El paradigma del paralelo de bajo-voltaje versus alto-voltaje
En aplicaciones residenciales o de pequeña-escala,Sistemas de baterías de 48Vson el estándar de la industria. Su lógica paralela es relativamente simple: debido a que el voltaje permanece bajo y constante, agregar más módulos (a menudo hasta 15 grupos) aumenta principalmente la capacidad y la corriente totales.
Sin embargo,Baterías de alto-voltaje(normalmente de 600 V a 1500 V) se construyen encadenando muchas celdas en serie para lograr una alta eficiencia y menores pérdidas de transmisión. Cuando intentas conectar estas cadenas de alto-voltaje en paralelo, la complejidad crece exponencialmente.
Los obstáculos técnicos de la conexión en paralelo de alta tensión
El principal desafío de la conexión paralela de alto-voltaje radica eninconsistencia de cadenas. Con el tiempo, las cadenas de baterías desarrollan diferentes resistencias internas y niveles de estado de carga (SoC) debido a variaciones de fabricación o distribución desigual de la temperatura. Cuando se puentean dos cadenas de alta tensión con incluso una diferencia de 5 V, la cadena "más fuerte" carga a la "más débil" a una velocidad incontrolada.
Además, elrequisitos de protecciónson mucho más estrictos. En una configuración de alta tensión en paralelo, si una cadena sufre un cortocircuito, las otras cadenas en paralelo descargarán su energía en el punto de falla. Esto requiere costosos fusibles-de alta-capacidad de corte y contactores sofisticados para cada cadena. Gestionar la comunicación entre múltiples unidades Master BMS para garantizar la carga y descarga sincronizadas también agrega una capa de complejidad de software que muchos sistemas estándar no están equipados para manejar.
Direcciones futuras: conversión DC/DC y control de nivel de cadena-
Para superar estas barreras, la industria del almacenamiento de C&I está avanzando haciaElectrónica de potencia a nivel de cadena-. Al colocar un convertidor al final de cada cadena de alto-voltaje, el sistema puede "desacoplar" las baterías del bus de CC común. Esto permite que cada cadena funcione de forma independiente, independientemente de su voltaje o SoC.
Otra dirección prometedora es lainversor modular y descentralizadoacercarse. En esta configuración, cada cadena de baterías está conectada a su propio sistema de conversión de energía (PCS) a pequeña escala-. Esto elimina por completo la necesidad de establecer un paralelo de CC de alto-voltaje, ya que la energía se combina en el lado de CA. A medida que estas tecnologías maduren, podemos esperar que el almacenamiento de energía C&I se vuelva más flexible, más seguro y mucho más fácil de escalar que las rígidas arquitecturas de alto voltaje-del pasado.