Что такое аккумуляторный блок для хранения энергии?
Аккумуляторная батарея для хранения энергии — это не просто отдельная “батарея”, а интегрированный блок хранения и управления энергией. Ее основная функция заключается в объединении множества отдельных элементов посредством научно обоснованной последовательно-параллельной компоновки, а затем в их интеграции с системой управления батареей (BMS), системой терморегулирования, электрическими компонентами и защитным корпусом для формирования полного энергетического блока, готового к немедленному использованию в сценариях хранения энергии.
Ценность этого аккумуляторного блока заключается в интеграции различных компонентов, что решает проблему ограниченной емкости отдельных элементов. Он не только обеспечивает более высокое напряжение и емкость, но и система управления батареей (BMS) и система терморегулирования гарантируют безопасность, эффективность и долговечность всего блока во время зарядки и разрядки, что делает его незаменимым основным источником питания в системах хранения энергии.
Пять основных компонентов PACK незаменимы.
Аккумуляторный блок можно условно разделить на пять основных модулей.
Аккумуляторный модуль — это “энергетическое сердце” блока. Это “небольшой блок”, состоящий из множества отдельных элементов, соединенных последовательно и параллельно. Например, соединение 12 элементов по 3,2 В последовательно создает модуль на 38,4 В. Параллельное соединение нескольких таких модулей еще больше увеличивает емкость. Его основная функция — “хранение и высвобождение электрической энергии”. В зависимости от требований к напряжению и емкости системы хранения энергии можно выбрать различные типы модулей.
Электрическая система — это “кровеносные сосуды и нервы” аккумуляторного блока. Как сеть передачи энергии и сигналов, она в основном состоит из соединительных медных шин, высоковольтных жгутов проводов, низковольтных жгутов проводов и устройств электрической защиты (таких как предохранители и реле). Высоковольтный жгут проводов отвечает за передачу высоковольтной электрической энергии, накопленной в аккумуляторном модуле, к внешним нагрузкам (например, инверторам), выступая в качестве основного канала передачи энергии. Низковольтный жгут проводов передает сигналы управления BMS и сигналы состояния аккумуляторных элементов (такие как напряжение и температура) различным компонентам в режиме реального времени, обеспечивая скоординированную работу всей системы. Соединительные медные шины служат “проводящим мостом” между аккумуляторными элементами и модулями, требуя низкого сопротивления и высокой проводимости, чтобы избежать потенциального перегрева, вызванного плохим контактом.
Система терморегулирования — это “интеллектуальная система кондиционирования воздуха” аккумуляторного блока. Батареи наиболее уязвимы к неравномерному нагреву и охлаждению. Чрезмерные температуры могут вызывать вздутие элементов, сокращать срок службы батареи и даже представлять опасность. Чрезмерно низкие температуры значительно снижают эффективность зарядки и разрядки. Поэтому система терморегулирования создает “постоянную температурную среду” для блока, обеспечивая работу всех элементов батареи в диапазоне температур 5°C или ниже. Современные основные методы терморегулирования делятся на две категории. Воздушное охлаждение использует вентиляторы, теплообменники и другие компоненты для отвода тепла посредством воздушного потока. Оно имеет простую конструкцию и низкую стоимость, и подходит для сценариев хранения энергии малой и средней мощности (например, бытовые системы хранения энергии). Основные компоненты включают компрессоры, вентиляторы, теплообменники и т. д., и обладают высокой гибкостью сборки. Жидкостное охлаждение поглощает тепло за счет циркуляции охлаждающей жидкости, имеет более высокую точность регулирования температуры и более высокую эффективность рассеивания тепла, и подходит для мощных электростанций с системами хранения энергии (например, фотоэлектрических систем, поддерживающих хранение энергии).
Корпус представляет собой “скелет и броню” PACK. В качестве внешней защитной конструкции он в основном состоит из корпуса, крышки, металлического кронштейна и крепежных винтов. Он выполняет три основные функции: функция поддержки — фиксация внутренних аккумуляторных модулей и электрических компонентов для обеспечения структурной стабильности; функция защиты — сопротивление внешним механическим воздействиям (например, столкновениям) и вибрации, а также предотвращение попадания пыли и влаги внутрь, что соответствует требованиям защиты для сценариев хранения энергии на открытом воздухе (обычно требуется уровень защиты IP65); в некоторых корпусах также используются огнеупорные материалы для дальнейшего повышения уровня безопасности.
Система управления батареей (BMS) — это “мозг и центр” аккумуляторного блока. Как интеллектуальное ядро управления, она отвечает за мониторинг в реальном времени и точное управление всей аккумуляторной системой. Ее основные функции включают мониторинг состояния, управление зарядом и разрядом, контроль балансировки и передачу данных. Мониторинг состояния собирает данные о напряжении, токе и температуре элементов батареи, а также о состоянии заряда (SOC) и состоянии здоровья (SOH) всего блока в реальном времени. Управление зарядом и разрядом предотвращает перезаряд, переразряд и перегрузку по току, обеспечивая поддержание процесса заряда и разряда в безопасном диапазоне. Контроль балансировки регулирует состояние элементов посредством активной или пассивной балансировки при возникновении разницы напряжений между элементами, предотвращая снижение срока службы из-за низкой стабильности. Передача данных загружает контролируемые данные на платформу управления системой хранения энергии (MES) для удаленного мониторинга, эксплуатации и технического обслуживания.
