整个储能电源由电力转化单元,电力管理单元,电力存储单元,电力供给单元四部分组成。
1、电力转化单元:储能电源所存储的电能都由外界而来。外界的电能有很多种,市电网的电能,太阳能发电,风力发电,等等。
电力存储单元由电池组成,不是所有的电能都可存储,必须先把外界的电能转化为电池能存储的电能。电力转化单元就是把外界的电能转化为电力存储单元可用的电能的部件,比如充电器。
2、电力管理单元:主要是管理给电池充电、放电,容量的多少,强度的大小,温度的高低,主要是以电池的特性为标准,管理电能的测量、启、停,通、断。比如电池保护板,BMS电池管理系统。
3、电力存储单元:储能电源是不生产电能的,是存储电能的仓库,这个仓库由电池组成,可以是锂电池,铅酸电池,也可以是超级电容电池,这些电池都有各自的特点。
4、电力供给单元:储能电源的终极目的是把存储的电能,在需要的时间、需要的地点,取出供给用电电器使用。
由于电器的多样性,导致需要的电力的多样性,所以需要电力供电单元把存储的电力转化,然后供给各种电器使用。比如,逆变器,USB,点烟器,TYPE-C,都是电力供给单元。
在电力存储的过程中,电力存储单元是终点,途径电力管理单元;在电力供给的过程中,电力存储单元是起点,途径电力管理单元,在这充电、放电的过程中,电力存储单元和电力管理单元是交叉点,也是储能电源的核心。
电力管理单元、电力存储单元占用了储能电源的大部分成本。
户外电源能够将直流电通过逆变器转换为可供其他电器使用的交流电,同时还支持多种接口直流输出,给各种数码设备充电。
1.支撑防护结构:表面的外壳、内部缓冲和防护结构
2.输入输出控制模块:逆变模块、DC模块
3.电池包组建:电池包、BMS模块
户外电源组成
户外电源的充电方式有很多种,主要分为太阳能板充电(太阳能转直流充电)、市电充电(充电电路内置于户外电源中,交流转直流充电)、车载充电。
底部是产品铭牌参数贴纸,品牌:电小二、名称:户外电源400、电芯:锂离子动力电芯19.2Ah/21.6V(414.72Wh)、输入:直流25.2V/2.5A、DC输出:12V/10A(120WMAX)、USB输出:5V/2.1A*2(21WMAX)、AC(正弦波)输出:220V/1.3A,50Hz,持续300W,峰值500W、最大总输出:330W、工作温度:-10-40度、充电温度:0-40度。
电小二400外观黑色的外皮分离出来露出绿色的内壳。
背面可以看到风扇附近的绿色壳体四周涂上了黑漆,避免在外面看到绿色壳体不好看,风扇向内吹风,四个开孔对外排风。
主动散热使用了深圳华夏恒泰风扇,型号DA06025B24UP,直径为65mm,输入电压DC24V输入电流0.25A,6W功率的DC直流风扇。
内部俯视图,可以看到分成几个区域,左右侧面的接口面板部分、中间的逆变器部分、底部的电池组部分。
电池组使用12AWG超软耐高温硅胶线连接PCB,保证大电流传输能力。
电池组与户外电源绿色壳体之间四方形蜂窝结构面接触,提供足够的支撑力与抗冲击力,接触地方涂有固定胶避免滑动,电池组底部可以看到根温度探头直接伸入电池组内部测温。
照明电筒模块使用一体透镜搭配粉团LED,按钮底部带海绵垫减少旷量。
DC输入口铜质插头无磁吸反应,硅胶线飞线到PCB,一圈的焊点非常牢固。
220VAC输出口铜质插接件无磁吸反应,外表胶皮包裹避免触电。虽然是三脚插头,但只有火线零线两脚,无接地。
电池组保护板部分,电池采用六串结构,每一串都带有独立均衡。
6颗精工S8209A均衡IC,用于电池组单体电压平衡。
8颗SILIKRONSSF6808AMOS场效应管,用于电池组保护。
电池组上下都覆盖着一整块导热垫片,拉开垫片可以看到电池组使用了6串8并结构,一共48节18650锂电芯,单节容量2400mAh,看电池外皮颜色猜测可能是比克2400动力18650。镍带与18650正极之间使用青稞纸垫片增加绝缘,镍带点焊细节:每节焊点2+2十分牢固。电池组的温度监控是非常重要的,这里采用了两个温控开关加上NTC探头来做温度保护。
输入部分,滤波电感,40A车用保险丝,滤波电容,升压变压器。
正面共有7颗管子,散热片上面固定热敏电阻测温,避免过热。
两颗IR2103S半桥驱动器用来驱动4颗IGBT。
意法半导体ST32F030f4P6单片机,德仪TILM393双路差动比较器,8M晶振提供时钟,单片机内部分频输出高频驱动信号。
意法半导体STSG3525A,PWM控制芯片,用于初级升压。
4颗英飞凌IK15N60TIGBT,用于调制输出电压,生成正弦波交流输出,下方电阻电容为吸收元件。
STL7815CV+2颗IXYSIXTP80N10T。IXTP80N10T为升压管,将24V电池电压升压至高压供给逆变器全桥。
显示板上面有两路降压。
下方右侧是保险丝,两个XT60插座中间是电流取样电阻。
单色液晶屏幕,右边两大块导热胶垫把热量传递到壳体上。
电池组与PCB连接使用了XT60航模快拆插座,品牌为AMASS。接触电阻极小发热量低,最大支持100A电流传输,大电流使用的保证。
STM8S005单片机,用于屏幕显示及保护控制功能。
本文参考资料:储比特MARSTEK、环保储能、充电网、网络等
2021年全球电化学储能装机规模21.1 GW。其中,锂离子电池93.9%;铅蓄电池2.2%;钠基电池2.0%;液流电池1.2%;超级电容器0.2%;其它0.5%。到2025年,预计电化学储能增量将达到12GW/年,累计装机约40GW。在储能产业链中,各种电化学储能技术、新材料、先进制造设备、储能配套设施等都迎来了爆发式增长的机会。为促进储能产业行业交流,艾邦特建有“储能产业交流群”,欢迎业内人员加入。
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原文始发于微信公众号(艾邦储能与充电):不同于普通存储电源,户外电源的结构拆解分析