LFPバッテリー屋内キャビネットの構成と電気安全要件

リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、自己放電率が低く、メモリ効果がないこと、環境に優しいなどの利点があるため、インテリジェントマイクログリッド、風力、太陽光発電、電気自動車などの新エネルギー分野で広く使用されています。

LFP バッテリー屋内キャビネットは、電力出力と範囲を向上させるために開発されました。

以下は、LFP バッテリー屋内キャビネットの構成と電気安全要件のサンプル紹介です。

LFPバッテリー屋内キャビネットの構成

LFP バッテリー屋内システムの 1 つのバッテリー キャビネットは、通常、図 2 に示すように、複数のバッテリー パックと高電圧ボックスで構成されます。バッテリー パックと高電圧ボックスは通常、設置とメンテナンスを容易にするために引き出しとして設計されています。バッテリー パックには通常、1 つ以上のバッテリー モジュールと、バッテリー パック内のセルの電圧と温度を収集してバッテリー制御ユニットにアップロードする役割を担うバッテリー監視ユニットが含まれます。高電圧ボックスには通常、バッテリー制御ユニット、高電圧絶縁検出ユニット、電流センサー、ヒューズ、プリチャージ抵抗、接触器、回路遮断器などの高電圧コンポーネントが含まれます。これは、LFP バッテリー屋内キャビネット全体のパラメーターのリアルタイム監視、障害診断、電気的保護、SOC/SOH 推定、絶縁テスト、データ ロギング、および CAN および Ethernet 通信によるエネルギー貯蔵コンバータおよびエネルギー監視システムとのやり取りを担当します。

注目すべきは

（１）電池制御ユニット、電池監視ユニットおよび高電圧絶縁検出ユニットは、独立して構成されてもよいし、単一の回路基板上に統合されて完全な電池管理システムを形成してもよい。

（2）現在のバッテリー管理システムは、2レベルアーキテクチャと3レベルアーキテクチャに分けられます。一般的に、単一のバッテリーキャビネットには2レベルアーキテクチャのみが必要ですが、並列に使用される複数のバッテリーキャビネットには、3レベルアーキテクチャ（つまり、バッテリー制御ユニットと上位レベルのバッテリー制御モジュール）を使用する必要があります。

LFPバッテリー屋内キャビネットの電気安全要件

情報技術機器やパワーエレクトロニクスと同様に、LFP バッテリー屋内キャビネットの電気安全設計は、まずシステム電圧、サージ電圧、一時的な過電圧、および製品が使用される環境の汚染レベルに基づいて、さまざまな絶縁ライン間の必要な電気的クリアランスと沿面距離、および使用される絶縁材料の必要な絶縁抵抗と絶縁強度を確認する必要があります。

GB/T 36276-2018「電気エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池」は、システムの絶縁耐電圧レベルのみを定義しており、GB/T 34131「電気化学エネルギー貯蔵発電所用リチウムイオン電池管理システムの技術仕様」も、電池管理システムが満たすべき絶縁耐電圧レベルのみを定義しており、構造、電気、ハードウェア設計が遵守すべき電気的クリアランスと沿面距離については詳しく説明していません。

NB/T 42091-2016「電気化学エネルギー貯蔵発電所向けリチウムイオン電池の技術仕様」では、電気的クリアランスと沿面距離の要件が追加されていますが、高度と環境汚染レベルに基づいて電気的クリアランスと沿面距離を修正する方法については説明されていません。

UL 1973:2018 および UL60950-1:2007 は上記の要件を完全にカバーしており、バッテリーが伝導によってグリッドに接続されているかどうかに関するさまざまな要件も規定しています。

したがって、国家基準および業界基準が改善されるまで、顧客の要件が満たされることを条件に、LFP バッテリー屋内キャビネットの電気安全設計は、開発者が関連する UL 基準を参照して実装することをお勧めします。

LFP バッテリー屋内キャビネットについてさらにアイデアがある場合は、ぜひ話し合いましょう。