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來(lái)源：Digi-Key 作者：Jeff Shepard 為了促進(jìn)風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的使用和并網(wǎng)，我們需要商用電池儲(chǔ)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(gè)構(gòu)件模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于 BESS 的整體效率和可靠性都很重要，但這還不夠。每個(gè)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(lèi)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(gè)系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行。（圖片來(lái)源：Amphenol） 在本篇博客中，我將簡(jiǎn)要回顧 BESS 的一些運(yùn)行優(yōu)勢(shì)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(shì) 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(lái)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(lái)分析能耗模式，并與分時(shí)電價(jià)進(jìn)行比較，從而確定在用電成本最高的時(shí)段釋出 BESS 電力的最佳時(shí)間。 備用電源：停電的代價(jià)可能很高昂，而有了 BESS 的話(huà)，就無(wú)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(shí)需要考慮其化學(xué)特性，以支持所界定的儲(chǔ)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(shí)就緒狀態(tài)（充電狀態(tài)）和預(yù)期的長(zhǎng)期可靠性（健康狀態(tài)）。 電池控制和通信功能可報(bào)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(shí)，關(guān)鍵性能因素包括： · 高功率和信號(hào)密度 · 易于現(xiàn)場(chǎng)安裝 · 在惡劣和苛刻環(huán)境下的高可靠性 連接母線 對(duì)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(gè)觸頭分配高達(dá) 200 A 的電流（圖 2）。每個(gè)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(duì)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(gè)觸頭分配高達(dá) 200 A 的電流。（圖片來(lái)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(gè)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(hào)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(lái)源：Amphenol） BMS 互連 在集成 BMS 系統(tǒng)時(shí)，可以使用 CoolPower Slim Drawer（超薄抽屜）系列。每個(gè)引腳支持高達(dá) 60 A 的電流，壽命終止時(shí)的接觸電阻為 0.4 mΩ。它可以通過(guò)電源和信號(hào)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(duì)于 BMS 系統(tǒng)也很重要。舉例來(lái)說(shuō)，編號(hào)為 DWRT424SV23690 的零件有 28 個(gè)插座，編號(hào)為 DWRT820PR233B2 的零件有 28 個(gè)引腳。
圖 4：CoolPower Slim Drawer 連接器適用于 BMS 集成。（圖片來(lái)源：Amphenol） ComboLock 系列是一種混合線對(duì)板連接器系統(tǒng)，可節(jié)省空間并簡(jiǎn)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(gè)信號(hào)引腳和 2 至 8 個(gè)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(hào)為 10162688-207206CLF 的零件提供 8 個(gè)電源引腳和 7 個(gè)信號(hào)引腳，而編號(hào)為 10162688-205202CLF 的零件提供 2 個(gè)電源引腳和 5 個(gè)信號(hào)引腳。這些連接器具有主動(dòng)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(lái)源：Amphenol） 與外界連接 電源引腳間距 0.50 mm 的浮動(dòng)板對(duì)板連接器系統(tǒng)專(zhuān)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(hào)為 B3221B7L111260E100 的插頭零件有 60 個(gè)位置（底部），而編號(hào)為 B3291B7L111260E100 的零件（頂部）有 60 個(gè)插口。為了增強(qiáng)可靠性和簡(jiǎn)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(cuò)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(dòng)板對(duì)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(lái)源：Amphenol） 總結(jié) 連接器在商用 BESS 的集成、簡(jiǎn)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(lái)支持信號(hào)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(lái)可靠地支持所需的高功率和信號(hào)密度。 |
