низковольтный источник питания (12 В/24 В).
• Плотно закрепите датчики температуры на ячейках.
• Правильно подключите линии обнаружения изоляции.

Шаг 2: Настройка параметров (ключевой шаг)

SBMS необходимо настроить в соответствии со спецификациями батареи:

• Количество клеток (количество последовательностей)
• Емкость аккумулятора
• Ограничения по напряжению и температуре
• Диапазон действия текущего датчика
• Пороги защиты

Важный:
Протокол связи должен соответствовать протоколу инвертора (например, протоколу CAN).

Шаг 3: Последовательность включения питания при высоком напряжении

Система SBMS придерживается строгого процесса запуска:

1. Включение низковольтной системы → самодиагностика
2. Обнаружение изоляции
3. Этап предварительной зарядки
4. Закрытие главного подрядчика
5. Система полностью работоспособна

Эта последовательность обеспечивает безопасный запуск. высоковольтные системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями .

Шаг 4: Мониторинг и техническое обслуживание

• Мониторинг в реальном времени с помощью программного обеспечения.
• Анализ исторических данных о неисправностях
• Выполните обновление прошивки (по воздуху).

3. Три важнейших правила техники безопасности

При работе высоковольтные литиевые аккумуляторные системы Эти условия не подлежат обсуждению:

1. Протокол связи должен совпадать.

Несоответствие между системой управления зданием (SBMS) и инвертором может привести к следующим последствиям:

• Сбой системы
• Риски перезарядки или переразрядки

2. Обнаружение сварных швов в контакторе имеет важное значение.

Неспособность обнаружить приваренные контакторы может привести к следующим последствиям:

• Короткие замыкания при запуске
• Серьезное повреждение системы

3. Систему обнаружения изоляции ни в коем случае нельзя отключать.

В системах с напряжением выше 60 В:

• Поражение электрическим током смертельно опасно
• Контроль за состоянием изоляции обязателен.

4. Заключение

Система управления платформой (SBMS) представляет собой высокоинтегрированную систему, объединяющую в себе:

• Точное измерение
• Интеллектуальное управление
• Управление питанием
• Координация коммуникаций

Это гарантирует, что высоковольтные литиевые аккумуляторные системы выполнять:

✔ Безопасно
✔ Эффективно
✔ Надежно

Почему стоит выбрать высоковольтные литиевые аккумуляторные системы EverExceed?

EverExceed обеспечивает передовые высоковольтные решения на основе литий-железо-фосфатных аккумуляторов В ролях:

• Интеллектуальная архитектура SBMS и RBMS
• Многоуровневая защита
• Высокая совместимость с глобальными системами управления питанием/инверторами.
• Доказанная надежность в Применение в системах бесперебойного питания (ИБП), центрах обработки данных и системах хранения энергии.