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户用储能产品在设计及应用中 需要注意些什么?

2017-09-13 09:09来源:能源生态圈关键词:储能户用储能储能逆变器收藏点赞

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Powervault

目前只在英国销售,有很多规格,最大版本可储电6.6kWh,接受过培训的专业人士可以安装产品单元。

ElectrlQ

该公司的产品是目前还没有面市,最近一次消息称,预计最快在今年底面市。单元最多储电10kWh。同样也需要专业人士进行安装。

协鑫集成

产品名为“E-KWBe”,有两种规格,容量分别为2.5kWh和5.6kWh,能量密度高达125Wh/kg,循环寿命超过4000次,采用协鑫集成自主研发的智能电池管理系统(BMS)。目前已有上千套产品发往并安装在澳大利亚。

科陆电子

科陆电子的PowerBox采用磷酸铁锂电池,主攻欧美及澳洲市场,具有并离网一体设计、单/三相自由组网和自动标定/主动均衡功能。每个单元可储电6kWh。

储能产品的设计

技术核心与产品关系图

下图是每个技术同行都会面临的核心技术和产品的关系问题。其实,每一个户用产品里面都有很多核心的东西,包括电池模块的核心、BMU的核心、BCMU的核心、BMA的核心以及EMS的核心等等。如果做储能,从户用储能到工商业储能到大型储能,都会牵涉到这5大核心。

核心一:电池模块的设计

电池模块的定义:一组相连的单体蓄电池的组合。包括单体电池、固定单体电池的框架、单体电池之间的电连接装置,还可能包括温度传感器、电压检测电路、电池模块的管理单元等。

电池模块的体系各不相同,但在设计上都有一定的技巧。其中都牵涉到小模块的安全以及热蔓延问题。

电池模块产品设计的基本原则如下:

(1)电池模块装配松紧度适中,各结构件具有足够的强度,防止因电池内部压力产生而变形或破坏,并且要严格避免振动过程中电池的移动,部分电池要求有专门单体电池固定装置;

(2)各结构件便于装配,便于操作;

(3)符合使用设备的电源技术指标;

(4)对于金属壳体电池,单体电池间或与结构件之间达到电绝缘;

(5)结构紧凑且根据电池包的设计要求能够提供通风散热通道,使热量从电池传递到受

(6)具有安装固定位置,使电池组能牢固地固定在动力电源系统或整机上;

(7)辅助部件的重量尽量低,一般模块组装部件的重量以不超过电池总重的30%为宜;

(8)电池模块适宜扩展,如由5个单体电池组合的模块可扩展为10个电池组合的模块;

(9)电池之间导电连接距离尽可能短,连接可靠,以柔性连接为宜。导电连接各部位的导电能力要满足用电设备要求的最大过流能力要求。

此外,模块必须要做到内阻较低、发热量较小。最主要的一个特点是:若外部短路,能够熔断。在这方面,协鑫在户用储能上,通过很多方式加强对外学习,有了自己的专利。

核心二:电池管理单元BMU(重点)

如果电池管理单元(BMU)做得好,那么核心三、核心四以及核心五最多只能起到一个通讯的功能,最多是在二级基础上加一个被动均衡和主动均衡的功能。目前市场上大部分都是这种模式。

核心三、四、五都是大型储能的架构,在这里不详述。

小模块的设计

模块是组成电池包的基本单位。这两个小模组分别为18650体系的模块以及磷酸铁锂体系的模块。

小模块的关注点主要是热蔓延与内阻,结构上关注串并联的连接关系。

热蔓延,应该说是目前电池安全隐患的痛点。据分析,电池内部的不同元件、不同素材之间的这种短接,随着时间出现的温度上升,温度上升越快,就是说发生热蔓延的概率越高。因此我们在电池的设计上、加工的工艺上都是根据这些尽可能的避免它,从而提高电池自身的安全性。

内阻,是一项影响电池性能的重要指标。内阻可以简化为各接线柱的串联电阻。电阻越小,发热量越小。每个电源都有一个当量内阻,该电阻影响电池提供电能的能力。影响电池内阻的因素有:电池尺寸、工作时间、结构、状况、温度和充电状态.通常,对一个充满电的良好电池,电池尺寸对电池内阻的影响最大。

原标题:户用储能产品在设计及应用中,需要注意些什么?
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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