Kaip apskaičiuoti reikalingą BMS srovę namų energijos kaupimo akumuliatoriui

Įvadas

Renkantis namų energijos kaupimo akumuliatoriaus valdymo sistemos (BMS) srovės vardinę vertę, reikia ne tik suderinti BMS su akumuliatoriaus talpa ampervalandėmis (Ah). Naudingesnis atspirties taškas yra maksimali srovė, kurią akumuliatorių blokas turi tiekti arba priimti įprasto veikimo metu, įskaitant keitiklio galios, akumuliatoriaus įtampos ir konversijos efektyvumo poveikį.

Pavyzdžiui, klientas, turintis 5 kilovatų (kW) keitiklį, gali manyti, kad 100 amperų (A) BMS pakanka 48 voltų klasės akumuliatoriui. Ši prielaida gali būti klaidinga, jei akumuliatoriaus įtampa sumažėja esant apkrovai arba jei keitiklis ilgą laiką veikia artima vardinei galiai.

Šiame vadove paaiškinama, kaip įvertinti akumuliatoriaus iškrovimo srovę, kaip atskirai patikrinti įkrovimo srovę ir kaip palyginti rezultatą su DALY 4-osios kartos LK ir LM namų energijos kaupimo BMS modelių nuolatinės srovės verte.

1. Pradėkite nuo akumuliatoriaus srovės, o ne tik nuo Ah vardinės vertės

Baterijos talpa, matuojama ampervalandėmis (Ah), apibūdina, kiek įkrovos baterija gali sukaupti tam tikromis sąlygomis. Ji pati savaime nenurodo maksimalios srovės, kurią baterija turi tiekti į keitiklį.

100 Ah akumuliatorių bloką galima naudoti su skirtingais keitiklių galios lygiais ir veikimo profiliais. Todėl reikalinga BMS srovė priklauso nuo sistemos energijos poreikio ir akumuliatoriaus darbinės įtampos, taip pat nuo elementų ir likusios elektros sistemos ribų.

Jei keitiklis tiekia kintamąją srovę (AC) iš akumuliatoriaus, įvertinkite iš akumuliatoriaus imamą nuolatinę srovę (DC) naudodami:

• I_DC= apskaičiuota iš akumuliatoriaus imama nuolatinė srovė amperais (A)
• P_AC= keitiklio kintamosios srovės išėjimo galia, vatais (W)
• V_baterija= akumuliatoriaus įtampa vertinamomis veikimo sąlygomis, voltais (V)
• η = keitiklio konversijos efektyvumas, išreikštas dešimtaine tvarka (pavyzdžiui, 90 % = 0,90)

Tai yra iškrovimo krypties apytikslis įvertinimas. Jei įmanoma, naudokite keitiklio gamintojo specifikacijas, nurodančias vardinę išėjimo galią, efektyvumą ir minimalią darbinę akumuliatoriaus įtampą. Skaičiavimas naudojant vien tik nominalią akumuliatoriaus įtampą gali nepakankamai įvertinti srovę, kai akumuliatoriaus įtampa yra žemesnė.

2. Praktinis pavyzdys: 5 kW keitiklis su 48 V klasės akumuliatoriumi

Toliau pateiktas pavyzdys yra iliustracinis, o ne universali akumuliatoriaus įtampos specifikacija. Tarkime, kad keitiklis turi tiekti 5000 vatų (W) kintamosios srovės, akumuliatoriaus įtampa veikimo taške yra 44 voltai (V), o keitiklio efektyvumas tame veikimo taške laikomas 90 %. Šios dvi veikimo vertės yra pavyzdinės prielaidos, o ne KASDIENĖS produkto specifikacijos.

Galutiniame projekte taip pat turi būti patikrintos keitiklio faktinės nuolatinės srovės įvesties ribos, akumuliatoriaus elementų leidžiama nuolatinė iškrovimo srovė, laidų ir jungčių vardinės vertės, saugikliai ar kita apsauga nuo viršsrovės, šiluminės sąlygos ir bet kokie viršįtampių reikalavimai.

3. Palyginkite rezultatą su BMS nuolatinės srovės įvertinimu

Įvertinę reikiamą akumuliatoriaus pusės srovę, palyginkite ją su nuolatinės įkrovimo / iškrovimo srovės verte, paskelbta konkrečiam BMS modeliui ir nagrinėjamai konfigūracijai.

Šiame straipsnyje naudojami paskelbti LK ir LM nuolatinės srovės variantai. Nenurodykite nenurodyto standartinio įvertinimo ir nedarykite prielaidos, kad galimas pritaikymas be raštiško pageidaujamos konfigūracijos patvirtinimo.

Jei apskaičiuotas nuolatinis poreikis viršija 200 A, nemanykite, kad lygiagrečiai sujungus kelis BMS įrenginius, automatiškai sukuriamas tinkamas didesnės srovės sprendimas. Inžinierių komanda turi peržiūrėti visą akumuliatoriaus architektūrą, srovės paskirstymą, apsaugos strategiją ir patvirtintą konfigūraciją.

4. Patikrinkite įkrovimo srovę atskirai

Iškrovimo srovė yra tik viena pasirinkimo pusė. BMS taip pat turi būti tinkama maksimaliai įkrovimo srovei, kurią akumuliatorius gali gauti iš keitiklio / įkroviklio, saulės įkroviklio ar kito įkrovimo šaltinio.

Iš įkroviklio arba keitiklio dokumentacijos gaukite maksimalią akumuliatoriaus įkrovimo srovę ir palyginkite ją su BMS įkrovimo srovės specifikacija ir akumuliatoriaus gamintojo leidžiama įkrovimo srove. Nemanykite, kad įkrovimo srovė yra lygi iškrovimo srovei.

Sistemoje su daugiau nei vienu įkrovimo šaltiniu nustatykite maksimalią vienalaikio įkrovimo srovę numatytomis eksploatavimo sąlygomis. Akumuliatoriaus konstrukcija ir įkrovimo valdikliai turi būti vertinami kartu.

5. Nepainiokite nuolatinės srovės su didžiausia arba viršįtampio srove

Kai kurios apkrovos paleidimo metu patiria trumpalaikį viršįtampių šuolį. Pavyzdžiui, varikliai, siurbliai, kompresoriai ir kita įranga, kuriai reikalingas didelis paleidimas. Todėl sistemoje gali būti srovės maksimumas, viršijantis įprastą darbinę srovę.

Prieš pasirinkdami BMS, nustatykite tiek nuolatinę, tiek maksimalią srovę, įskaitant tai, kiek laiko trunka maksimali srovė ir kaip dažnai ji pasireiškia. Tada patikrinkite tikslią BMS dokumentaciją, kad sužinotumėte taikomą maksimalios srovės ribą, trukmę ir apsaugos elgseną. Nuolatinės srovės nominali vertė neturi būti laikoma maksimalios srovės nominaliąja verte, o maksimali vertė neturi būti laikoma nuolatine nominaliąja verte.

6. Patikrinkite visą akumuliatorių sistemą, o ne tik BMS

BMS vardinė vertė savarankiškai nenulemia viso akumuliatorių bloko saugios srovės. Faktinė sistemos riba gali būti mažesnė dėl elementų, šynų, kabelių, jungčių, saugiklių, gnybtų, šiluminės konstrukcijos arba keitiklio apribojimų.

• Akumuliatoriaus elementai: patikrinkite elementų gamintojo nurodytas nuolatinio įkrovimo ir iškrovimo srovės ribas.
• Akumuliatoriaus įtampa: iškrovimo srovei įvertinti naudokite ne tik nominalią, bet ir mažiausią atitinkamą darbinę įtampą.
• Kabeliai ir jungtys: patikrinkite srovės stiprius, įrengimo sąlygas ir jungties kokybę.
• Apsauga nuo viršsrovės: patikrinkite saugiklio arba jungiklio pasirinkimą ir suderinamumą su sistemos konstrukcija.
• Temperatūra: atsižvelkite į akumuliatoriaus ir BMS veikimo aplinką bei visus su temperatūra susijusius srovės apribojimus.
• Inverteris: patvirtinkite nuolatinę galią, viršįtampių galią, nuolatinės įtampos diapazoną ir maksimalią akumuliatoriaus įkrovimo srovę.

Teisingas pasirinkimas yra tas, kuris atitinka visos sistemos reikalavimus ir apribojimus. BMS pasirinkimas su didesne vardine srove nekompensuoja per mažų elementų, laidų ar apsaugos įtaisų.

7. Kaip naudoti šį skaičiavimą lyginant DALY LK ir LM

„DALY“ gaminių informacijoje pateikiami 4-osios kartos LK ir LM buitinių energijos kaupimo sistemų (BMS) modeliai, kurių konfigūracijos (nuosekliai sujungtų elementų skaičius) yra 8S ir 16S, o ličio jonų (ličio jonų) ir LiFePO4 (ličio geležies fosfato) akumuliatorių cheminė sudėtis. Paskelbta nuolatinė įkrovimo / iškrovimo srovė yra 100 A LK modeliui ir 150 A arba 200 A LM modeliui.

Srovės vardinė vertė yra tik viena pasirinkimo dalis. Projekte taip pat turėtų būti patvirtinta tiksli akumuliatorių serijos konfigūracija, cheminė sudėtis, keitiklio modelis, ryšio protokolas, lygiagretaus paketo planas ir reikalingos pasirenkamos funkcijos. CAN (valdiklio srities tinklas) ir RS-485 (nuosekliojo ryšio sąsajos standartas) yra platformos ryšio parinktys; sąsajos buvimas savaime neįrodo suderinamumo su kiekvienu keitiklio modeliu.

Lygiagrečių akumuliatorių sistemų atveju nedauginkite vienos BMS vardinės vertės iš akumuliatorių blokų skaičiaus ir nelaikykite gautos vertės patvirtinta sistemos srove. Atsižvelgiant į faktinį projektą, reikia peržiūrėti lygiagrečią konfigūraciją, srovės paskirstymą, akumuliatorių tarpusavio ryšį ir apsaugos ribas.

8. Informacija, kurią reikia parengti prieš prašant BMS rekomendacijos

Naudingame techniniame užklausime turėtų būti pateikta ši informacija:

1. Baterijos cheminė sudėtis (pavyzdžiui, LiFePO4 arba kita ličio jonų cheminė sudėtis).
2. Nuosekliai sujungtų elementų skaičius ir akumuliatoriaus nominali bei darbinė įtampos diapazonas.
3. Baterijos talpa (Ah) ir elemento modelis arba elemento duomenų lapas, jei yra.
4. Inverterio gamintojas ir tikslus modelis.
5. Inverterio nuolatinė išėjimo galia ir viršįtampio galia, įskaitant viršįtampio trukmę.
6. Maksimali reikalinga nuolatinė akumuliatoriaus iškrovimo srovė.
7. Maksimali akumuliatoriaus įkrovimo srovė ir įkrovimo šaltiniai.
8. Reikalinga maksimali srovė ir jos trukmė.
9. Reikalinga ryšio sąsaja ir protokolas (jei reikalingas ryšys su keitikliu).
10. Lygiagrečiam darbui planuojamų akumuliatorių blokų skaičius.
11. Montavimo temperatūros diapazonas ir visos reikalingos papildomos funkcijos.

Išvada

Norėdami pasirinkti BMS srovės vardinę vertę namų energijos kaupimo akumuliatoriui, pradėkite nuo keitiklio galios poreikio ir apskaičiuokite akumuliatoriaus pusės srovę esant atitinkamai akumuliatoriaus įtampai ir keitiklio efektyvumui. Tada patikrinkite įkrovimo srovę, didžiausią poreikį, elementų ribas, laidus, apsaugos įtaisus, temperatūrą ir tikslią BMS konfigūraciją.

„DALY“ ketvirtos kartos namų energijos kaupimo įrenginių asortimente paskelbta LK parinktis yra įvertinta esant 100 A nuolatinei srovei, o LM parinktys – esant 150 A arba 200 A nuolatinei srovei. Šios įvertintos parinktys yra tinkamos įvertinti; teisingas pasirinkimas priklauso nuo patikrintų visos akumuliatorių sistemos reikalavimų ir apribojimų.

Užklausa dėl techninės BMS pasirinkimo peržiūros

Jei kuriate buitinį energijos kaupimo akumuliatorių bloką, pasidalykite su DALY savo akumuliatoriaus chemine sudėtimi, serijų skaičiumi, įtampos diapazonu, keitiklio modeliu, nuolatinės ir maksimalios srovės reikalavimais, įkrovimo srove ir planuojama lygiagretaus bloko konfigūracija. Techninė komanda gali peržiūrėti informaciją ir patvirtinti, kuri LK/LM konfigūracija, jei tokia yra, tinka projektui.