Kuidas arvutada koduse energia salvestamise aku jaoks vajalikku BMS-voolu

Sissejuhatus

Koduse energia salvestamise aku akuhaldussüsteemi (BMS) voolutugevuse valimine ei seisne lihtsalt BMS-i sobitamises aku mahutavusega ampertundides (Ah). Kasulikum lähtepunkt on maksimaalne vool, mida akupakk peab normaalse töö ajal andma või vastu võtma, sealhulgas inverteri võimsuse, aku pinge ja muundamise efektiivsuse mõju.

Näiteks võib 5-kilovatise (kW) inverteriga klient eeldada, et 100-amprine (A) BMS on 48-voldise aku jaoks piisav. See eeldus võib olla vale, kui aku pinge langeb koormuse all või kui inverter töötab pikemat aega nimivõimsuse lähedal.

See juhend selgitab, kuidas hinnata akupoolset tühjendusvoolu, kuidas eraldi laadimisvoolu kontrollida ja kuidas võrrelda tulemust DALY 4. põlvkonna LK ja LM koduste energiasalvestussüsteemide BMS-mudelite pidevvoolu nimiväärtustega.

1. Alustage akupoolse voolutugevusega, mitte ainult Ah-reitinguga

Aku mahtuvus, mõõdetuna ampertundides (Ah), kirjeldab, kui palju laengut aku teatud tingimustel salvestada suudab. See iseenesest ei ütle teile maksimaalset voolu, mida aku peab inverterile edastama.

100 Ah akupaketti saab kasutada erinevate inverteri võimsustasemete ja tööprofiilidega. Seega sõltub vajalik BMS-i voolutugevus süsteemi energiatarbest ja aku tööpingest, samuti elementide ja ülejäänud elektrisüsteemi piirangutest.

Akust vahelduvvooluga (AC) töötava inverteri puhul hinnake akust võetavat alalisvoolu (DC) järgmise valemi abil:

• I_DC= akust võetav hinnanguline alalisvool amprites (A)
• P_AC= inverteri vahelduvvoolu väljundvõimsus vattides (W)
• V_aku= aku pinge hinnatud töötingimustes voltides (V)
• η = inverteri muundamise efektiivsus kümnendmurruna (näiteks 90% = 0,90)

See on tühjenemissuuna hinnang. Kasutage võimaluse korral inverteri tootja spetsifikatsioone nimiväljundvõimsuse, efektiivsuse ja aku minimaalse tööpinge kohta. Ainult nimipinge kasutamine arvutuses võib voolutugevust alahinnata, kui aku pinge on madalam.

2. Töönäide: 5 kW inverter 48 V-klassi akul

Järgnev näide on illustratiivne ja mitte universaalne aku pinge spetsifikatsioon. Eeldame, et inverter peab andma 5000 vatti (W) vahelduvvoolu, aku pinge tööpunktis on 44 volti (V) ja inverteri efektiivsus selles tööpunktis on eeldatud olevat 90%. Need kaks tööväärtust on näidisoletused, mitte DALY toote spetsifikatsioonid.

Lõplikus konstruktsioonis tuleb kontrollida ka inverteri tegelikke alalisvoolu sisendpiiranguid, akuelementide lubatud pidevat tühjendusvoolu, juhtmestiku ja pistikute nimiväärtusi, kaitsmeid või muud ülekoormuskaitset, termilisi tingimusi ja võimalikke pingetõkkeid.

3. Võrrelge tulemust BMS-i pideva voolutugevuse nimiväärtusega

Pärast akupoolse vajaliku voolutugevuse hindamist võrrelge seda konkreetse BMS-mudeli ja vaadeldava konfiguratsiooni kohta avaldatud pideva laadimise/tühjendusvoolu nimiväärtusega.

Need on selles artiklis kasutatud avaldatud LK ja LM pidevvoolu valikud. Ärge järeldage loetlemata standardset nimiväärtust ega eeldage, et kohandamine on saadaval ilma kirjaliku kinnituseta taotletud konfiguratsiooni jaoks.

Kui arvutatud pidev voolutarve on üle 200 A, ei tohiks eeldada, et mitme BMS-seadme paralleelne ühendamine loob automaatselt sobiva suurema voolutugevusega lahenduse. Insenerimeeskond peab üle vaatama kogu aku arhitektuuri, voolu jagamise, kaitsestrateegia ja kinnitatud konfiguratsiooni.

4. Kontrollige laadimisvoolu eraldi

Tühjendusvool on ainult üks valiku pool. Aku juhtimissüsteem peab sobima ka maksimaalse laadimisvoolu jaoks, mida aku saab inverterist/laadijast, päikeselaadijast või muust laadimisallikast vastu võtta.

Hankige laadija või inverteri dokumentatsioonist aku maksimaalne laadimisvool ja võrrelge seda BMS-i laadimisvoolu spetsifikatsiooni ja aku tootja lubatud laadimisvooluga. Ärge eeldage, et laadimisvool on võrdne tühjendusvooluga.

Süsteemi puhul, millel on rohkem kui üks laadimisallikas, tuleb kindlaks määrata maksimaalne samaaegne laadimisvool ettenähtud töötingimustes. Aku konstruktsiooni ja laadimise juhtimist tuleb arvestada koos.

5. Ärge ajage pidevat voolu segamini tipp- või ülepingevooluga

Mõned koormused tekitavad käivitamisel lühiajalise pingetõuke. Näideteks võivad olla mootorid, pumbad, kompressorid ja muud seadmed, millel on suur käivitusnõudlus. Seetõttu võib süsteemis tekkida tippvool, mis ületab selle tavapärase töövoolu.

Enne BMS-i valimist tehke kindlaks nii pidev vool kui ka tippvool, sealhulgas kui kaua tipp kestab ja kui sageli see esineb. Seejärel kontrollige täpset BMS-i dokumentatsiooni kohaldatava tippvoolu piirangu, kestuse ja kaitsekäitumise kohta. Pidevat voolutugevust ei tohi käsitleda tippvoolutugevusena ja tippväärtust ei tohi käsitleda pideva voolutugevusena.

6. Kontrollige kogu akusüsteemi, mitte ainult BMS-i

Aku juhtimissüsteemi nimivõimsus ei määra iseseisvalt kogu akupaketi ohutut voolutaluvust. Süsteemi tegelik piirang võib olla madalam elementide, siinide, kaablite, pistikute, kaitsmete, klemmide, termilise disaini või inverteri piirangute tõttu.

• Akuelemendid: kontrollige elementide tootja pideva laadimise ja tühjendusvoolu piiranguid.
• Aku pinge: tühjendusvoolu hindamiseks kasutage madalaimat asjakohast tööpinget, mitte ainult nimipinget.
• Kaablid ja ühendused: kontrollige voolutugevust, paigaldustingimusi ja ühenduse kvaliteeti.
• Ülekoormuskaitse: kontrollige kaitsme või kaitselüliti valikut ja selle vastavust süsteemi konstruktsioonile.
• Temperatuur: arvestage aku ja BMS-i töökeskkonna ning temperatuuriga seotud voolupiirangutega.
• Inverter: kinnitage pidev võimsus, hüppevoolutugevus, alalisvoolu pinge vahemik ja aku maksimaalne laadimisvool.

Õige valik on see, mis vastab kogu süsteemi nõuetele ja piirangutele. Suurema nimivooluga BMS-i valimine ei kompenseeri aladimensioneeritud elemente, juhtmestikku ega kaitseseadmeid.

7. Kuidas seda arvutust kasutada DALY LK ja LM võrdlemisel

DALY 4. põlvkonna LK ja LM koduse energia salvestamise BMS-mudelid on loetletud 8S ja 16S konfiguratsioonide (järjestikku ühendatud elementide arv) ning Li-ioon (liitiumioon) ja LiFePO4 (liitiumraudfosfaat) akude keemilise koostise jaoks DALY tooteinfos. Avaldatud pideva laadimise/tühjendusvoolu nimiväärtused on LK puhul 100 A ja LM puhul 150 A või 200 A.

Voolutugevus on vaid üks osa valikust. Projekt peaks kinnitama ka täpse akude seeria konfiguratsiooni, keemilise koostise, inverteri mudeli, sideprotokolli, paralleelpakendi plaani ja vajalikud valikulised funktsioonid. CAN (kontrolleri piirkonna võrk) ja RS-485 (jadapordi liidese standard) on platvormi sidevõimalused; liidese olemasolu iseenesest ei taga ühilduvust iga inverteri mudeliga.

Paralleelsete akusüsteemide puhul ärge korrutage ühe BMS-i nimivoolu akude arvuga ja eeldage, et tulemus on heakskiidetud süsteemi voolutugevus. Paralleelkonfiguratsioon, voolujaotus, akudevaheline side ja kaitsepiirid tuleb tegeliku konstruktsiooni jaoks üle vaadata.

8. Teave, mis tuleb enne BMS-i soovituse küsimist ette valmistada

Kasulik tehniline päring peaks sisaldama järgmist teavet:

1. Aku keemiline koostis (näiteks LiFePO4 või muu liitiumioonaku keemiline koostis).
2. Seeriasse ühendatud elementide arv ning aku nimi- ja tööpinge vahemik.
3. Aku mahtuvus (Ah) ja elemendi mudel või elemendi andmeleht, kui see on olemas.
4. Inverteri tootja ja täpne mudel.
5. Inverteri pidev väljundvõimsus ja hüppevool, sealhulgas hüppe kestus.
6. Aku maksimaalne nõutav pidev tühjendusvool.
7. Aku maksimaalne laadimisvool ja laadimisallikad.
8. Nõutav tippvool ja selle kestus.
9. Nõutav sideliides ja protokoll (kui on vaja inverteriga sidet).
10. Paralleelseks tööks kavandatud akupakkide arv.
11. Paigaldustemperatuuri vahemik ja kõik vajalikud lisafunktsioonid.

Kokkuvõte

Koduse energiasalvestusaku BMS-i voolutugevuse valimiseks alustage inverteri võimsustarbest ja arvutage akupoolne vool vastava aku pinge ja inverteri efektiivsuse juures. Seejärel kontrollige laadimisvoolu, tipptarbimist, elementide piiranguid, juhtmestikku, kaitseseadmeid, temperatuuri ja täpset BMS-i konfiguratsiooni.

DALY 4. põlvkonna koduse energia salvestamise seeria puhul on avaldatud LK-valiku pidev nimivool 100 A, samas kui LM-valikute pidev nimivool on 150 A või 200 A. Need nimiväärtused pakuvad kandidaate hindamiseks; õige valik sõltub kogu akusüsteemi kontrollitud nõuetest ja piirangutest.

Taotle BMS-i valiku tehnilist ülevaadet

Kui arendate kodust energia salvestamise akupaketti, jagage DALY-ga oma aku keemilist koostist, seerianumbrite arvu, pingevahemikku, inverteri mudelit, pideva ja tippvoolu nõudeid, laadimisvoolu ja kavandatud paralleelpaki konfiguratsiooni. Tehniline meeskond saab teabe üle vaadata ja kinnitada, milline LK/LM konfiguratsioon (kui üldse) projekti jaoks sobib.