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來源：Digi-Key 作者：Jeff Shepard 為了促進風能和太陽能等可再生能源的使用和并網，我們需要商用電池儲能系統 (BESS)。BESS 相當復雜，包括大型電池、電池管理系統、電池控制和通信以及逆變器/變壓器。每個構件模塊的優化設計對于 BESS 的整體效率和可靠性都很重要，但這還不夠。每個模塊必須相互連接，以承受惡劣的條件并確保性能最佳。為此，設計人員必須混用并匹配各類連接器，以獲得最具成本效益和最可靠的解決方案（圖 1）。 
圖 1：構成商用 BESS 的模塊需要采用特定連接器解決方案，以實現整個系統的高效可靠運行。（圖片來源：Amphenol） 在本篇博客中，我將簡要回顧 BESS 的一些運行優勢和用于構建 BESS 的模塊，并以 Amphenol 的連接器為例詳細介紹連接器的選擇。 BESS 的優勢 安裝 BESS 不是只有利他的一面。除了支持可再生能源的使用和并網之外，BESS 還能帶來經濟利益，包括： 需量電費管理：許多設施需要根據高峰用電量支付需量電費。使用 BESS 可降低高峰能耗，能源總支出可減少多達 70%1。 負載轉移：可以使用軟件算法來分析能耗模式，并與分時電價進行比較，從而確定在用電成本最高的時段釋出 BESS 電力的最佳時間。 備用電源：停電的代價可能很高昂，而有了 BESS 的話，就無需使用單獨的不間斷電源系統 (UPS)，或者可以使用更小型、更便宜的 UPS。 BESS 模塊 選擇電池時需要考慮其化學特性，以支持所界定的儲能和電力輸送需求、電池的封裝方式以及電池機架等系統集成結構。 電池管理系統 (BMS) 確保以最佳速度充電和放電，監控溫度，并估算電池的即時就緒狀態（充電狀態）和預期的長期可靠性（健康狀態）。 電池控制和通信功能可報告運行狀態并支持遠程控制。 逆變器/變壓器將直流 (DC) 電池電力轉換為交流 (AC) 電力，并將 BESS 連接到電網。 在連接這些 BESS 模塊時，關鍵性能因素包括： · 高功率和信號密度 · 易于現場安裝 · 在惡劣和苛刻環境下的高可靠性 連接母線 對于高功率密度電池系統解決方案，設計人員可以使用 BarKlip BK200 電纜組件，它能在母線、電纜和電路板之間的每個觸頭分配高達 200 A 的電流（圖 2）。每個端口的最大電阻為 0.20 mΩ，因此其效率非常高。該電纜組件可與系統機架條和 3.00 mm 厚銅條進行直接插拔式連接，便于安裝。14 根懸臂梁構成一條柔性彈簧，可根據母線對齊和表面處理的變化進行調整，從而實現高可靠性。
圖 2：BarKlip BK200 電纜組件可為電池系統互連的每個觸頭分配高達 200 A 的電流。（圖片來源：Amphenol） 逆變器連接器 PwrBlade+ 交流和直流配電連接器系統適用于需要更高線性電流密度和低功率損耗的應用，非常適合電池充電器和逆變器（圖 3）。它支持每線性英寸高達 192 A 的電流，具有 8 個相鄰大功率觸頭，接觸電阻 ≤0.7 mΩ。這種連接器還包括低功率和信號觸頭，以便構成完整解決方案。
圖 3：電池充電器和逆變器可以使用 PwrBlade+ 交流和直流配電連接器。（圖片來源：Amphenol） BMS 互連 在集成 BMS 系統時，可以使用 CoolPower Slim Drawer（超薄抽屜）系列。每個引腳支持高達 60 A 的電流，壽命終止時的接觸電阻為 0.4 mΩ。它可以通過電源和信號觸點的各種組合以及安裝和端接選項進行配置（圖 4）。盲配、順序配接和熱插拔等特性對于 BMS 系統也很重要。舉例來說，編號為 DWRT424SV23690 的零件有 28 個插座，編號為 DWRT820PR233B2 的零件有 28 個引腳。
圖 4：CoolPower Slim Drawer 連接器適用于 BMS 集成。（圖片來源：Amphenol） ComboLock 系列是一種混合線對板連接器系統，可節省空間并簡化裝配和電纜管理，很適合用于小型 BESS 中的 BMS 互連。這種連接器有 5 至 19 個信號引腳和 2 至 8 個電源引腳，采用垂直和直角配置，表面貼裝端接（圖 5）。電源引腳能夠承載高達 10 A 的電流。例如，編號為 10162688-207206CLF 的零件提供 8 個電源引腳和 7 個信號引腳，而編號為 10162688-205202CLF 的零件提供 2 個電源引腳和 5 個信號引腳。這些連接器具有主動閉鎖功能，可靠性高。
圖 5：小型 BESS 中的 BMS 可以使用 ComboLock 連接器。（圖片來源：Amphenol） 與外界連接 電源引腳間距 0.50 mm 的浮動板對板連接器系統專為電池控制與通信模塊等應用而設計。這種緊湊型解決方案支持高達 10 Gb/s 的高速通信和 5 A 電源引腳（圖 6），非常適合電池控制與通信模塊等應用。編號為 B3221B7L111260E100 的插頭零件有 60 個位置（底部），而編號為 B3291B7L111260E100 的零件（頂部）有 60 個插口。為了增強可靠性和簡化裝配，這些連接器的工作溫度范圍為 -55°C 至 125°C，采用防錯配設計，具有易于配接的導向功能。
圖 6：B3221B7L111260E100（底部）和 B3291B7L111260E100（頂部）等浮動板對板連接器支持電池控制與通信模塊的電源和高速通信需求。（圖片來源：Amphenol） 總結 連接器在商用 BESS 的集成、簡化安裝和可靠運行方面發揮著關鍵作用。構建 BESS 所需的功能構件模塊多種多樣，設計人員需要選擇一系列互連器件來支持信號和功率在惡劣和苛刻的環境中高效經濟地傳輸。如本文所述，設計人員可以選用不同連接器來可靠地支持所需的高功率和信號密度。 |
