低電圧-対高電圧-の並列パラダイム
住宅用または小規模な用途では、-48Vバッテリーシステムは業界標準です。それらの並列ロジックは比較的単純です。電圧が低く一定に保たれるため、モジュールを追加すると (多くの場合最大 15 グループ)、主に総容量と電流が増加します。
しかし、高電圧バッテリー-(通常は 600V ～ 1500V) は、高効率と低い伝送損失を達成するために、多くのセルを直列に接続することによって構築されます。これらの高電圧ストリングを並列接続しようとすると、複雑さが指数関数的に増大します。-
HV並列接続の技術的ハードル
高電圧並列接続の主な課題は、{0}文字列の不一致。時間の経過とともに、製造上のばらつきや不均一な温度分布により、バッテリーストリングの内部抵抗や充電状態 (SoC) レベルが異なります。 5V の差さえある 2 つの HV ストリングをブリッジすると、「より強い」ストリングが制御されないレートで「より弱い」ストリングを充電します。
さらに、保護要件ははるかに厳格です。並列 HV セットアップでは、1 つのストリングが短絡した場合、他の並列ストリングはそのエネルギーを障害点に放出します。このため、すべてのストリングに高価な高-遮断-容量のヒューズと高度なコンタクタが必要になります。複数のマスター BMS ユニット間の通信を管理して充電と放電の同期を確保すると、多くの標準システムでは処理できないソフトウェアの複雑さの層も追加されます。
今後の方向性: DC/DC 変換と文字列レベル制御-
これらの障壁を克服するために、C&I ストレージ業界は次のような方向に向かっています。ストリング-レベルのパワーエレクトロニクス。各高電圧ストリングの終端にコンバータを配置することで、システムはバッテリーを共通の DC バスから「切り離す」ことができます。{1}}これにより、電圧や SoC に関係なく、各ストリングが独立して動作できるようになります。
もう一つの有望な方向性は、モジュール式分散型インバーターアプローチ。この設定では、各バッテリー列が独自の小規模電力変換システム (PCS) に接続されています。-これにより、電力が AC 側で結合されるため、高電圧 DC 並列接続が完全に不要になります。-これらの技術が成熟するにつれて、C&I エネルギー貯蔵は、過去の厳格な高電圧アーキテクチャに比べて、より柔軟で安全になり、拡張がはるかに容易になることが期待されます。-