儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣連接技術(shù)

儲(chǔ)能系統(tǒng)在可再生能源的未來發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。只有當(dāng)能源的波動(dòng)性具有高效可靠的存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，才能保證穩(wěn)定的能源供應(yīng)。這在很大程度上取決于電氣連接技術(shù)和通過能量和數(shù)據(jù)信息流的儲(chǔ)能系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)必須快速、可靠且經(jīng)濟(jì)。插入式電池連接在這方面起著重要作用。

典型的儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通常，原電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)（圖 2）。除了一些限制之外，用戶可以將這種模塊化應(yīng)用于大型存儲(chǔ)系統(tǒng)中的小型家庭存儲(chǔ)系統(tǒng)。第一個(gè)要素是連接電池單元以增加電流或電壓（圖 3）。這是在這個(gè)非常基本的級(jí)別上找到電氣連接的地方。

典型的儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì) — 從機(jī)架中的存儲(chǔ)模塊到帶有外部接口的整個(gè)系統(tǒng)。（來源：菲尼克斯電氣）

具有電池組、BMS PCB 以及內(nèi)部和外部接口的存儲(chǔ)模塊概述。（來源：菲尼克斯電氣）

電池模塊

集成到一個(gè)外殼中的大量電池稱為存儲(chǔ)模塊。電池管理系統(tǒng)或 BMS 監(jiān)視和控制存儲(chǔ)模塊。BMS監(jiān)督電池單元的充電和放電過程，以便所有電池單元均勻充電和放電。這也稱為平衡。為了啟用平衡，每個(gè)并聯(lián)的單元組都是單獨(dú)控制的。除了正極和負(fù)極兩種連接外，BMS還具有與各個(gè)細(xì)胞組的大量連接（見圖3）。

邏輯系統(tǒng)處理有關(guān)電池模塊狀態(tài)的所有信息。每個(gè)裸金屬服務(wù)器都需要一個(gè)數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)和電源連接從 BMS PCB 路由到模塊外殼。螺釘連接用于電源，而插件主要用于數(shù)據(jù)接口。

在機(jī)架中將電池模塊連接在一起

單個(gè)電池模塊的電壓通常在 24V 至 96V 范圍內(nèi)。但是，系統(tǒng)電壓通常處于更高的水平。因此，多個(gè)電池模塊串聯(lián)連接，并且在大多數(shù)情況下，物理集成到相應(yīng)的機(jī)架中（見圖2）。各個(gè)模塊也連接在一起進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)模塊至少路由一條數(shù)據(jù)線。

每個(gè)機(jī)架還包括一個(gè)控制器，稱為機(jī)架 BMS。機(jī)架 BMS 設(shè)計(jì)為通過電源連接連接到指定的電池模塊。附加電源接口將機(jī)架連接到上級(jí)系統(tǒng)。機(jī)架 BMS 具有多個(gè)用于數(shù)據(jù)流量的數(shù)據(jù)接口和多個(gè)傳感器技術(shù)輸入。從機(jī)架 BMS 外殼上的外部接口，連接在內(nèi)部路由回各種 PCB。

儲(chǔ)能系統(tǒng)

根據(jù)秤的不同，多個(gè)存儲(chǔ)架集成在一起以形成更高級(jí)別的系統(tǒng)。它還具有自己的控制器，用于充電和放電的遠(yuǎn)程通信。應(yīng)包括空調(diào)設(shè)備以及火災(zāi)傳感器和滅火設(shè)備。

許多不同的電氣連接與存儲(chǔ)系統(tǒng)的系統(tǒng)組件和外部連接起著至關(guān)重要的作用。一種誤解是只需要考慮權(quán)力流，但事實(shí)并非如此。使用存儲(chǔ)系統(tǒng)從太陽(yáng)能或風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)到電網(wǎng)的數(shù)字連接，可以最有效地利用儲(chǔ)能系統(tǒng)。

潛在的連接技術(shù)錯(cuò)誤及其后果

連接技術(shù)中的潛在錯(cuò)誤數(shù)量是絕對(duì)可控的。出錯(cuò)的概率取決于所用組件的質(zhì)量、應(yīng)用技術(shù)的設(shè)計(jì)以及用戶的資格。避免復(fù)雜電子系統(tǒng)故障的基本前提是設(shè)備設(shè)計(jì)。首先要了解連接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、環(huán)境要求（暴露在潮濕環(huán)境中時(shí)的腐蝕）和防護(hù)等級(jí)。此外，考慮螺栓/螺釘未擰緊或維護(hù)的連接器上的振動(dòng)。

使用螺釘連接時(shí)，由于接觸電阻增加，高溫升高的風(fēng)險(xiǎn)增加。（來源：菲尼克斯電氣）

成本優(yōu)化

由于錯(cuò)誤而導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)的故障甚至完全破壞是最壞的情況。次優(yōu)設(shè)計(jì)或系統(tǒng)狀態(tài)也可能導(dǎo)致隱藏成本，而這些成本在大多數(shù)情況下很容易避免。

此處以電池模塊的外部電源連接器為例。即使是設(shè)計(jì)正確且符合指令的連接，在整個(gè)使用壽命期間，每個(gè)模塊的損耗也可能超過 1，000kWh。對(duì)更高質(zhì)量連接器的初始投資很快就會(huì)收回成本。

總結(jié)

連接技術(shù)的設(shè)計(jì)、質(zhì)量和正確使用與這些系統(tǒng)的成本、可靠性和效率密切相關(guān)。最初看似廉價(jià)的折衷方案往往會(huì)導(dǎo)致高昂的運(yùn)行成本和系統(tǒng)故障。在設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)各個(gè)級(jí)別的連接技術(shù)時(shí)，使用熟練的制造商非常重要。菲尼克斯電氣可提供構(gòu)建完整儲(chǔ)能系統(tǒng)所需的所有連接器。