エネルギー貯蔵システムキャビネットの詳細な分析

エネルギー貯蔵システム キャビネットは、コンパクトでインテリジェントなエネルギー貯蔵コア デバイスとして、複数の機能モジュールを統合することにより、最新のエネルギー管理に効率的で便利なソリューションを提供します。優れたデザインと強力な機能により、エネルギーの貯蔵、割り当て、最適化のシナリオで重要な役割を果たし、ユーザーに安全で環境に優しく、効率的なエネルギー使用体験をもたらします。これは、将来のインテリジェント エネルギー システムに不可欠なコンポーネントとなっています。

エネルギー貯蔵業界の実務では、技術者は負荷データ分析とエネルギー貯蔵計算に重点を置くことが多く、中核となるエネルギー貯蔵システム キャビネットの深い理解を見落とすことがよくあります。現在の国内市場の主流のエネルギー貯蔵製品は 2 つのカテゴリに分類できます。1 つは低電圧プロジェクト (0.4kV) に適した 261kWh のエネルギー貯蔵統合キャビネットで、もう 1 つは高電圧プロジェクト (10kV 以上) に適した 5MWh のエネルギー貯蔵コンテナです。-

エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵と調整のための複雑なソリューションであり、バッテリーセル、エネルギー貯蔵インバーター (PCS)、バッテリー管理システム (BMS)、エネルギー管理システム (EMS)、温度制御システム、防火システムなどの主要コンポーネントで構成されます。すべてのコンポーネントが連携して、エネルギー貯蔵システムの効率的、安全、安定した動作を保証します。この記事では、コアコンポーネントから始めて、太陽電池保管キャビネットのエネルギー貯蔵システムの動作原理と機能的価値を1つずつ詳しく説明します。

セルおよびバッテリー管理システム (BMS):セルの共同操作は階層管理に依存しています。バッテリー システムは、PACK、バッテリー クラスター、バッテリー スタックの 3 つのレベルに分かれています。 BMS は 3 レベルの管理アーキテクチャを採用しており、セルの正確な監視と効率的なシステム運用を実現します。-構造的には、バッテリーセルがマトリックスを介して直列に接続されてパックを形成し、複数のパックが直列に接続されてバッテリークラスターを形成します。各バッテリークラスターは並列に接続され、エネルギー収集用のバッテリースタックを形成します。バッテリー エネルギー貯蔵キャビネットでは、数百または数千のバッテリー セルの協調動作は、科学的な階層管理メカニズムに依存しています。バッテリー システムは通常、バッテリー パック (PACK)、バッテリー クラスター、バッテリー スタックの 3 つのレベルに分かれています。同様に、バッテリー管理システム (BMS) も、PACK レベル (レベル 1)、クラスター レベル (レベル 2)、キャビン レベル (レベル 3) という 3 つのレベルの管理アーキテクチャを採用しています。-この階層管理モードは、各バッテリーセルの正確な監視と制御を実現し、バッテリーシステム全体の効率的な動作を保証します。

高電圧ボックスとエネルギー貯蔵コンバーター (PCS):電池セルの種類により電圧や変動範囲が異なります。回路原理としては、電池クラスターを直列に接続して電圧を重畳し、電池スタックを並列に接続して電圧の安定性を維持します。システムの最終出力電圧は、バッテリー クラスターの電圧と等しくなります。高電圧ボックスは、高電圧電気エネルギーの分配と状態監視を担当し、液冷エネルギー貯蔵キャビネットの PCS への電圧の安定供給を保証します。-現在、PCS の DC 側の入力電圧は 1000V と 1500V が主流です。セルの種類によって公称電圧と電圧変動範囲には違いがあります。たとえば、リン酸鉄リチウム電池の公称電圧は 3.2V で、変動範囲は 2.8 ～ 3.6V です。三元リチウム電池の公称電圧は 3.7V で、変動範囲は 3.0 ～ 4.2V です。回路の基本原理によれば、直列回路の電圧は重畳されますが、並列回路の電圧は一定のままです。

温度制御システム（液冷ユニットのコアアプリケーション）：パイロンテックエネルギー貯蔵キャビネットの主流の温度制御技術はコールドプレート液体冷却であり、空冷は徐々に廃止されており、相変化冷却は広く使用されておらず、浸漬液体冷却は一時的に主流ではありません。液冷ユニットは専用のパイプラインを通じて冷媒を輸送し、バッテリーセルの温度差を 2 度以内に正確に制御し、機器が最適な温度で動作することを保証し、システムのパフォーマンスと信頼性を向上させます。

防火システムとエネルギー管理システム (EMS):防火システムは、容積が小さい屋外エネルギー貯蔵キャビネットの側面または上部に設置されることがよくあります。 EMS はエネルギー貯蔵キャビネットには組み込まれておらず、通常はエネルギー貯蔵システムの完全なプロセス監視と管理を実現するために監視室または機器室に設置されます。

全体的に、屋外キャビネットエネルギー貯蔵システムのコア構造と動作ロジックは、次の 4 つの点に要約できます。まず、バッテリーセルが 4 × 13 マトリックスに配置されてバッテリーモジュール (PACK) を形成し、この仕様の 5 つのパックが直列に接続されてバッテリークラスターを形成します。第二に、バッテリー管理システム (BMS) は 2 レベルの展開モードを採用しており、第 1 レベルの BMS は各 PACK と緊密に統合され、第 2 レベルの BMS はシステムの下部領域に独立してインストールされます。第三に、バッテリーセルで構成されるバッテリーシステムは、高電圧ボックスを介してエネルギーを収集し、エネルギー貯蔵コンバーター（PCS）を介してAC{4}}DC変換を完了した後、電気エネルギーが最終使用シナリオに伝送されます。第 4 に、液冷ユニットは専用の液冷パイプラインを通じて各パックの温度を正確に制御し、バッテリー パックが適切な温度範囲内で動作することを保証し、システムの動作パフォーマンスと信頼性を継続的に向上させます。

エネルギー貯蔵統合キャビネットのコア構造と技術原理の深い分析に基づいて、業界の現在の開発状況と組み合わせて、将来の開発傾向について次の 2 つの予測を行うことができます。 まず、個々のセル容量の継続的な増加が、太陽風力エネルギー貯蔵キャビネットの容量アップグレードを推進しています。 2024年に市場で主流の単セル容量は280Ahとなり、2025年までに314Ahにアップグレードされる予定です。 現在、業界では500Ah以上の大容量セル製品が登場しており、600Ah、700Ah、さらには1000Ahレベルの製品も含まれています。 2026年までに蓄電一体型キャビネットの個別容量はさらに増加し​​、488kWhや522kWhといった仕様が徐々に市場の主流になっていくと予想される。

次に、液体冷却技術の反復が加速しており、浸漬液体冷却が長期的な主流になると予想されています。-単セル容量の継続的な増加に伴い、風力用液体冷却エネルギー貯蔵統合キャビネットの放熱需要がますます顕著になり、浸漬液体冷却技術の重要性が引き続き強調されています。ただし、短期的には技術コストが高いため、大規模なプロモーションと適用には依然として一定の制限があります。- 2027 年以降、技術が成熟しコストが低下するにつれて、浸漬液体冷却技術がエネルギー貯蔵システムの温度制御分野で徐々に主流の開発トレンドになることが予想されます。

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