Sistema de gerenciamento de bateria ESS de alta-tensão

Sistema de gerenciamento de bateria ESS de alta-tensão

O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) do sistema de armazenamento de energia de alta-tensão (ESS) foi projetado para clusters de baterias de íons de lítio-comerciais, industriais e em escala de serviços públicos. Operando em faixas de tensão de 150 V a 1.500 V CC, essa arquitetura mestre-escravo monitora, protege e regula pilhas de baterias com várias-strings. Ele gerencia comutação CC de alta-tensão, pré{10}}carregamento ativo, limites térmicos e estimativa de estado-em tempo real, servindo como unidade de controle central entre racks de baterias e sistemas de conversão de energia (PCS).

Visão geral do produto


O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) do sistema de armazenamento de energia de alta-tensão (ESS) foi projetado para clusters de baterias de íons de lítio-comerciais, industriais e em escala de serviços públicos. Operando em faixas de tensão de 150 V a 1.500 V CC, essa arquitetura mestre-escravo monitora, protege e regula pilhas de baterias com várias-strings. Ele gerencia comutação CC de alta-tensão, pré{10}}carregamento ativo, limites térmicos e estimativa de estado-em tempo real, servindo como unidade de controle central entre racks de baterias e sistemas de conversão de energia (PCS).

 

Especificações principais

 

Parâmetro

Detalhes da especificação

Faixa de tensão operacional

150 Vcc a 1000 Vcc (padrão) / até 1500 Vcc (estendido)

Químicas Celulares Suportadas

LiFePO4, NMC, LTO (titanato de lítio)

Capacidade mestre-escrava

Suporta até 16 unidades de monitoramento escravas por controlador mestre

Precisão de medição atual

+/- 0.5% FSR (Full Scale Range) por meio de resistores shunt de alta-precisão ou sensores de efeito Hall-

Precisão de amostragem de tensão celular

+/- 2mV (0 graus a 60 graus)

Interfaces de comunicação

CAN 2.0B, RS485, Modbus TCP/IP, Ethernet

Isolamento / Monitoramento de Isolamento

Built-in insulation resistance detection (>Limite de 500 kohm)

Temperatura operacional

-20 graus a +65 graus

Proteção de entrada

IP20 (integração rack/gabinete)

Certificações

Reconhecido pela UL 1973, CE, IEC 60730-1, UN 38.3 (nível de célula/módulo)

 

Principais características do produto


Equilíbrio Celular Ativo:Utiliza correntes de balanceamento ativo-bidirecionais de até 2 A por canal para equalizar o estado-de{3}}carga (SoC) em células em série incompatíveis durante os ciclos de carga e descarga.


Circuito de pré{0}carga controlada:Contatores de pré-carga integrados de 30 A e resistores de potência com- classificação térmica eliminam altas correntes de partida, evitando danos ao capacitor do barramento CC e soldagem do contator na inicialização.


Monitoramento de isolamento-em tempo real:Mede continuamente a resistência de isolamento entre caminhos CC de alta-tensão e o aterramento do chassi, acionando falhas instantâneas se ocorrer falha dielétrica.


Gerenciamento térmico redundante:Faz interface com placas externas de resfriamento de-líquido ou unidades HVAC de{1}ar ar forçado via PWM e saídas de contato-seco, aplicando redução de corrente dinâmica quando as temperaturas das células excedem os limites operacionais seguros.

 

Arquitetura de hardware e topologia de sistema


A topologia de hardware modular consiste em três blocos funcionais principais:


Unidade de Controle Mestre (BMU / Caixa de Controle):Abriga o MCU principal, processadores-dual core, relés de alta-tensão, contatores 150A+ DC, módulo de detecção de isolamento e portas de comunicação primária (CAN/RS485).


Unidades de Supervisão de Células (CSU/Placas Escravas):Montado diretamente nos terminais do módulo de bateria para coletar tensões de células individuais (até 36 células por placa) e temperaturas do termistor NTC por meio de chicotes de fios.


Aparelhagem de pilha/PDU:Gerencia conexão de barramento, fusíveis de{0}curto-circuito e mecanismos de disparo do disjuntor principal.

 

Aplicativos


Microrredes Comerciais e Industriais (C&I):100kW a 2MW atrás{2}}das{3}}instalações de armazenamento de energia do medidor para redução de picos e gerenciamento de carga de demanda.


Fazendas de{0}escala solar + armazenamento utilitário:Sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESS) de megawatt{0}}hora (MWh) acoplados diretamente a inversores centrais operando a 1.000 V+ CC.


Centrais de energia de backup de telecomunicações:Sistemas de energia de contêineres de telecomunicações remotos de 400 Vcc de alta-confiabilidade que exigem tempo de inatividade zero.


Buffers do hub de carregamento da frota EV:Bancos de armazenamento estacionários-de alta potência que absorvem flutuações da rede durante sessões rápidas de carregamento de veículos elétricos.

 

Compatibilidade e Integração


Protocolos do inversor:Biblioteca de comunicação nativa pré-integrada com os principais fabricantes de PCS e inversores (incluindo Sungrow, SMA, Schneider Electric e GoodWe) por meio de mapeamento CANopen e Modbus personalizado.


Integração EMS:APIs abertas e mapas de registro permitem um handshake perfeito com sistemas de gerenciamento de energia (EMS) de terceiros e plataformas SCADA de supervisão.


Montagem Física:Gabinetes montáveis ​​em rack-de 19{1}}polegadas padrão e caixas de controle autônomas montadas na parede projetadas para integração em gabinetes de baterias externas padrão NEMA/IP54.

 

Opções de fornecimento e personalização


Personalização de Firmware:Algoritmos personalizados de estado de-de-carga (SoC) e de estado de-saúde (SoH) calibrados de acordo com curvas de descarga específicas de fabricantes de células.


Adaptação de Hardware:Comprimentos de chicote de fios personalizados, portas de expansão de E/S digitais/analógicas auxiliares e orientações alternativas de terminais de barramento.


Quantidade mínima de pedido (MOQ):Kits de avaliação disponíveis para 1 mestre + 4 escravos; os MOQs de produção em volume começam em 50 unidades.


Prazo de entrega: As configurações padrão são enviadas em 4 semanas; a integração de firmware personalizado requer de 6 a 8 semanas.

 

Qualidade / Teste


Teste de-fim-de linha (EOL):Inspeção óptica (AOI) 100% automatizada de conjuntos de PCB, teste de tensão dielétrica suportável (teste de hipot a 2.500 Vca por 60 segundos) e verificação de calibração para sensores de corrente/tensão.


Triagem de Estresse Ambiental (ESS):Teste de câmara de ciclagem térmica (-simulação de operação de 40 graus a +85 graus) e teste de queima de carga total de 48-horas antes do envio.


Rastreabilidade:A leitura-de código de barras no nível do componente rastreia lotes individuais de semicondutores, lotes de relés e certificados de calibração de sensores.

 

Perguntas frequentes

 

P: Este BMS suporta agregação de rack paralelo sem hardware externo?

R: Para configurações paralelas de vários-racks (até 16 racks), um Multi-Stack Controller (MSC) adicional é necessário para agregar linhas de barramento CAN e apresentar uma interface unificada para o PCS.

P: O que acontece se a comunicação entre a unidade mestre e as placas escravas falhar?

R: O sistema impõe um procedimento de desligamento à prova de falhas, abrindo os contatores CC principais em 20 milissegundos para isolar a pilha de baterias.

P: Os protocolos de comunicação brutos estão abertos para integração de software personalizado?

R: Sim, mapas completos de registro Modbus, definições de mensagens CAN e arquivos DBC são fornecidos sob NDA para integradores de sistemas.

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