Il paradigma parallelo di bassa-tensione e alta-tensione
Nelle applicazioni residenziali o su-scala ridotta,Sistemi di batterie da 48 Vsono lo standard del settore. La loro logica parallela è relativamente semplice: poiché la tensione rimane bassa e costante, l'aggiunta di più moduli (spesso fino a 15 gruppi) aumenta principalmente la capacità e la corrente totali.
Tuttavia,Batterie ad alta-tensione(tipicamente da 600 V a 1500 V) sono costruiti collegando molte celle in serie per ottenere un'elevata efficienza e minori perdite di trasmissione. Quando provi a connettere queste stringhe ad alta-tensione in parallelo, la complessità cresce in modo esponenziale.
Gli ostacoli tecnici della connessione in parallelo ad alta tensione
La sfida principale della connessione parallela ad alta-tensione risiede nelincoerenza delle stringhe. Nel corso del tempo, le stringhe di batterie sviluppano resistenze interne e livelli di stato di carica (SoC) diversi a causa di variazioni di produzione o di una distribuzione non uniforme della temperatura. Quando due stringhe HV vengono collegate a ponte con una differenza anche di 5 V, la stringa "più forte" carica quella "più debole" ad una velocità incontrollata.
Inoltre, ilrequisiti di protezionesono molto più stringenti. In una configurazione ad alta tensione parallela, se una stringa subisce un cortocircuito, le altre stringhe parallele scaricheranno la loro energia nel punto di guasto. Ciò richiede costosi fusibili-ad alta capacità-di interruzione e sofisticati contattori per ogni singola stringa. Gestire la comunicazione tra più unità Master BMS per garantire carica e scarica sincronizzate aggiunge anche un livello di complessità software che molti sistemi standard non sono in grado di gestire.
Direzioni future: conversione DC/DC e controllo del livello- delle stringhe
Per superare queste barriere, il settore dello storage C&I si sta muovendo versoelettronica di potenza a livello di stringa-. Posizionando un convertitore all'estremità di ciascuna stringa ad alta-tensione, il sistema può "disaccoppiare" le batterie dal bus CC comune. Ciò consente a ciascuna stringa di funzionare in modo indipendente, indipendentemente dalla tensione o dal SoC.
Un'altra direzione promettente è lainverter modulare e decentralizzatoapproccio. In questa configurazione, ciascuna stringa di batterie è collegata al proprio sistema di conversione dell'alimentazione (PCS)-su piccola scala. Ciò elimina del tutto la necessità di un collegamento in parallelo CC ad alta-tensione, poiché l'alimentazione viene combinata sul lato CA. Man mano che queste tecnologie maturano, possiamo aspettarci che lo stoccaggio di energia C&I diventi più flessibile, più sicuro e molto più facile da scalare rispetto alle rigide architetture ad alta{5}}tensione del passato.