Het parallelle paradigma van laag- versus hoog-spanning
In residentiële of kleinschalige- toepassingen,48V accusystemenzijn de industriestandaard. Hun parallelle logica is relatief eenvoudig: omdat de spanning laag en constant blijft, verhoogt het toevoegen van meer modules (vaak tot 15 groepen) vooral de totale capaciteit en stroom.
Echter,Hoogspanningsbatterijen-(doorgaans 600 V tot 1500 V) worden gebouwd door veel cellen in serie te schakelen om een hoog rendement en lagere transmissieverliezen te bereiken. Wanneer u deze hoogspanningsreeksen parallel probeert aan te sluiten, neemt de complexiteit exponentieel toe.
De technische hindernissen van parallelle HV-verbindingen
De voornaamste uitdaging van parallelle hoogspanningsverbindingen ligt in:inconsistentie van tekenreeksen. In de loop van de tijd ontwikkelen accustrings verschillende interne weerstanden en State of Charge (SoC)-niveaus als gevolg van fabricageverschillen of een ongelijkmatige temperatuurverdeling. Wanneer twee HV-strings met zelfs een verschil van 5V worden overbrugd, laadt de "sterkere" string de "zwakkere" string met een ongecontroleerde snelheid op.
Verder is debeschermingseisenzijn veel strenger. Als in een parallelle HV-opstelling een string kortsluiting krijgt, zullen de andere parallelle strings hun energie naar het foutpunt dumpen. Hiervoor zijn dure zekeringen met een hoge-doorbraak-capaciteit en geavanceerde contactors voor elke afzonderlijke string nodig. Het beheren van de communicatie tussen meerdere Master BMS-eenheden om gesynchroniseerd laden en ontladen te garanderen, voegt ook een laag softwarecomplexiteit toe die veel standaardsystemen niet aankunnen.
Toekomstige richtingen: DC/DC-conversie en string-niveaucontrole
Om deze barrières te overwinnen, is de C&I-opslagindustrie op weg om deze barrières te overwinnenvermogenselektronica op string-niveau. Door een omvormer aan het einde van elke hoogspanningsreeks te plaatsen, kan het systeem de accu's "ontkoppelen" van de gemeenschappelijke DC-bus. Hierdoor kan elke string onafhankelijk werken, ongeacht de spanning of SoC.
Een andere veelbelovende richting is demodulaire, decentrale omvormerbenadering. In deze opstelling is elke batterijreeks aangesloten op zijn eigen kleinschalige-stroomconversiesysteem (PCS). Dit elimineert de noodzaak voor gelijkstroom-parallelschakeling met hoge-spanning, omdat de stroom wordt gecombineerd aan de AC-zijde. Naarmate deze technologieën volwassener worden, kunnen we verwachten dat C&I-energieopslag flexibeler, veiliger en veel gemakkelijker op te schalen zal worden dan de rigide hoogspanningsarchitecturen uit het verleden.