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储能 “神经中枢”:探秘储能CCS母排的多元应用技术

特普生科技 特普生科技 2025-05-05 13 62

储能CCS母排作为储能系统中连接电池模组与电池管理系统(BMS)的关键组件,在实现电流、电压精确采集以及保障系统稳定运行等方面起着至关重要的作用。其应用技术涵盖了多个关键领域,温度采集专家特普生将进行详细介绍。

一、CCS 母排的基本结构与功能

基本结构

CCS母排通常由导电金属材料(如铜、铝等)制成,具备良好的导电性和机械强度。它一般包含主汇流排部分,用于汇集和传输来自多个电池模组的电流;同时,集成了众多的采样点、连接端子以及与 BMS 连接的信号线接口等结构。在外观上,呈现出规则的板状或条状,便于在电池系统内进行合理布局和安装。

功能概述

  1. 电流采集功能:通过在母排上设置的精密采样电阻或霍尔传感器等电流采集元件,能够实时、准确地获取流经母排的电流大小,为 BMS 掌握电池充放电电流情况提供关键数据,进而实现对电池充放电过程的精准控制。

  2. 电压采集功能:在母排与各电池模组连接的相应位置设置电压采集点,利用分压电路等原理,精确测量每个电池模组的端电压,帮助 BMS 监测电池模组的电压状态,及时发现过压、欠压等异常情况,保障电池系统的安全运行。

  3. 信号传输功能:将采集到的电流、电压信号通过信号线有序地传输给 BMS,实现电池模组与管理系统之间的信息交互,使 BMS 能够基于这些数据进行诸如均衡管理、故障诊断等一系列操作。

储能CCS.jpg
特普生储能CCS 线束方案

二、CCS 母排的关键应用技术

高精度采样技术
  • 电流采样方面:采用高精度的分流电阻,其阻值精度可达到 ±0.1% 甚至更高,并且具备极小的温度系数,以减少温度变化对电流测量精度的影响。同时,结合先进的信号调理电路,对分流电阻两端的微弱电压信号进行放大、滤波等处理,确保最终传输给 BMS 的电流信号精度能满足系统要求,一般误差控制在 ±1% 以内。

  • 电压采样方面:运用高精度的分压电阻网络,按照严格的分压比例进行设计,保障从高电压的电池模组端准确获取合适比例的电压信号供 BMS 采集。此外,为了防止外部电磁干扰对电压信号的影响,采用屏蔽线以及良好的接地措施,维持电压信号的稳定性和准确性,使电压测量精度可达 ±0.5% 左右。

可靠的连接技术

  • 与电池模组的连接:采用螺栓连接、焊接等方式确保母排与电池模组之间的电气连接可靠。螺栓连接时,会选用合适规格的螺栓,并保证足够的拧紧力矩,使接触电阻尽可能小;焊接连接则注重焊接工艺的质量控制,如选择合适的焊接方法(氩弧焊、激光焊等),确保焊接接头牢固、导电性良好,避免因连接不良导致发热、打火等问题,影响电池系统的正常运行和寿命。

  • 内部元件连接:对于母排上的采样电阻、信号线等内部元件之间的连接,运用压接、焊接等工艺,保障各元件之间的电气通路稳定,并且对连接点进行有效的绝缘防护和抗振处理,防止在储能系统运行过程中因振动等因素出现松动、短路等故障。

散热技术

  • 散热设计原则:考虑到母排在大电流通过时会产生热量,合理设计母排的形状、尺寸以及材质,增加散热表面积,提高散热效率。例如,采用镂空、鳍片等结构设计,让热量能够更快速地散发到周围环境中。

  • 散热材料应用:选用具有高导热率的绝缘材料作为母排的防护层或散热辅助材料,像一些高性能的导热硅胶片、云母片等,既能实现电气绝缘,又能帮助热量传导,避免热量积聚导致母排温度过高,影响其性能和安全性。同时,结合风冷、液冷等外部冷却方式,根据储能系统的具体需求,合理配置散热风扇、液冷管道等,形成有效的散热系统,确保母排工作温度维持在合适的范围内。

电磁兼容技术

  • 电磁干扰抑制:在母排的设计和布线过程中,合理布置信号线和电源线,采用双绞线、屏蔽线等方式减少电磁干扰对信号传输的影响。同时,在母排表面或周围添加电磁屏蔽材料,如金属屏蔽罩等,阻挡外部电磁辐射进入母排区域,也防止母排自身产生的电磁干扰向外传播,保障电流、电压信号的纯净性和准确性。

  • 电磁抗扰能力提升:对母排上的电子元件(如采样芯片、信号调理电路等)进行电磁兼容性设计,提高其对外部电磁干扰的耐受能力,通过增加滤波电路、采用抗干扰能力强的芯片等措施,确保在复杂的电磁环境下,这些元件依然能够正常工作,稳定采集和传输信号。

三、CCS 母排在不同储能场景中的应用

大型电网侧储能应用

在大型电网侧储能系统中,CCS母排需要处理较大的电流和较高的电压。例如,在百兆瓦级别的储能电站中,母排可能需要承载数千安培的电流以及数千伏的电压。其高精度的电流、电压采集功能对于电网的削峰填谷、调频等应用至关重要,能帮助电网准确控制储能系统的充放电功率,保障电网的稳定运行。同时,可靠的连接和散热技术确保了母排在长时间、高负荷运行下的安全性和稳定性。

工商业用户侧储能应用

对于工商业用户侧储能,CCS母排主要服务于满足企业的峰谷电价差套利、应急备用电源等需求。母排的电压采集功能可帮助监测电池状态,合理安排充放电时间,以获取最大的经济效益。并且,其紧凑的结构设计和良好的电磁兼容性能,使其能够适应工商业场所相对复杂的电气环境,方便安装和集成到用户的电力系统中。

分布式能源配套储能应用

在分布式能源(如太阳能、风能发电系统)配套的储能场景中,CCS母排与分布式能源的发电设备以及储能电池紧密配合。它能够实时采集储能电池的充放电状态信息,协助实现分布式能源的平滑输出、能量管理以及提高电能质量等功能。例如,在太阳能发电系统中,当光照强度变化导致发电功率波动时,通过CCS母排采集的信息,储能系统可以及时进行充放电调节,保障向用电设备提供稳定的电能。

储能CCS母排是保障储能系统高效、安全运行的关键所在。通过高精度采样、可靠连接、有效散热以及良好电磁兼容等多方面的技术应用,CCS母排在不同储能场景中发挥着重要作用。尽管面临着成本、极端环境适应性以及标准规范等诸多挑战,但随着技术的不断发展和完善,其朝着智能化、高功率密度等方向的发展趋势也将为储能行业的进一步壮大提供有力支撑。

储能CCS母排

特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新“小巨人”企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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