باتری های ذخیره انرژی: HIGH VS . BMS ولتاژ کم

سیستم های مدیریت باتری (BMS) برای اطمینان از ایمنی ، کارآیی و طول عمر باتری های ذخیره انرژی در سیستم های خورشیدی ، تنظیمات خارج از شبکه یا وسایل نقلیه برقی بسیار مهم هستند . طراحی BMS به طور قابل توجهی بین ولتاژ بالا (به طور معمول 100 ولت -1000 ولت) و باکتری کم ولتاژ (LV ، 12V-60V) متفاوت است. تعمیر و نگهداری. این تفاوت ها همچنین بر روشهای موازی و اقدامات احتیاطی کاربر تأثیر می گذارد.} این مقاله HV و 48V LV BMS را مقایسه می کند ، تأثیرات آنها را بررسی می کند ، ملاحظات استفاده را برجسته می کند و رویکردهای موازی را توضیح می دهد ، با ترسیم بینش های فنی و تجربیات کاربر برای کمک به صاحبان خانه} {{تصمیمات آگاهانه.

تفاوت بین ولتاژ بالا و 48 ولت ولتاژ کم BMS

1. BMS ولتاژ بالا (100 ولت -1000 ولت)

HV BMS برای باتری هایی که در ولتاژهای بالا کار می کنند ، مانند سیستم های 400 ولت مورد استفاده در تاسیسات خورشیدی بزرگ یا وسایل نقلیه برقی طراحی شده اند. آنها سلولهای بی شماری را که به صورت سری متصل شده اند برای دستیابی به ولتاژ بالا مدیریت می کنند ، نیاز به کنترل و ایمنی پیشرفته .}

• پیکربندی سلول: سیستم های HV اغلب 100-300 سلول در سری دارند (E . G {{3} ، 125 سلول LifePo4 برای یک بسته 400 ولت). BMS مانیتور هر سلول ولتاژ ، درجه حرارت و حالت شارژ را برای جلوگیری از عدم تعادل {8.
• معماری پیچیده: HV BMS از توپولوژی های توزیع شده یا مدولار استفاده می کند ، با واحدهای برده های نظارت بر گروه های سلولی و یک واحد کارشناسی ارشد کار در سطح سیستم مانند برقراری ارتباط با اینورترها. این باعث کاهش پیچیدگی سیم کشی می شود اما هزینه های طراحی را افزایش می دهد {2.}}

• تولید گرما: ضررهای مقاومت پایین به دلیل کاهش جریان برای همان توان خروجی یکسان . به عنوان مثال ، یک سیستم 400 ولت 10kW ~ 25W گرمای کابل (با فرض مقاومت 0 {5} 04Ω) در مقابل. ~ 173W برای یک سیستم 48V {10.}}}}}}} (E . G {{12} ، شارژ سریع) برای جلوگیری از نقاط مهم محلی نیاز به خنک کننده فعال دارد.
• مدیریت حرارتی: از خنک کننده پیشرفته (مایع یا فن ها) استفاده می کند تا گرما را از سلولهای بسته بندی شده و الکترونیک .}} این تضمین می کند تا ایمنی و طول عمر را تضمین کند اما پیچیدگی و هزینه.}}
• تأثیر: برای بارهای پرقدرت کارآمد است اما برای حفظ عملکرد به طراحی حرارتی قوی نیاز دارد ، به خصوص در برنامه های کاربردی .
• ویژگی های ایمنی: HV BMS شامل محافظت های قوی در برابر گسل های ولتاژ ، بیش از حد و زمین ، اغلب با استفاده از انسولین های نوری یا ارتباطات بی سیم برای رسیدگی به ولتاژ بین سلول ها .
• کارایی: سیستم های HV به دلیل ضررهای پایین تر ، به راندمان دور 95-98 ٪ دست می یابند ، زیرا ولتاژ بالاتر جریان را برای همان توان کاهش می دهد (P= V × I) .

2. 48 V ولتاژ کم BMS (12V -60V)

LV BMS ، مشترک در مسکونیباتری های ذخیره انرژی 48 ولت، سلولهای کمتری را مدیریت کنید (E . G. ، 16 سلول LifePO4 در سری برای سیستم های 51 {5 {5} 2V اسمی) و سیستم های ساده تر ، اولویت بندی ایمنی و مقرون به صرفه.

• پیکربندی سلول: سیستم های LV به طور معمول دارای 4-16 سلول به صورت سری هستند ، با اتصالات موازی برای ظرفیت. BMS بر تعادل و محافظت از سلول های اساسی متمرکز است و به قدرت پردازش کمتری نیاز دارد.
• معماری ساده تر: LV BMS اغلب از طرح های متمرکز یا مدولار استفاده می کند ، با یک واحد واحد ، تمام سلول ها. این باعث کاهش پیچیدگی و هزینه می شود اما مقیاس پذیری را در مقایسه با سیستم های HV. محدود می کند

• تولید گرما: تلفات مقاومت بالاتر به دلیل افزایش جریان . برای همان 10 کیلو وات ، جریان بالاتر سیستم 48 ولت گرمای بیشتری را در کابل ها و اتصالات ایجاد می کند ، اگرچه گرمای سلولی فردی به دلیل کمتر سلول. کمتر است
• مدیریت حرارتی: به خنک کننده منفعل یا طرفداران کوچک متکی است ، برای بارهای مسکونی .}} کمتر پیچیده اما کمتر برای برنامه های با قدرت بالا یا سریع چرخه . مناسب است
• تأثیر: ساده تر و کافی برای بارهای متوسط ​​اما اگر از کابل های کم اندازه یا تهویه ضعیف استفاده شود ، بیش از حد گرم می شود {{0}
• ویژگی های ایمنی: LV BMS شامل محافظت در برابر هزینه های اضافی ، بیش از حد تخلیه و مدارهای کوتاه است اما به حفاظت از ولتاژ کمتری نیاز دارد ، و آنها را برای استفاده در خانه ایمن تر می کند .
• کارایی: سیستم های LV دارای راندمان 90-95 ٪ ، پایین تر از HV به دلیل تلفات جریان بالاتر هنگام کناره گیری از ولتاژ اتوبوس PV (360-500 ولت) تا 48V {5}

بازخورد کاربر به نگرانی های حرارتی پرداختن

1. نروژ ، کاربر تجاری: "سیستم باتری خورشیدی 400 ولت ما برای همان بار خنک تر از تنظیمات قدیمی 48 ولت ما است ، اما سیستم خنک کننده مایع برای جلوگیری از مشکلات .}}" نیاز به چک های منظم دارد. "
2. کانادا ، کاربر مسکونی: "باتری 48 ولت 15 کیلووات ساعت در هنگام استفاده سنگین در زمستان گرم می شود ، اما تهویه خوب آن را بدون خنک کننده فانتزی.} قابل کنترل نگه می دارد"
3. استرالیا ، نصب خارج از شبکه: "سیستم های HV که ما برای خانه های بزرگ نصب کرده ایم برای شارژ سریع به خنک کننده فعال نیاز دارند ، اما خروجی گرمای کلی آنها از سیستم های 48 ولت با کابل های ضخیم." کمتر است ".

ملاحظات عملی برای کاربران

هنگام انتخاب بین سیستم های HV و 48V ، این عوامل مرتبط با حرارتی را در نظر بگیرید:

1. سیستم های HV: از زیرساخت های خنک کننده کافی ، به ویژه برای آب و هوای پر قدرت یا گرم (E. G . ، اطمینان حاصل کنید ،.}} Monitor BMS هشدار خنک کننده و حفظ سیستم های خنک کننده برای جلوگیری از گرمایش بیش از حد ، که می تواند طول عمر را تا 10-15 {{{{{{} {} {}}}}}}
2. سیستم های 48 ولت: از کابل های به اندازه مناسب استفاده کنید (E . G. ، 4-6 AWG برای جریانهای بالا) برای به حداقل رساندن گرمای مقاومت.} نصب در مناطق با تهویه مناسب برای جلوگیری از ایجاد گرما ، به ویژه در هنگام بارهای اوج.}}}}}}}}}}}
3. موازی سازی: برای سیستم های 48 ولت ، موازی باعث افزایش جریان ، تقویت گرما در کابل ها و کابل های کوتاه با استفاده از کابل های کوتاه و مساوی برای تعادل بارها می شود . HV سیستم های HV موازی کمتر است اما به هماهنگی دقیق BMS نیاز دارند تا گرما را در رشته های سری موازی {5.}}}

تأثیر تفاوتهای BMS

1. بهره وری و تحویل برق: HV BMS امکان شارژ سریع/تخلیه و خروجی قدرت بالاتر ، ایده آل برای بارهای پر تقاضا مانند EV یا لوازم بزرگ. LV BMS کت و شلوار متوسط ​​، مانند نورپردازی خانگی یا اینورترهای کوچک را فراهم می کند ، اما ممکن است برای قدرت بالاتر {2 {}}} نیاز داشته باشد.
2. مقیاس پذیری: HV BMS با جمع آوری ماژول ها به صورت سری ، مقیاس پذیری بهتری را ارائه می دهد ، ولتاژ بدون کابل کشی پیچیده. LV BMS به موازی متکی است ، که جریان را افزایش می دهد و به کابل های ضخیم تر نیاز دارد و مقیاس پذیری را به 2-4 باتری. محدود می کند.
3. هزینه: HV BMS گرانتر است (1 $ ،000 - 5 $ ، 000 برای یک سیستم 400 ولت) به دلیل الکترونیک پیچیده و خنک کننده {5} LV BMS مقرون به صرفه تر است (200 - 800 دلار برای 48V) ، و آنها را برای مجموعه های مسکونی {9} {{}}
4. امنیت: سیستم های HV خطرات بیشتری از شوک الکتریکی یا آتش سوزی را به وجود می آورند ، و نیاز به اقدامات سختگیرانه ای دارند (E {{0} G. ، عایق ، انطباق UL 1973).}}} سیستم های LV بسته تر هستند ، با خطرات کاهش ولتاژ کمتری ، به خصوص در خانه ها {4.}}}}}}}}}}}
5. زندگی: باتری های HV از منحنی های شارژ شارژ نرم افزاری ، گسترش طول عمر (8 ، 000-10 ، {{4} چرخه های vs. 6 ، 000-8 ، {{8} for lv) . infrance}}}}}}}}

ملاحظات استفاده

BMS ولتاژ بالا

• نصب: به دلیل خطرات ولتاژ بالا ، به نصب حرفه ای نیاز دارد . اطمینان از انطباق با کدهای محلی (E. G. ، NEC در ایالات متحده) ، که ممکن است سیستم های HV بالاتر از 48V در تنظیمات مسکونی {4.}
• نگهدار: به طور مرتب سیستم های خنک کننده را بازرسی کنید و هشدارهای BMS را از طریق رابط های نرم افزاری کنترل کنید .} سیستم های HV کمتر قابل استفاده در کاربر هستند ، نیاز به تکنسین های آموزش دیده .
• محیط: در شرایط کنترل شده (0} - 45 درجه) برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد . از مناطق گرد و غبار یا مرطوب جلوگیری کنید ، مگر اینکه از محفظه های دارای امتیاز 3}} استفاده شود {4.
• سازگاری: اطمینان حاصل کنید که اینورترها و شارژرها از ولتاژ بالا پشتیبانی می کنند (E . G. ، 400V).} مبدل های اضافی ممکن است برای لوازم کم ولتاژ مورد نیاز باشد ، افزایش هزینه ها {5.}

BMS ولتاژ کم 48 ولت

• نصب: برای نصب کننده های DIY یا استاندارد ، با سیم کشی ساده تر و خطرات ایمنی پایین تر.} از Busbars برای چندین باتری برای مدیریت جریانهای بالا استفاده کنید.
• نگهدار: اتصالات را بررسی کنید و داده های BMS را کنترل کنید (E . G. ، از طریق برنامه های بلوتوث) برای اطمینان از تعادل سلول .} سیستم های LV برای نگهداری اساسی {4 4}}}}}}}}}}}}}}
• محیط: مناسب برای محدوده دمای وسیع تر (-10 درجه تا 50 درجه با گرمایش/سرمایش) . عایق در آب و هوای سرد برای جلوگیری از از دست دادن ظرفیت .
• سازگاری: به طور گسترده با اینورترهای 48 ولت و سیستم های خورشیدی سازگار است ، و نیاز به آداپتورها را کاهش می دهد.} اطمینان حاصل کنید که پروتکل های BMS (E {{2} G.} ، CAN ، RS485) با اینورتر {5. مطابقت داشته باشید.

یک صاحب خانه در آلمان به اشتراک گذاشت ، "باتری 48 ولت 15 کیلووات ساعت ما با یک BMS ساده قدرت خانه ما را به طور کارآمد . نصب می کند ، نصب آن آسان بود ، و برنامه به ما کمک می کند تا روزانه عملکرد را کنترل کنیم. 3." "

روشهای موازی

BMS ولتاژ بالا

• روش: باتری های HV به طور معمول برای افزایش ولتاژ به صورت سری متصل می شوند (E . G {{1} ، دو بسته 200 ولت برای 400 ولت). بسته های HV موازی با ماژول های یکسان کمتر متداول است اما ممکن است ، جایی که رشته های سری برای تقویت ظرفیت {5.}}}}
• نقش BMS: Master BMS واحدهای برده را در رشته های موازی هماهنگ می کند ، از SOC یکنواخت و اشتراک فعلی . ارتباطات پیشرفته (E. G .} ، می تواند اتوبوس باشد) برای جلوگیری از عدم تعادل .}}} بسیار مهم است.
• چالش: موازی سازی سیستم های HV به تطبیق ولتاژ دقیق و BMS قوی برای رسیدگی به جریانهای بالا نیاز دارد . سوء استفاده از سوء استفاده می تواند باعث گسل یا کاهش کارایی .} شود
• نمونه: یک سیستم 400 ولت 20kwh ممکن است از دو بسته 400 ولت 10kwh به طور موازی استفاده کند ، با BMS 250 سلول در هر دو بسته {5 {}}

BMS ولتاژ کم 48 ولت

• روش: باتری های LV برای افزایش ظرفیت موازی هستند (E {{0} G. ، دو باتری 48V 200ah برای 48V 400ah).}}} termal ترمینال منفی هر باتری به یک اتوبوس مشترک متصل می شود ، و به طور مشابه متصل می شود {7.}}}}}}}}}}
• نقش BMS: BMS هر باتری به طور مستقل عمل می کند ، و سلولهای خود را مدیریت می کند. هیچ ارتباط بین BMS معمولاً لازم نیست ، اما اینورترها ممکن است برای خواندن کل SOC بدون کنترلر اصلی. تلاش کنند.
• چالش: اگر باتری ها دارای ظرفیت های مختلف یا سنین مختلف باشند ، می تواند به اشتراک گذاری فعلی رخ دهد.
• نمونه: یک سیستم 48 ولت 15kWh ممکن است سه باتری 48 ولت 100AH ​​موازی باشد ، با هر BMS ایمنی سلول را تضمین می کند اما نیاز به نظارت بر SOC MANITOR.

یک نصب کننده خورشیدی در آفریقای جنوبی خاطرنشان کرد: "موازی با دو باتری 48 ولت با اتوبوس . ما فقط واحدهای با نام تجاری را برای جلوگیری از درگیری های BMS.}"

مقایسه فنی

چرا این مهم است

مدیریت دقیق حرارتی برای باتری های ذخیره انرژی بسیار مهم است ، زیرا گرمای بیش از حد باعث کاهش کارآیی ، طول عمر و ایمنی می شود . HV ، علی رغم ضررهای مقاومت کمتری ، به علی رغم ضرر و زیان مقاومت کمتری ، به دلیل تعداد سلول های خود نیاز به خنک کننده پیشرفته دارد ، در حالی که 48 ولت به میزان افزایش نرخ های باتری نیاز دارد تا با استفاده از جریانهای بالاتر ، با توجه به اینکه می توان با استفاده از جریانهای بالاتری را کاهش داد. 15 ٪ ، این موضوع را به عنوان یک نکته مهم برای قابلیت اطمینان منظومه شمسی {7 {}}}

پایان

ولتاژ بالا و 48 ولت ولتاژ کم BM در رویکرد خود در مدیریت باتری های ذخیره انرژی متفاوت است ، با سیستم های HV که گرمای مقاومت کمتری را ارائه می دهند اما نیاز به خنک کننده فعال برای شمارش سلول های بالا و تقاضای برق دارند ، در حالی که سیستم های 48 ولت بیشتر ایجاد می کنند اما از خنک کننده منفعل ساده تر استفاده می کنند {{2} درک این دینامیک حرارتی ، همراه با استفاده از روش های بهینه سازی ، همراه با روشهای موازی و استفاده از روشهای استفاده از آن ، همراه با روشهای موازی و استفاده از روشهای بهینه سازی ، با استفاده از روشهای بهینه سازی و استفاده از روشهای بهینه سازی ، با استفاده از روشهای بهینه سازی و استفاده از روشهای بهینه سازی ، با استفاده از روشهای بهینه سازی و استفاده از روشهای بهینه سازی ، برای یک تنظیم خانه یا تجاری ، انتخاب BMS راست ، ذخیره انرژی خورشیدی کارآمد.

برای راه حل های قابل اعتماد ،باتری های ذخیره انرژی Whet Energy، از جمله ماباتری خورشیدی 15 کیلووات ساعت، با مدیریت حرارتی کارآمد برای هر دو برنامه HV و LV طراحی شده اند . برای کسب اطلاعات بیشتر .}}} به وب سایت ما مراجعه کنید

منابع: گزارش های صنعت ، راهنماهای فنی ، انجمن های کاربر ، منابع وب.