風(fēng)冷1P400S儲(chǔ)能系統(tǒng)最大電流及短路電流計(jì)算

本文以5.0176MWh儲(chǔ)能風(fēng)冷系統(tǒng)為例，共14簇電池簇，每簇25個(gè)電池箱，單個(gè)電池箱1P16S，容量為14.336kWh。

1、運(yùn)行最大電流計(jì)算

電池簇由25個(gè)電池箱串聯(lián)組成。電池箱集成16個(gè)LF280K電芯，成組方式為1P16S。則電池簇的串并方式為1P400S，充放電電壓范圍為1120V～1440V。按照額定P2（1250kW）的恒功率充放電方式，電池簇的額定充放電電流為140A。系統(tǒng)放電末端，放電功率不變，電池電壓下降，電流增大。當(dāng)電池組端電壓Umin下降至截止電壓1120V時(shí)，電池系統(tǒng)的電流最大。最大電流值Imax如下。

Imax=P/Umin=1250kW/1120V×1000≈1116A

2、運(yùn)行短路電流計(jì)算

LF280K電芯單體內(nèi)阻為0.25mΩ，電池簇由n（400）顆單體電芯串聯(lián)組成，則電池簇的電池內(nèi)阻RC阻值計(jì)算如下。

RC=0.25 mΩ×n=0.25 mΩ×400≈100 mΩ

電池簇的內(nèi)阻除了電芯本身的內(nèi)阻值外，還包含運(yùn)行過(guò)程中的極化內(nèi)阻、銅鋁排連接等連接件內(nèi)阻、過(guò)流器件接觸電阻等。以上因素歸攏為一個(gè)內(nèi)阻系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，系數(shù)值取1.6。故電池簇的內(nèi)阻值R計(jì)算如下。

R= RC×1.6=100mΩ×1.6≈160mΩ

電池簇的實(shí)測(cè)內(nèi)阻值在125 mΩ到165 mΩ之間，與理論計(jì)算值相吻合。

電池簇外部短路時(shí)，整個(gè)直流回路的電勢(shì)等于電池簇的組端電壓。直流回路的內(nèi)阻為電池簇的內(nèi)阻加外部線路的內(nèi)阻。外部線路的內(nèi)阻較小，一般可忽略不計(jì)。則整個(gè)回路的電阻等效為電池簇的內(nèi)阻，電池簇短路電流值Is計(jì)算如下。

Is= U/R=1440V÷160×10-3Ω≈9000A

儲(chǔ)能直流系統(tǒng)為7簇電池并聯(lián)，假設(shè)短路點(diǎn)位于電池簇的匯流輸出端。每簇電池的內(nèi)阻值可視為相同，則根據(jù)并聯(lián)電阻的阻值計(jì)算公式，儲(chǔ)能直流系統(tǒng)的短路Rs計(jì)算如下。

Rs=R/8 =160÷7mΩ≈22.8 mΩ

多簇并聯(lián)的儲(chǔ)能直流系統(tǒng)總電壓值與電池簇的組端電壓值相同。則直流系統(tǒng)短路點(diǎn)處的短路電流Is’計(jì)算如下。

Is’= U/R=1440V÷22.8×10-3Ω×1000≈63kA

根據(jù)以上計(jì)算，電池簇和直流系統(tǒng)的理論短路電流分別為9kA和63kA。