Batterie-Energiespeicherlösungen
Technisch orientierte elektronische Unterstützung für nachhaltige Energiesysteme
Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Energieinfrastruktur und ermöglichen eine effiziente Energienutzung, Netzstabilität und die Integration erneuerbarer Energien. Von der Speicherung in Privathaushalten und Unternehmen bis hin zu Mikronetzen im Versorgungsbereich erfordern BESS-Konstruktionen hohe Zuverlässigkeit, präzise Steuerung und langfristige Verfügbarkeit der Komponenten.
Shenzhen Lianxinbang (LXB Semicon) Technology Co, Ltd. unterstützt Projekte zur Batteriespeicherung durch die Lieferung qualifizierter elektronischer Komponenten und die Bereitstellung von Fachwissen in der Lieferkette, das auf die realen technischen und Produktionsanforderungen abgestimmt ist.
Batterie-Management-System (BMS)
Das BMS ist für die Gewährleistung eines sicheren Betriebs, die Maximierung der nutzbaren Kapazität und die Verlängerung der Lebensdauer der Batterie verantwortlich.Typische BMS-Designs erfordern hochpräzise analoge Front-End-ICs, Präzisions-ADCs und Referenzschaltungen, MCUs für den Automobil- oder Industriebereich, und Isoliergeräte, die für Hochspannungsbereiche geeignet sind. Komponenten aus ADI, TI, MAXIM, MICROCHIP und NXP werden aufgrund ihrer bewährten Genauigkeit, Langzeitstabilität und breiten Qualifikationsabdeckung häufig für diese Anwendungen ausgewählt.
Überwachung von Zellspannung und -temperatur
Strommessung und Coulombzählung
Zellenausgleich und Schutzlogik
Fehlersuche und -isolierung
Typische BESS-Systemarchitektur
Ein komplettes Batterie-Energiespeichersystem umfasst mehrere elektronische Teilsysteme, die unter rauen elektrischen und Umweltbedingungen zusammenarbeiten.
Zu den wichtigsten Systemblöcken gehören:
Akkupacks (Li-Ion, LFP oder andere chemische Systeme)
Batterie-Management-System (BMS)
Energieumwandlungssystem (PCS)
Energiemanagementsystem (EMS)
Netzschnittstelle und Schutzmodule
Kommunikations- und Überwachungsschnittstellen
Jeder Block bringt spezifische elektrische, thermische und zuverlässige Herausforderungen mit sich, die auf Komponentenebene gelöst werden müssen.
Energieumwandlungssystem (PCS)
Das PCS verbindet das Batteriesystem mit Verbrauchern, erneuerbaren Energien oder dem Stromnetz. Seine Effizienz und Zuverlässigkeit wirken sich direkt auf die Systemleistung und die Betriebskosten aus.
Typische PCS-Funktionen:
DC/DC-Wandlung zwischen Batterie und DC-Bus
DC/AC-Invertierung für Netzinteraktion
Bidirektionale Leistungsflusskontrolle
Kategorien von Schlüsselkomponenten:
Leistungs-MOSFETs und IGBTs
Gate-Treiber und Schutz-ICs
Hochstromgleichrichter und Dioden
Wärme- und Strommessgeräte
Anbieter wie INFINEON, ON, VISHAY, NEXPERIA und DIODES bieten Bauelemente an, die für hohe Spannungen, hohe Ströme und eine lange Betriebsdauer ausgelegt sind.
Energiemanagementsystem (EMS)
Das EMS arbeitet auf der Systemebene und koordiniert den Stromfluss, die Batterienutzung und die Netzinteraktion auf der Grundlage der Echtzeitbedingungen.
Kernfunktionen des UMS:
Verwaltung des Ladezustands und des Gesundheitszustands
Lastprognose und Optimierung
Netzeinspeisung und Peak-Shaving-Steuerung
Datenerfassung und Fernüberwachung
Elektronische Anforderungen:
Zuverlässige Mikroprozessoren oder MCUs
Kommunikationsschnittstellen (CAN, RS485, Ethernet)
Unterstützung für sicheren Speicher und Datenintegrität
In größeren Systemen werden häufig FPGAs von XILINX oder ALTERA für die Echtzeitverarbeitung und Schnittstellenaggregation eingesetzt.
Die Rolle von LXB Semicon bei BESS-Projekten
Mit mehr als einem Jahrzehnt Branchenerfahrung bietet LXB Semicon:
Zugang zu führenden Halbleitermarken wie XILINX, ADI, TI, INFINEON, NXP, ON, MICROCHIP und anderen
Muster und Pilotversuche für Entwicklungsphasen
Qualitätsprüfung und Dokumentationskontrolle
Koordinierung der Logistik für den globalen Projekteinsatz
Unsere Organisationsstruktur integriert Vertrieb, Einkauf, Qualitätskontrolle und Lieferkettenmanagement und ermöglicht so eine koordinierte Unterstützung über den gesamten Produktlebenszyklus.
Überlegungen zur Energieeffizienz
Die Energieeffizienz von BESS wird durch die kumulierten Verluste in den Erfassungs-, Umwandlungs- und Steuerungsphasen beeinflusst.
Zu den gestalterischen Prioritäten gehören:
Niedrige Rds(on) und schnell schaltende Leistungsgeräte
Genaue Messung zur Vermeidung von Überschreitungen der Auslegungsspielräume
Optimiertes Wärmemanagement
Stromsparende Standby- und Überwachungsschaltungen
Die sorgfältige Auswahl der Komponenten in der Planungsphase hat einen messbaren Einfluss auf die Gesamteffizienz des Systems während der Betriebsdauer der Anlage.
Stabilität der Lieferkette und Obsoleszenzmanagement
Eine lange Nutzungsdauer birgt Risiken in Bezug auf die Verfügbarkeit von Komponenten und Änderungen im Lebenszyklus.
Zu den wichtigsten Minderungsstrategien gehören:
Multi-Source-Komponentenstrategien
Querverweise auf Stücklistenebene
Vorankündigung und Pufferplanung
Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle
LXB Semicon unterstützt seine Kunden mit strukturierten Beschaffungsprozessen, Qualitätsprüfungen und einer auf die langfristigen Anforderungen des BESS-Einsatzes abgestimmten Lieferplanung.
LXB Halbleiter
Zuverlässigkeit, Qualifizierung und Lebensdauererwartungen
Durch die Kombination von qualifizierter Komponentenbeschaffung und ingenieursorientierter Unterstützung der Lieferkette hilft LXB Semicon Entwicklern und Herstellern von BESS, Systeme zu liefern, die von der ersten Inbetriebnahme bis zum langfristigen Betrieb zuverlässig funktionieren.
BESS-Anlagen sind in der Regel für einen Betrieb von 10-20 Jahren bei minimaler Wartung ausgelegt. Die Zuverlässigkeit der Komponenten ist daher ein Hauptanliegen der Ingenieure.
Viele BESS-Designs verwenden Qualifikationsrahmen, die ursprünglich für die Automobilelektronik entwickelt wurden:
AEC-Q100 - Integrierte Schaltungen
AEC-Q101 - Diskrete Halbleiter
AEC-Q200 - Passive Komponenten
Diese Normen sind zwar für stationäre Systeme nicht zwingend vorgeschrieben, bieten jedoch eine bewährte Grundlage für Temperaturwechsel, elektrische Belastung und mechanische Robustheit.