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來源：Digi-Key 作者：Jeff Shepard 為了促進(jìn)風(fēng)能和太陽能等可再生能源的使用和并網(wǎng)，我們需要商用電池儲能系統(tǒng) (BESS)。BESS 相當(dāng)復(fù)雜，包括大型電池、電池管理系統(tǒng)、電池控制和通信以及逆變器/變壓器。每個構(gòu)件模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(gòu)成商用 BESS 的模塊需要采用特定連接器解決方案，以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行。（圖片來源：Amphenol） 在本篇博客中，我將簡要回顧 BESS 的一些運(yùn)行優(yōu)勢和用于構(gòu)建 BESS 的模塊，并以 Amphenol 的連接器為例詳細(xì)介紹連接器的選擇。 BESS 的優(yōu)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(wǎng)之外，BESS 還能帶來經(jīng)濟(jì)利益，包括： 需量電費(fèi)管理：許多設(shè)施需要根據(jù)高峰用電量支付需量電費(fèi)。使用 BESS 可降低高峰能耗，能源總支出可減少多達(dá) 70%1。 負(fù)載轉(zhuǎn)移：可以使用軟件算法來分析能耗模式，并與分時電價進(jìn)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(dú)的不間斷電源系統(tǒng) (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(xué)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(jī)架等系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)。 電池管理系統(tǒng) (BMS) 確保以最佳速度充電和放電，監(jiān)控溫度，并估算電池的即時就緒狀態(tài)（充電狀態(tài)）和預(yù)期的長期可靠性（健康狀態(tài)）。 電池控制和通信功能可報告運(yùn)行狀態(tài)并支持遠(yuǎn)程控制。 逆變器/變壓器將直流 (DC) 電池電力轉(zhuǎn)換為交流 (AC) 電力，并將 BESS 連接到電網(wǎng)。 在連接這些 BESS 模塊時，關(guān)鍵性能因素包括： · 高功率和信號密度 · 易于現(xiàn)場安裝 · 在惡劣和苛刻環(huán)境下的高可靠性 連接母線 對于高功率密度電池系統(tǒng)解決方案，設(shè)計(jì)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(dá) 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(tǒng)機(jī)架條和 3.00 mm 厚銅條進(jìn)行直接插拔式連接，便于安裝。14 根懸臂梁構(gòu)成一條柔性彈簧，可根據(jù)母線對齊和表面處理的變化進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性。
圖 2：BarKlip BK200 電纜組件可為電池系統(tǒng)互連的每個觸頭分配高達(dá) 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(tǒng)適用于需要更高線性電流密度和低功率損耗的應(yīng)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(dá) 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(gòu)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(tǒng)時，可以使用 CoolPower Slim Drawer（超薄抽屜）系列。每個引腳支持高達(dá) 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(diǎn)的各種組合以及安裝和端接選項(xiàng)進(jìn)行配置（圖 4）。盲配、順序配接和熱插拔等特性對于 BMS 系統(tǒng)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(tǒng)，可節(jié)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(dá) 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(tǒng)專為電池控制與通信模塊等應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這種緊湊型解決方案支持高達(dá) 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(yīng)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(qiáng)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(shè)計(jì)，具有易于配接的導(dǎo)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(jié) 連接器在商用 BESS 的集成、簡化安裝和可靠運(yùn)行方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。構(gòu)建 BESS 所需的功能構(gòu)件模塊多種多樣，設(shè)計(jì)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(huán)境中高效經(jīng)濟(jì)地傳輸。如本文所述，設(shè)計(jì)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。 |
