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【特别报道】中国BMS企业遭遇“软肋”
来源：高工锂电网&&&发布时间： 09:14
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摘要：中国的BMS技术与国际上先进的BMS技术相比，依然存在不少差距。在实际应用过程中，这种差距呈现出不断拉大的趋势。
【高工锂电专稿】
【 《高工锂电》4月刊 文/ 本刊记者 游保平】如果问车企最怕什么?可能很多人会回答&电池安全&。动力电池安全不仅是车企关注的焦点，也是悬在行业头顶的达摩克利斯之剑。究其原因，除电池本身问题外，控制电池运行的电池管理系统(Battery Management System，简称)也起着关键作用。
　　&对于逐渐火热起来的电动汽车产业而言，任何一起起火类事故都有可能断送刚刚建立的良好局面。&高工锂电董事长张小飞认为，安全已经成为中国电动汽车的紧箍咒，除了加强电芯的安全性能，从BMS技术上着手提高电池管理水平也是一种有效手段。
　　一直以来，BMS技术被认为是电动汽车的&大脑&，管理着电池系统，与动力电池、整车控制系统共同构成电动汽车的三大核心技术。随着电动汽车产销规模的快速扩大，BMS的巨大商机凸显，因而也受到业内的&追捧&。
　　然而，中国的BMS技术与国际上先进的BMS技术相比，依然存在不少差距。在实际应用过程中，这种差距呈现出不断拉大的趋势。
　　中外BMS技术差距显著
　　事实上，中国锂电池的制造水平不低，在生产规模上也处于世界第一的位置，部分企业甚至已经进入苹果、宝马等国际高端供应链。但为什么很多电池用两三年就出现衰减现象，业内人士认为其中一个重要的短板还是在BMS。
　　&以为电池已经不行了，其实电芯还是好的，这暴露了控制系统存在弱点。&深圳市航盛电子股份有限公司(下称&航盛&)电池系统部部长熊本波告诉记者。
　　作为一项关键技术，电池管理系统(BMS)对确保电动汽车的整体性能具有举足轻重的作用。目前电动汽车普遍采用的动力电池是由单体的锂电池通过串联或并联的方式组成的电池组。由于单体电池的性能存在差异，为了提高电池利用率，防止过充电和过放电，监控电池的使用状态，延长电池的使用寿命，从而达到提升包括安全性能在内的电动汽车的整体性能，需要BMS从中发挥纽带的作用。
　　高工产研锂电研究所(GGII)，现今国外盛行的BMS产品多采用主动式均衡功能设计，价格和技术含量较高，属于未来发展趋势；而国内基本采用被动式均衡功能和不带均衡功能的BMS产品，价格低、功能简单。
　　目前宝马Mini E、日产聆风、特斯拉Model S及被吉利收购的菲斯克Karma电动汽车均采用主动式BMS均衡，不仅能达到电池组均衡目的，监测的精度也高(误差小于0.7%)，市场价格为2-3万元/套。
　　中国电动汽车有很多使用被动式BMS均衡，一家BMS企业市场部负责人告诉《高工锂电》，仅仅是将容量多的电池中多余的能量进行转移，实现整组电池电压的均衡。另一知情人士透露，目前江淮同悦电动汽车所用BMS即为被动式均衡设计。
　　至于不带均衡功能设计的BMS，则不过是起着电池电流、电压、温度、SOC(电池剩余电流)、SOH(电池健康度)等信息实时显示功能的监控系统，功能最为简单，市场价格约为1000元/套，目前主要为国内低速电动车大量采用。
　　与之形成对应的是，国际上销量比较靠前的电动汽车无不采用更为先进的主动均衡技术。以火遍全球的特斯拉为例，特斯拉采用的是更为先进的电池管理系统，不仅仅涉及到电流和电压的主动均衡，而且可以时间对电池温度的实时监控和关键时刻的智能维护。
　　&BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等，少数中国BMS企业也能做到这种主动均衡。&熊本波告诉《高工锂电》，即便这些企业可以实现主动均衡，也还无法做到向特斯拉那样对每颗电池实现精确的管理。中国BMS技术实现的是整个电池包的管理，还不能精确和细致到每颗电芯上。
　　其实特斯拉真正核心和最牛逼的地方也在于BMS系统，能把超过电芯放在一起，还能对每颗电芯实时监控，难度可想而知。而特斯拉BMS核心中的核心则是其电池热管理系统 (Battery Thermal Management System，简称BTMS)。
　　电池热管理系统是应对电池的热相关问题，是保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一，而这也是中国BMS技术需要突破的难点。
　　而BTMS技术最主要的作用是，可以在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。
　　根据特斯拉公开的一组报告数据显示，Modol S电池组内各单体电池的温度差异控制在&2&C内。在行驶10万英里后，Modol S电池组的容量仍能维持在初始容量的80%-85%，而且容量衰减只与行驶里程数明显相关，而与环境温度、车龄关系不明显。
　　&与特斯拉相比，国内的BMS技术目前只能做到基本数据检测和容量均衡的程度，在热管理上的确存在较大的差距。&国内一位新能源汽车企业采购部经理认为，国内的BMS技术跟特斯拉等掌握核心技术的车企相比，差距还是比较明显的。
　　低成本是主要障碍之一
　　&中国一直没有出现更好的BMS技术应用，成本较低是主要原因之一。&熊本波认为，与特斯拉BMS系统的总成本相比，中国的BMS系统成本简直不值一提，而大多数电动汽车厂商愿意采用成本相对较低的BMS技术。
　　特斯拉的BMS成本占据其整个电池组成本的40%以上，而整个电池组的成本占整车的成本超过35%，这也就意味着售价7万美元的特斯拉Modol S 的BMS成本接近1万美元。
　　而国内大多数采用被动均衡技术的BMS系统，市场售价仅为元/套，而技术更为先进的主动均衡BMS系统，售价也不过1万多元，与高达1万美元特斯拉BMS系统相比，尚有不小的差距。
　　&与特斯拉BMS系统的成本占电池组成本的40%相比，目前国内大多数BMS的成本仅仅只占电池组成本的10%左右，这方面的差距在短时间内很难弥补。&深圳市科列技术有限公司(下称&科列&)副总经理仝瑞军认为，国内目前的BMS要做到像特斯拉BMS那样精准控制每颗电芯的技术更加复杂，对工艺控制各方面的要求更高，相对成本也更高。
　　&如果说车企不愿意采购成本更高的BMS系统，作为BMS企业来说，也就失去了研发更为先进技术的动力。&熊本波坦言，中国的新能源汽车要想取得进步，不能既想马儿跑，又想马儿不吃草，也要适当地允许更高附加值的BMS系统参与到电动汽车中。
　　实际上，科列和航盛都是国内较为领先的主动均衡BMS系统方案提供商，依然难以实现对每颗电池进行精准的监控和管理。
　　中国BMS企业的尴尬地位
　　BMS技术对于整车企业来说也是一项非常关键的技术，一般国际上比较领先的车企并不会放弃这些技术，甚至早就开始了前期布局，做了很多相关的技术积累。只是由于电动汽车市场还没有真正大规模启动，所以相关技术还没有大规模运用。
　　&与国外成熟市场相比，中国的BMS研发体系存有很大缺陷。&熊本波告诉记者。在国外，BMS与电池一样，只是整车厂生产的一个汽车零部件，整车厂置于金字塔顶端。BMS从功能定义的设计开始，就由整车厂牵头主导，然后找第三方设计公司进行产品设计，最后找生产企业进行生产，三方共同决定电池包的BMS匹配方案。
　　同样，在生产过程中，需要经历工程样件、小批量试生产、大批量生产。在每一个生产过程中，都离不开整车厂与设计公司从中协调、改进、再协调、再改进的往复身影。整个研发时间少则1-2年，多则5-6年。目前戴姆勒-奔驰、宝马、丰田等国际巨头企业均是采用此类体系。
　　然而，回看中国，情况截然相反。BMS从设计到量产的数月过程中，整车厂仅是买方身份，而且没有太多参与权和决定权。目前国内的BMS基本由电池厂及第三方电子厂进行研发、生产，约各占50%市场份额，整车厂参与度很少，成为业内基本常态。
　　追根溯源，低成本依然是主要原因之一。据深圳一家动力电池企业市场总监透露，因为BMS涉及的技术较为复杂，而且成本相对较低，占整车的成本不超过5%，一般的电动汽车企业并不愿意自己来做。
　　对于整车厂在BMS方面的不作为，原众泰汽车副总经理张浩认为&这是事实&，因为&我们的国情不一样，目前中国绝大多数电动汽车都是由传统汽车改造，我们整车厂对电动汽车的研发远远落后于发达国家。&
　　同样值得注意的是，BMS在研发、生产及测试过程中，需要整车厂提供汽车平台结构和整车控制通信信号、动力电池相关结构和技术参数等信息，而这方面又是整车厂与电池厂的核心机密，BMS厂家需要很多时间花在沟通环节，最终成果也难言高效。
　　从长远来看，对于纯粹的BMS企业来说，未来的选择其实并不多，很难通过单纯的BMS业务走上独立发展的道路。因为BMS技术仅仅作为电动汽车一个关键零部件的控制技术，车企一定会掌握在自己手中。从发展的趋向上看，BMS企业存在被车企收购或者沦为车企代工厂的可能。
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自动控制技术在火电厂的应用前景探析
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建筑设备中的采暖、通风及空调（Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＨＶＡＣ）以消耗能量（大约占大楼能耗的５０％以上）为代价，给人们创造舒适环境。ＨＶＡＣ设备容量（能量）是按设计负荷选定的；而实际运行负荷是动态变动的，且经常处于低于设计负荷而处于部分负荷状态；为达到环境舒适又节能，要求ＨＶＡＣ设备的实际输出的能量，能跟踪部分负荷所需求的能量，即:
ＨＶＡＣ实时输出能量＝部分负荷需求的能量
这就需要改变传统定量系统模式为变量系统的模式，即负荷跟踪变量控制系统。
另外，对于集中供冷系统（如建筑群、大型建筑供冷），开始采用多种冷源供冷模式，改变了传统的单一供冷模式，使ＢＭＳ从单一设备节能调节控制，进入到了能量的综合管理节能控制。
上述两个层面（底层监控、上层管理）的内容在陕西省ＢＭＳ工程中都有所体现，取得了节能效果。笔者参与其中部分工程，现就此进行分析。
１　负荷跟踪变量控制系统的应用
１．１　变风量（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ａｉｒ　Ｖｏｌｕｍｅ，VAV）监控系统
在一些空调负荷变化率大的场合应用，采用定温度、变风量空调方式。全年节能量约为３０%～５０％.
1.1.1 空调末端（个室）VAV监控系统
（１）控制内容
通过末端变风量箱（ＶＡＶ　ＢＯＸ）调节进入房间的送风量，改变进入房间的冷（或热）能量，维持房间温度等于设定值；相对于常规的ＣＡＶ（定风量）可节约总送风机的耗能，但送风温度是恒定（由空调机组监控）。
（２）控制信号
房间温度设定值与房间温度实测值的偏差（反映房间冷、热负荷）。
（３）相关问题
1）ＶＡＶ　ＢＯＸ分为压力相关型和压力无关型（串级调节系统，克服某个ＶＡＶ　ＢＯＸ的调节，引起管道压力的变化，造成其它ＶＡＶ　ＢＯＸ风量变化的影响）。
2）ＶＡＶ　ＢＯＸ专用控制器与空调机组控制系统有通信功能，可以把ＶＡＶ　ＢＯＸ的信息（包括风量）通过网络提供给控制系统，为综合控制提供依据。
1.1.2　空调机组VAV监控系统
（１）控制内容
根据实时总负荷（总风量）的需求，变频控制风机转速，改变送风量，满足总负荷（风量）的需求。
（２）控制信号
1）定静压法
管道静压恒定具有控制简单、实现容易的优点，但风机耗能较高。需要通过合理选择静压参照点（建议在管道末端１/３处）和合理的设定值（静压控制点静压值应尽可能低，以节约风机能量。但必须保证设计工况下每个区域在此静压下能得到所需风量。静压值可通过现场调试确定）。
2）变静压法
管道静压设定值改变，能最大限度的节约能耗，但控制算法复杂，实现较困难。
3）总风量法
根据ＶＡＶ　ＢＯＸ提供的末端风量信号，通过统计算法求出需求的总风量，相应的风机转速，并进行控制。属于前馈、开环控制系统，能改善系统的稳定性。
（３）相关问题
1）回风机转速跟踪送风机转速同步控制，保持室内风量平衡。
2）送风温度控制
传统方法温度设定值是恒定的，在负荷减少时，末端风阀开度小，可能产生噪声，此时可提高送风温度，阀门开大以减少噪声。当负荷增加时，再降低送风温度设定值。由于ＶＡＶ系统采用网络控制，故送风温度设定值可根据各房间的温度和阀门开度的状况，实时修正送风温度设定值。
1.1.3　VAV集散式监控系统
ＶＡＶ集散式监控系统采用国际标准，可以由ＢＡＣｎｅｔ控制器和ＬONＷARK控制器组成监控管理系统。图１是以ＢＡＣｎｅｔ控制器组成的ＶＡＶ集散控制系统应用举例。
采用总线型网络拓扑结构，以ＥＢＩ管理系统为管理工作站，服务器、客户机、网络控制器位于上层以太网，通信协议采用ＢＡＣｎｅｔ/ＩＰ通信协议。可以在一个全部使用ＢＡＣｎｅｔ通信协议，不需要网关进行协议转换就可以直接由以太网相互连接起来，形成集散系统。图１中ＣＰ－ＩＰＣ是网络控制器可用来管理ＶＡＶ专用监控器ＣＰ－ＶＡＶ。网络控制器又称主控制器，属第一级分站，支持三条独立的主从/令牌（ＭＳ/ＴＰ）通道，每条通道可连接数十台ＶＡＶ专用（单元）控制器ＣＰ－ＶＡＶ.由于主控制器内置了ＢＡＣｎｅｔ路由器，系统能够访问所有ＭＳ／ＴＰ通道的各个单元控制器。
主控制器ＣＰ－ＩＰＣ能提供若干个输入、输出硬件点，如果点数不足还可以使用扩展模块ＣＰ－ＥＣＰＩＯ，使输入、输出点扩大。ＣＰ－ＩＰＣ用来监控ＶＡＶ系统中的空调机组，形成第一级分站。
第二级分站（又称控制子站）采用ＶＡＶ专用控制器ＣＰ－ＶＡＶ，设置在现场受控设备附近（ＶＡＶ　ＢＯＸ），以ＭＳ/ＴＰ通道与受控设备相连，向上通过分站网络控制器与管理站通信。ＣＰ－ＶＡＶ内设置有空气流量传感器和各个Ｉ/Ｏ接点，在ＭＳ/ＴＰ网络中可以和其它ＣＰ－ＶＡＶ通信，实现点数共享，也可以实现有关联动功能。
1.1.4　误区
根据流体力学给出的原理，在流体输送管网中，其特性（阻抗Ｓ）不变时，风机或水泵在不同转速运行的工况点是相似工况点，流量比值与转速比值成正比，压力比值与转速比值平方成正比，功率比值与转速比值三次方成正比。若变转速的同时，Ｓ值也发生变化，则不同转速的工况不是相似工况，上述关系不成立。
阻抗Ｓ又称管网的总阻抗，与管网几何尺寸、摩擦阻力系数、局部阻力系数、流体密度等因素有关。当这些因素不变时，Ｓ为常数。在ＶＡＶ、ＶＷＶ系统中其末端设备都处于调节状态，以ＶＡＶ为例，其ＶＡＶ　ＢＯＸ的风阀不断地改变阀门开度，其局部阻力系数在变化，使系统总阻抗Ｓ发生变化，故在ＶＡＶ系统中功率比值与转速比值三次方关系不成立。在ＶＡＶ中风机变速后，不在额定工况下运行，其工作效率也会有所降低，从节能链出发应予关注；另外，还需要保持气流组织设计的流型。为此，应确定风机的最低风速，需增加最小风量的控制环节。但是当用降低转速来调小流量，节省风机耗电的效果非常显著。变速后的节能曲线与理论上的三次方（Ｎ３）的关系见图２所示。所以《智能建筑设计标准》也明确指出对ＶＡＶ应用的要求，如不依具体条件，一概认为功率比值与转速比值三次方成正比并随意降低转速是一种误区，应予以纠正。
１．２　变水量（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｖｏｌｕｍｅ，ＶＷＶ）监控系统
将空调一次泵水系统的调节方式设计成定温度、变流量，使系统的循环水流量随空调负荷的变化而变化。由于空调水系统中水泵的能耗，一般约占空调系统总能耗量的１５%～２０％，为此，采用变流量系统使水输送能耗能随流量的增减而增减，具有显著的节能效益和经济效益，节能可达到２０～３０％。
1.2.1　控制内容
按照反映实时冷（热）负荷信号，调节冷（热）水泵的流量，满足负荷需求，相对于常规ＣＷＶ（定水量）系统可大幅度节约水泵电耗。
1.2.2　控制信号的确定
冷负荷计算公式如下：
& && &Ｑｃ＝ＣＧ（ｔ２－ｔ１）
& && & 式中:Ｑｃ—冷负荷（kＷ）；
& && &Ｃ—冷冻水比热（４．１８６ＫＪ/（kｇ•℃））；
& && &Ｇ—实需冷水流量（kｇ/Ｓ），流过冷机蒸发器的水流量；
& && &ｔ１，ｔ２—冷水供、回水温度（℃）.
从以上公式可以看出，反映负荷变化的量有温差（ｔ２－ｔ１）和实需冷水流量Ｇ，此冷水流量Ｇ是流过冷机蒸发器的水流量。由于现时的冷机冷水流量允许在很大的范围内变化，其供冷量也可以在很大范围内变化。在供、回水温差一定时，制冷量与水流量成直线关系。但是，由于冷机设备的限制，供、回水温差宜在５℃以下的范围运行。随着实需冷量的变化，供、回水温差可以在５℃以内变化。然而，当考虑到不希望出现使多台冷机同时在较小负荷下运行（ＣＯＰ值低）的不经济状况，限制冷机仅工作在经济运行工况时，供、回水温差就只能在５℃附近变化。这就是我们进行节能控制的一个依据，即利用温差作为控制信号并使其恒定（５℃），自动改变水泵水流量来满足负荷对冷量的需求。
应说明的是，并没有建议采用实需冷负荷Ｑ＝ＣＧ（ｔ２－ｔ１）作为控制信号来调节水流量，在这种系统中需使用价格昂贵的流量变送器，且（ｔ２－ｔ１）也在变化，系统可能不易稳定。另外，由于冷机自带节能控制系统，在负荷变化时，能自动调节冷水出水温度ｔ１值（ｔ１值提高可提高冷机的ＣＯＰ值），采用定供、回水温差调节，能适应这种要求。
1.2.3 相关问题
（１）冷水最小流量应满足冷机对冷水最小流量的要求，这样对冷水泵电机供电的最低频率就会有一定的要求。
（２）冷水泵电机供电频率最小值也能满足供冷水系统中最不利点对最小压差的要求（一般是最高层的新风机组或空调机组）。
（３）应考虑不同类型的冷机，由于水流量的变化对冷机制冷量的影响，与ＶＡＶ相似，也应从节能链出发全面评价。在这里应说明，工程实践中有些集成商，仅从水泵变流量节能评估，特别是按照所谓水泵功率比值与转速比值三次方来评价变频节能效果是不够准确的，是一种误区应予以纠正。
１．３　变制冷剂流量（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ　Ｖｏｌｕｍｅ，ＶＲＶ）监控系统
1.3.1　适用范围及特点
（１）适用机械式制冷压缩式制冷系统
跟踪系统负荷的变化，自动改变机械式制冷压缩机电动供电频率，改变制冷剂流量，从而改变制冷量，在负荷减少时，可降低电机供电频率，故可大幅度地减少冷机电耗。对定频冷机一般是不能根据负荷减少而相应地减少耗电量的，而ＶＲＶ系统特性在部分负荷（约３０%～４０％左右）时，能实现最高的效率，即冷机ＣＯＰ值最高，如图３所示。ＣＯＰ值泛称冷机性能系数，是表明冷机经济性好坏的指标。对机械压缩式冷机用能耗比ＥＥＲ表示，ＥＥＲ＝机组净制冷量（Ｗ）/输入功率（Ｗ）。应用在办公楼、住宅楼、医院、宾馆等场合。由于是热泵系统，冬季可制热。
（２）特点
1）这种系统仅以制冷剂作为热输送介质，省去了水系统和风系统（当不考虑新风时）。
2）高效的容量控制，节约制冷压缩机的电能。
3）组配智能监控系统，在设备出厂前已配置好智能监控系统，无需另行配置，一站式服务，选用、安装极为方便。控制方式多种多样，使用液晶显示遥控器和多功能控制板，实现分散控制和集中控制管理功能。
4）启动方便，对电网冲击小。
1.3.2　控制内容
（１）室内机容量控制
各房间有独立监控系统，通过室内遥控器（内置温度设定器、控制器、温度传感器等）控制电子膨胀阀，依室内负荷变化，连续调节进入室内机的制冷剂流量，维持房间温度恒定。
一个遥控器可以控制一台室内机或控制多台室内机（此时通过控制网络设定成同一温度值），而每一台室内机将由内部的温度控制器独立控制运行。室内遥控器除温度设定外，还有定时设定，并具有如下显示功能：运行显示、过滤网指示、温度设定显示、异常显示等。
集中遥控可通过集中遥控器进行，由于有网络通信的功能，可实现空调系统的综合控制。
（２）室外机变频控制
由于负荷（室外温度、室内回风温度等）的变化，会引起制冷压缩机制冷剂压力的变化。为了稳定系统工作，应根据制冷剂压力信号组建闭环控制系统，对制冷压缩机的转速进行控制，改变压缩机的转速，维持制冷剂压力恒定，其节约压缩机的电耗的效果非常明显。
1.3.3　相关问题
（１）室外机的布置应与建筑设计师进行良好地沟通，可分层安装（在每层设室外机，能源损耗小）；设置在设备层（如避难层）；裙楼屋顶等地。总之，要从减少能耗、减少管路投资、减少占地面积、有利于室外机散热（风冷）条件以及减少噪音对周围环境的影响等因素考虑，综合定位。
（２）系统安装了脉冲累计电度表，可计量室外机的耗电量，可按实际耗电情况公平收电费。
１．４　变设定值（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｖｏｌｕｍｅ，ＶＤＶ）监控系统
1.4.1　室外温度补偿监控系统
空调室内温度设定值跟踪室外温度的变化，自动有规律地变化，这种系统称为室外温度补偿监控系统。应用在民用舒适性空调系统。在夏季工况，室内温度的设定值自动跟踪室外温度的上升，而按一定比例提高。一方面可以减少由于室内外温差所产生的冷、热冲击；一方面随室外温度上升，可以节约冷量。在冬季，室内温度设定值跟踪室外温度的降低，而按一定比例提高温度设定值，以补偿建筑物（如墙、窗等）冷辐射对人体的影响，同时在随着室外温度的提高，也可以节约热量。夏季设定值从２６℃提高到２８℃，冷负荷减少约２１%～２３％；冬季室温从２２℃降至２０℃热负荷减少２６%～３１％。
1.4.2　制冷机冷水出水温度设定值监控系统
跟踪实时负荷自动修正冷水出水温度的设定值，当负荷减少时，提高出水温度设定值，可提高冷机的ＣＯＰ值，提高冷机效率，减少冷机电耗。在冷机自带的智能监控系统中，已经有这种功能。
1.4.3　供热站热水出水温度设定值监控系统
供热站水－水板式换热器二次侧出水温度设定值，跟踪室外温度进行修正，当室外温度增加时，可适当减少出水温度的设定值，从而可减少板换一次侧进水流量，达到节能目的。
1.4.4 其它应用
（1）冷却器选择性控制
在温、湿度双参数调节系统中，是由冷却器完成降温和降湿作用。当室内的温、湿度同时有一定精度要求时，冷却器是由温度信号控制，还是由湿度信号控制，这里就有一个识别和选择问题。应该按温、湿度两个参数中偏差大的作为控制指令，通过ＤＤＣ控制冷水阀的开度，如此不但可维持温、湿度双参数都具有一定的精度，又可以在一定条件下，减少又制冷又加湿或又减湿又加热的冷热抵消现象，达到节能的效果。冷却器选择性控制系统中的变量是跟踪温、湿度的负荷相应改变控制信号——温度或湿度。
（2）照明设备的定时控制
将每个区域的照明设备分为若干组，用软件编制各组照明灯具开启、关闭的时间表，按预定的时间开启、关闭不同组别的灯具，避免长期点亮带来的电能浪费并采用节能灯具。这个系统中的变量是灯具组别。
２　能源的综合管理与节能控制
当前ＨＶＡＣ监控已从单体调节、控制进入到了能源的综合管理节能控制，达到综合节能、经济运行。
２．１ 多种能源的合理利用及控制
2.1.1 冷源的种类
一般情况下，在大型建筑群、大型公用建筑的空调冷源，采用多种冷源，如机械压缩式制冷、热力吸收式制冷、直接蒸发式制冷等。机械压缩式制冷除常规制冷外又采用热泵（地源热泵、水源热泵、冷却塔换热器热泵），利用自然能源。热力吸收式制冷可利用发电、制冷及供热一体化的多联供能系统中所产生的蒸汽作为热源。启动哪种冷源是考虑到各种制冷机使用的能源、结合当地电源和热源情况以及建筑物全年空调冷负荷的分布规律，制冷机部分负荷下的调节特性等情况，从运行费用进行综合技术经济比较来确定，由ＢＭＳ进行管理控制。
2.1.2　BMS启/停控制方式
（1）中央站上自动启/停控制方式
在中央站的人机界面上设置机械压缩式制冷优先或热力吸收式制冷优先的选择模式，并设置了各自系统的启/停按钮。当优先选择某一系统后，用鼠标点击启动按钮，系统将按事先安排的各设备的联动控制程序自动启动。当点击停止按钮后，系统将按事先安排的程序自动停机。
（2）中央站上手动启/停控制
在中央站的人机界面上，设置系统中的每一个设备的启/停按钮，用鼠标点击后可对该设备进行启/停控制。
（3）时间控制方式
这是一种全自动的控制方式，可做到无人值守。由操作人员按运行要求，将每天的启/停时间一次设好，系统自动按上述时间表运行工作。
应该特别强调，上述三种控制方式都必须按照制冷系统工艺要求进行，要由各自的软件设计保证制冷系统的安全进行，并可增加设备使用寿命。
２．２　冷水机组的台数节能控制
集中供冷时，冷水机组选用多台，在容量上大小搭配，在满足要求的前提下，尽量提高制冷效率。为此，在部分负荷时，使用小容量的制冷机，保证制冷效率不过分下降。系统中的冷水泵和冷却水泵选用多台并联，在冷机台数控制时，也相应控制水泵台数。这样，使冷水机组运行台数跟踪冷负荷变化，可节约大量能耗。
2.2.1 冷负荷测量系统的组建
台数节能控制是跟踪实测冷负荷调整冷机运行台数。冷负荷计算公式为Ｑｃ＝ＣＧ（ｔ２－ｔ１）。在此特别强调式中的冷水流量Ｇ是负荷总水流量，一般取回水总流量，ｔ２为回水的温度。为了正确组建冷量测量系统，系统中的压差旁通管应安装在供、回水干管上如图４（ｂ）所示，且在流量变送器ＦＴ安装前后有足够长的直管段（Ｌ１、ＬADB），安装在回水干管上（使ＦＴ安装处的管道温度与室内温度之差尽量小）。上述组建的冷负荷测量系统具有可测性，而图（ａ）则缺少可测性，这是因为在暖通水路连接设计时，常常将压差旁通管路连接在集水器与分水器之间，这对于稳定压差有利（集、分水器相当于稳压器），但显然无法按上述公式测出冷负荷。
2.2.2　BMS台数控制方式
在实际工程中可采取操作指导和闭环自动控制。操作指导是根据中央站人机界面上实测冷负荷的显示，由操作人员对数据进行分析、判断，用鼠标实施冷机运行台数的控制及相应联动设备控制。闭环控制是根据冷负荷测量，由ＤＤＣ按预先的操作程序自动操作。我们建议可采取操作指导。
２．３　专业监控系统的集成
现在，有些建筑设备已配备了自成体系的专业监控系统，这已成为发展趋势。这一形式给ＢＭＳ系统集成带来新的应用领域，应通过通信接口纳入到建筑设备管理系统，使有专业监控系统组成分站的集成模式应运而生。专业监控系统供货商应提供相应的通信协议，用户在订购设备时，应一并提出相应通信协议的要求，以免事后商务上的争议。
２．４ 能耗累计、参数监测与报警
《智能建筑设计标准》（２００６年）强调能耗累计，便于能耗分户计量、收费，鼓励节能。能耗累计应分项、分区进行，有利于节能评估。如分为冷机、蓄冰制冷系统、热力系统、空调系统、能量梯级利用（电、热、冷联产）中的蒸汽发生系统的能耗累计。
各设备的运行状态、参数监视与超限报警，诸如室内外温、湿度，过滤器状态显示及报警，风机、水泵故障报警，室内ＣＯ２浓度或空气品质监测，水系统中水箱水位监测、超限报警、漏水报警，供配电系统电压、电流及功率因数测量、变压器温度监测及报警等。
总之，ＢＭＳ通过统一的信息平台实现集成，以形成具有信息汇集，资源共享及优化管理等综合功能的系统，以达到便于管理充分节能的目的。
３　工程体会与建议
３．１　ＢＭＳ节能控制系统应由ＨＶＡＣ决定
以负荷跟踪变量控制系统为例，可大幅度地节能，在实际工程中显示出优越性。但不是什么场合都可以应用，能否应用要由ＨＶＡＣ工程师决定。ＢＭＳ工程师配合完成监控系统的设计，从这个意义上讲，ＢＭＳ是服务行业。
由于变频设备技术成熟，性价比不断提高，给变量控制提供了设备、技术条件，加之通信、控制网络的发展，建议在ＨＶＡＣ耗能系统中推广应用负荷跟踪变量监控系统。
３．２　ＢＭＳ节能的双重性理念
ＢＭＳ节能是由建筑设备本身及监控系统双方面的性能及其相互协调配合决定的，即ＢＭＳ节能的双重性。要达到良好的节能，建筑设备特别是其中ＨＶＡＣ设备必须具备节能性、可测性和可控性；而ＨＶＡＣ设备节能运营管理还必须依托先进的ＢＭＳ技术。无节能性、可测性和可控性的ＨＶＡＣ，无论在监控系统上付出多大的投资，都达不到良好的节能效果。
ＨＶＡＣ以“节约能源、保护环境和获得趋于自然条件的舒适健康环境”为技术发展的总目标，不但使ＨＶＡＣ设备具备节能的各种条件，而且还应注重加强信息技术和控制技术在ＨＶＡＣ领域的应用。
ＢＭＳ技术除其本身的软、硬件技术，网络通信技术和计算控制技术在不断地发展外，注重研究为ＨＶＡＣ发展的总目标服务，为能源的合理利用和空气热湿环境控制，给出智能化的监控管理系统。注重实现ＨＶＡＣ专业监控管理系统的集成。在ＢＭＳ设计时，注重能耗累计，分户计量技术的应用，充分利用ＢＭＳ中的软、硬件资源，实现各子系统数据的共享，以生成节能及优化管理所需的各种相关信息分析和统计报表，协调联动工作，实现“无缝”集成，共同完成ＢＭＳ各项功能。
３．３　提倡ＢＭＳ遵循一体化整合设计的理念
设计处于整体工程的上游，且是关键环节，是施工的依据。众多的ＢＭＳ工程设计的成功经验和失败教训告诫我们：ＢＭＳ设计中要遵循一体化整合设计的理念，才能完成好ＢＭＳ设计。这是由于ＢＭＳ是多工种、多学科、多技术的跨行业的综合工程；不但涉及到自控技术、计算机应用技术、网络通信技术，还涉及到暖通空调技术、给排水技术、供配电及照明技术，这是一个庞大的耗能系统。在建筑设备中ＨＶＡＣ更突显其运营管理和节能控制的设计与ＢＭＳ技术的配合重要性。在实际工程中，由于ＨＶＡＣ专业与ＢＭＳ专业密切合作，已获得了成功的范例。但是，ＨＶＡＣ工艺设计缺少可测性、可控性的实例仍然存在。正如前面所说，这时仅靠ＢＭＳ，也无法实现节能控制。我国目前存在着业主、设计院、集成商之间技术工作不协调、设计脱节，工程失败的教训屡见不鲜。上述问题也在给排水系统、照明系统中出现。一般存在监控要求不明确、不详细；ＢＭＳ设计滞后于ＨＶＡＣ设计，易造成设计脱节、漏项、错项等，或缺少可测性、可控性；ＨＶＡＣ提供的参数不全，无法计算执行器（水阀、风阀等）的尺寸。
为达到一体化整合设计，建议应注意以下几点：
（１）ＢＭＳ规划设计与建筑设备设计同步
克服以往ＢＭＳ设计滞后于建筑设备设计所造成的问题，建议ＢＭＳ规划设计应与建筑设备设计同步进行。这样可以给建筑设备管理系统专业人员和建筑设备专业人员以及建筑业主有充分时间，反复磋商，避免设计脱节、漏项、错项等。
（２）建议充分发挥建筑设备工程师在组建ＢＭＳ监控方案的积极作用
建筑设备工程师最熟悉和掌握建筑设备的工艺过程和监控要求，在与建筑设备管理系统工程师交流和掌握一定的ＢＭＳ知识后，能提供具有节能性、可测性和可控性的建筑设备，并能提供ＢＭＳ所需的有关建筑设备的一些参数。应该说，建筑设备工程师在建筑设备管理系统的底层监控方案设计中举足轻重，建议充分发挥他们的作用。
（３）ＢＭＳ工程师需了解建筑设备的工程和监控要求
ＢＭＳ工程师是ＢＭＳ设计的主体，已熟悉和掌握控制技术、计算机技术和通信技术，但需要了解建筑设备工艺过程和各项监控要求，并能合理地向建筑设备工程师提出设计要求，保证正确组建测量系统和控制系统。以空调冷源为例，现在已经出现了新型冷源。这些冷源的监控、联动控制等都有其各自的要求，需要与ＨＶＡＣ工程师共同开发其监控管理系统，这是设计师不可推卸的责任。
总之，设计部门、集成商在总设计师主持下，应遵循建筑设备、建筑电气、建筑设备管理系统一体化整合设计的理念，在规划、设计和施工中，使各工种密切配合，相互提出技术要求、相互协调，按《智能建筑设计标准》圆满完成ＢＭＳ设计任务。
３．４　为招投标创造公平、公正、公开的技术条件——对设计单位设计深度的建议
鉴于有些招标文件技术要求不够全面、不够明确，又无Ｉ/Ｏ点表，达不到统一技术要求。这种情况仅靠集成商依据招标方所提的建筑设备图纸，给出监控管理方案，会造成投标和评标有一定的困难。为此建议业主委托的设计部门依据《智能建筑设计标准》，按投资方建筑物的用途、建筑设备管理系统的建设目标、建筑设备规模及监控范围等技术要求，在不涉及具体监控设备品牌（软、硬件）的情况下，完成建筑设备各子系统的监控方案设计，给出监控方案图纸、Ｉ/Ｏ点数表（并标明建筑设备在楼内的分布位置）和较为详细的监控说明，包括系统集成管理和控制网络的要求等，以此为招标技术要求，可给投标和评标创造一个公平、公正、公开的条件。
系统集成商根据招标单位提供的技术资料，进行系统深化设计，系统深化设计必须与设计单位方案协调一致。优化设计包括的内容：所选监控设备（软、硬件）的型号、规格、数量，Ｉ/Ｏ点数表（含ＤＤＣ配置），监控方案图纸（各子系统监控方案、控制分站的组配、中央站组配、系统结构图及集成系统设计的软、硬件等）以及详细监控说明，其中包括集成商对优化设计的说明。
上述体会是笔者参加实际工程中的感受，陕西省ＩＢ走过了跨越式发展的道路。陕西省智能建筑学会多年来注重技术的交流与推广，省内众多的集成商技术提升速度很快，承接了省内外大型ＩＢ项目，技术人才辈出。在实际工程中出现了建筑设备工程师和建筑设备管理系统工程师，在实际工程中已相互渗透、相互了解取得完满的成绩。虽然隔行如隔山，但隔行不隔离，在工程实践中积累了经验、增长了才干，现已在业内涌现出一批具备ＢＭＳ和ＨＶＡＣ双重技术的人才和年轻的专家。正是由他们完成的ＢＭＳ设计，取得了良好的设计效果。
现在摆在面前的任务都很繁重，要圆满完成任务，首先应关注ＨＶＡＣ技术发展的总目标，跟踪各种新能源、节能设备对监控系统的要求、能源的综合管理节能控制；关注ＢＭＳ技术的发展，跟踪各自自成体系的专业监控系统的系统集成，ＤＣＳ向ＦＣＳ过渡的趋势；不断地思考、完善ＢＭＳ的理念，相信未来ＢＭＳ在陕西省的发展前景会十分广阔。
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