حلول تخزين الطاقة بالبطاريات
الدعم الإلكتروني الذي يركز على الهندسة لأنظمة الطاقة المستدامة
تلعب أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) دورًا حاسمًا في البنية التحتية الحديثة للطاقة، مما يتيح استخدام الطاقة بكفاءة واستقرار الشبكة وتكامل الطاقة المتجددة. من التخزين السكني والتجاري إلى الشبكات الصغيرة على نطاق المرافق، تتطلب تصميمات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات موثوقية عالية وتحكمًا دقيقًا وتوافرًا طويل الأجل للمكونات.
شركة Shenzhen Lianxinbang (LXB Semicon Technology Co., Ltd. يدعم مشاريع تخزين الطاقة بالبطاريات من خلال توريد المكونات الإلكترونية المؤهلة وتوفير خبرات سلسلة التوريد المتوافقة مع متطلبات الهندسة والإنتاج في العالم الحقيقي.
نظام إدارة البطارية (BMS)
إن نظام إدارة أداء البطارية مسؤول عن ضمان التشغيل الآمن وزيادة السعة القابلة للاستخدام وإطالة عمر البطارية. الدوائر المتكاملة للواجهة الأمامية التناظرية عالية الدقة, دقة ADCs والدوائر المرجعية, وحدات MCU من فئة السيارات أو وحدات MCU الصناعية, و أجهزة عزل مناسبة لمجالات الجهد العالي. المكونات من ADI وTI وTI وMaxIM وMICROCHIP وNXP عادةً ما يتم اختيارها لهذه التطبيقات نظرًا لدقتها المثبتة وثباتها على المدى الطويل وتغطية التأهيل الواسعة.
مراقبة جهد الخلية ودرجة حرارتها
قياس التيار وعدّ الكولوم
منطق موازنة الخلايا والحماية
اكتشاف الأعطال وعزلها
البنية النموذجية لنظام BESS النموذجي
يدمج نظام تخزين الطاقة الكامل للبطارية أنظمة فرعية إلكترونية متعددة تعمل معاً في ظل ظروف كهربائية وبيئية قاسية.
تشمل كتل النظام الأساسية ما يلي:
حزم البطاريات (Li-ion أو LFP أو غيرها من المواد الكيميائية)
نظام إدارة البطارية (BMS)
نظام تحويل الطاقة (PCS)
نظام إدارة الطاقة (EMS)
واجهة الشبكة ووحدات الحماية
واجهات الاتصال والمراقبة
تقدم كل كتلة تحديات كهربائية وحرارية وموثوقية محددة يجب معالجتها على مستوى المكونات.
نظام تحويل الطاقة (PCS)
يربط نظام PCS نظام البطارية بالأحمال أو مصادر الطاقة المتجددة أو شبكة المرافق. تؤثر كفاءتها وموثوقيتها بشكل مباشر على أداء النظام وتكلفة التشغيل.
وظائف PCS النموذجية:
تحويل التيار المستمر/التناوب المستمر بين البطارية وناقل التيار المستمر
انعكاس التيار المستمر/التردد المتردد لتفاعل الشبكة
التحكم في تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه
فئات المكونات الرئيسية:
موصلات الطاقة MOSFETs و IGBTs
برامج تشغيل البوابات و الدوائر المتكاملة للحماية
مقومات وثنائيات عالية التيار العالي
أجهزة الاستشعار الحراري والتيار
ويوفر الموردون مثل INFINEON وON وVISHAY وNEXPERIA وDIODES أجهزة مصممة للتشغيل عالي الجهد والتيار العالي وطويل الأمد.
نظام إدارة الطاقة (EMS)
يعمل نظام إدارة الطاقة على مستوى النظام، حيث يقوم بتنسيق تدفق الطاقة واستخدام البطارية والتفاعل مع الشبكة بناءً على ظروف الوقت الفعلي.
وظائف EMS الأساسية:
إدارة حالة الشحن والحالة الصحية
التنبؤ بالأحمال وتحسينها
التحكم في توزيع الشبكة والتحكم في ذروة الذروة
تسجيل البيانات والمراقبة عن بُعد
المتطلبات الإلكترونية:
معالجات دقيقة موثوقة أو وحدات المعالجات الدقيقة أو وحدات المعالجة المركزية (MCU)
واجهات الاتصال (CAN، RS485، Ethernet)
دعم الذاكرة الآمنة وسلامة البيانات
في الأنظمة الأكبر حجمًا، غالبًا ما تُستخدم FPGAs من XILINX أو ALTERA للمعالجة في الوقت الحقيقي وتجميع الواجهة.
دور شركة LXB Semicon في مشاريع BESS
مع أكثر من عشر سنوات من الخبرة في هذا المجال، توفر LXB Semicon:
إمكانية الوصول إلى العلامات التجارية الرائدة في مجال أشباه الموصلات بما في ذلك XILINX وADI وTI وTI وINFINEON وNXP وON وMICROCHIP وغيرها
دعم العينة والتشغيل التجريبي لمراحل التطوير
فحص الجودة ومراقبة الوثائق
التنسيق اللوجستي لنشر المشروع على مستوى العالم
يدمج هيكلنا التنظيمي بين المبيعات والمشتريات وفحص الجودة وإدارة سلسلة التوريد، مما يتيح الدعم المنسق عبر دورة حياة المنتج بالكامل.
اعتبارات كفاءة الطاقة
وتتأثر كفاءة الطاقة في نظام BESS بالخسائر التراكمية عبر مراحل الاستشعار والتحويل والتحكم.
تشمل أولويات التصميم ما يلي:
أجهزة طاقة منخفضة Rds(on) وسريعة التبديل (Rds(on)) وأجهزة طاقة التبديل السريع
استشعار دقيق لمنع هوامش التصميم الزائدة
إدارة حرارية مُحسَّنة
دوائر احتياطية منخفضة الطاقة والمراقبة
إن الاختيار الدقيق للمكونات في مرحلة التصميم له تأثير ملموس على كفاءة النظام الإجمالية على مدى العمر التشغيلي للتركيب.
استقرار سلسلة التوريد وإدارة التقادم والتقادم
يقدم عمر الخدمة الطويل مخاطر تتعلق بتوافر المكونات وتغييرات دورة الحياة.
تشمل استراتيجيات التخفيف الرئيسية ما يلي:
استراتيجيات المكونات متعددة المصادر
الإحالات المرجعية التبادلية على مستوى BOM
الإشعار المسبق والتخطيط الاحتياطي
التتبع وفحص الجودة
تدعم LXB Semicon العملاء من خلال عمليات الشراء المنظمة، وفحص الجودة، وتخطيط التوريد بما يتماشى مع متطلبات نشر نظام BESS طويل الأجل.
LXB Semicon
الموثوقية والتأهيل والتوقعات مدى الحياة
من خلال الجمع بين توريد المكونات المؤهلة ودعم سلسلة التوريد الموجه نحو الهندسة، تساعد LXB Semicon مطوري ومصنعي أنظمة الأعمال التجارية المدمجة في الأعمال التجارية على تقديم أنظمة تعمل بشكل موثوق من النشر الأولي وحتى التشغيل طويل الأجل.
وعادةً ما يتم تصميم منشآت النظام الكهربائي الموزّع بالانبعاثات الثنائية البوصلة لمدة تتراوح بين 10 و20 سنة من التشغيل بأقل قدر من الصيانة. ومن ثم فإن موثوقية المكونات هي أحد الشواغل الهندسية الأساسية.
تعتمد العديد من تصاميم BESS أطر تأهيل تم تطويرها في الأصل لإلكترونيات السيارات، بما في ذلك:
AEC-Q100 - الدوائر المتكاملة
AEC-Q101 - أشباه الموصلات المنفصلة
AEC-Q200 - المكونات السلبية
على الرغم من أن هذه المعايير ليست إلزامية للأنظمة الثابتة، إلا أنها توفر خط أساس مثبت لتدوير درجة الحرارة والإجهاد الكهربائي والمتانة الميكانيكية.