DéiMuecht Konversioun System(PCS) ass den Interface tëscht der Batterie an dem Stroumnetz oder AC Belaaschtung. Et bestëmmt net nëmmen d'Kraaftqualitéit an d'dynamesch Charakteristike vum Ausgang vum Batterieenergielagersystem, awer beaflosst och d'Sécherheet an d'Liewensdauer vun der Batterie wesentlech. Baséierend op Circuittopologie an Transformatorkonfiguratioun kënnen d'Basistypen vu PCS a Kraaft-Frequenzstep-Up-Typ an Héich-direkte-Verbindungstyp opgedeelt ginn, wéi an der Figur gewisen.
De Moment ass de Spannungsniveau vu konventionelle Batteriecluster net méi wéi 1500V, an et gëtt e gewësse Schwankungsbereich ofhängeg vum Ladungszoustand (SOC). Dofir, fir un d'Spannungsfuerderunge vu verschiddene Stroumnetz oder Lasten unzepassen, gëtt e Stroumfrequenztransformator dacks op der AC Säit vum PCS (Power Conversion System) konfiguréiert. Dëst erreecht net nëmmen AC Spannung Boost oder Regulatioun, mee erlaabt och d'Schafung vun engem dräi-Phase véier-Drot System an aus-Gittersystemer fir eenzel-Phase Lasten ze liwweren. Ausserdeem verbessert et de Schutz an d'elektromagnetesch Kompatibilitéitsënnerdréckung vum Energiespeichersystem.
Baséierend op der Unzuel vun de Stufen, kënnen d'Muechtfrequenz Schrëtt-up Typ PCS an eenzel-stufe an duebel-stufe Topologien opgedeelt ginn.
D'Kraaft-Frequenzstep-up Single-Stuf PCS bitt héich Effizienz an eng einfach Struktur; awer, et leiden aus niddereg Batterie Muecht a limitéiert Flexibilitéit an Volt Auswiel. Ausserdeem kann e Kuerzschaltungsfehler op der DC Säit vum PCS ganz einfach zu engem grousse Stroumschlag am Batteriepack féieren, wat e wesentleche Risiko duerstellt. Single-Stuf PCS kënnen och an zwee-Niveau, dräi-Niveau oder Multi-Niveau Systemer klasséiert ginn op Basis vum Ausgangsspannungsniveau. Wéi d'Zuel vun den Niveauen eropgeet, kann den DC Spannungsniveau an d'Ausgabkraaftqualitéit vum PCS weider verbessert ginn, wéi an der Figur gewisen.
D'Kraaft-Frequenz Boost-Typ zwee-Stuf PCS, wéi an der Figur 2-22 gewisen, ass mat engem bidirektionalen DC/DC Konverter um Batterieingangsterminal konfiguréiert, wat d'Batteriepackkapazitéit erhéicht an d'Flexibilitéit vun der Spannungsauswiel verbessert, an onofhängeg Kontroll vu multiple Batteriepacken erreechen kann. Wéi och ëmmer, et huet héich Käschten, relativ komplex Kontroll a geréng Effizienz. Baséierend op de verschiddene Strukture vum DC/DC Konverter kënnen déi zwee-Stuf PCS an net-isoléiert an isoléiert Typen opgedeelt ginn. Déi isoléiert Zwee-Stuf PCS kënnen de Spannungstransformatiounsverhältnis weider verbesseren an huet méi breet Batteriespannungsadaptabilitéit, awer den Design vun engem groussen -Kapazitéit isoléierten héije -Boost Verhältnis bidirektionalen DC/DC Konverter stellt bedeitend technesch Erausfuerderunge vir. D'Haaptschwieregkeeten enthalen Héichspannungstransformatordesign, Systemisolatioun, Phaseverschiebung oder Serieresonanz Softschaltung, an Héichkraaftdicht Design.
Fir Lithium-Ionbatterien, déi allgemeng a grouss-Kapazitéit Energiespeichersystemer benotzt ginn, variéiert d'Ausgangsspannung net wesentlech wann de Ladungszoustand (SOC) am Beräich vun 15% bis 85% ass. Dofir benotzen déi meescht grouss-Kapazitéit Energielagerungssystemer déi momentan a mengem Land benotzt ginn en eenzegen-Stuf Power Conversion System (PCS). Wéi och ëmmer, wéi d'DC Spannung op 1500V kënnt, ginn dräi -Topologiestrukturen ëmmer méi ugeholl. En 1500V Batterie Energielagerungssystem reduzéiert den erfuerderleche Foussofdrock an d'Benotzung vun elektreschen Ausrüstung wéi Schalterboxen an DC Kabelen, sou datt d'Systemkäschte zu engem gewësse Mooss senken. Wéi och ëmmer, wéinst der kuerzer Distanz tëscht der Batterie an dem PCS, bitt et net déi bedeitend Reduktioun vun DC Transmissiounsverloschter, déi a grousse -Skala Photovoltaik Kraaftwierker gesi ginn. Ausserdeem stellt et méi héich Leeschtungsfuerderunge fir Komponenten wéi bidirektional DC Circuit Breaker a bidirektional DC Kontaktoren. D'elektresch Sécherheet a Schutz Design vum DC Circuit ass eng Kär Erausfuerderung an der Ëmsetzung vun dësem System.
Fir d'Applikatioun vun ultra-grouss-Skala Batterieenergiespäicherkraaftstatiounen z'erméiglechen, an d'Parallelverbindung vun ze vill Batteriepäck ze vermeiden, wéi och d'Verloschter ze vermeiden, déi duerch Stroumfrequenztransformatoren verursaacht ginn a Käschten ze reduzéieren, ass héich-direkt-verbonne PCS mat enger modulärer Kaskadestruktur zu enger grousser Fuerschungsrichtung ginn. Ähnlech wéi Kraaftfrequenz Schrëtt-up PCS, héich-direkt-verbonne PCS kënnen och an eenzel-stufe an zwee-stufe Topologien opgedeelt ginn no der Unzuel vun de Stroumkonversiounsstadien.
Déi kaskadéiert Single-Stuf PCS kënnen Héichspannung ouni Kraaftfrequenztransformator ausginn, direkt un d'Héich-Spannungsnetz verbannen, sou datt et gëeegent ass fir ultra-grouss-Energielagerungssystemer ze bauen. D'kaskadéiert Struktur erreecht Multi-Niveau Output, suergt fir niddereg Ausgangsspannungsharmonie souguer mat nidderegen Schaltfrequenzen an eenzel Moduler, sou datt d'Schaltverloschter reduzéiert ginn. Wéi och ëmmer, de kaskadéierten eenzegen-stufe PCS erfuerdert géigesäiteg Isolatioun op der DC Säit, wat zu héijen Isolatiounsstress fir niddereg Ausgangsspannungen resultéiert, wat e speziellen Design erfuerdert. Et gi gemeinsame-Modus Stroumweeër tëscht all Batteriepack an dem Buedem, déi Léisunge fir gemeinsame-Modus Stroumënnerdréckung erfuerderen.
D'Laascht- an Entladungsstroum vun de Batteriepäck enthalen zweet -harmonesch Ripple, déi den aktuellen Wee vun der Batterie negativ beaflosst an d'Käschte erhéicht. Kaskadéiert Single-Stage PCSs kënnen haaptsächlech an H-Bréck kaskadéiert a modulare Multilevel Converter (MMC) kaskaded Typen opgedeelt ginn, wéi an der Figur gewisen.
Insgesamt ass Héich-Direkt Spannung-Verbindung PCS (Power Conversion System) eng Schlësselléisung fir d'Sécherheets- an Effizienz Erausfuerderungen unzegoen, déi duerch déi ultra-grouss Kapazitéit vun Energiespeichersystemer entstoen. Wéi och ëmmer, et stellt héich Isolatiounsufuerderunge souwuel um Batteriepack wéi och den isoléierten DC / DC Konverter, wat seng verbreet Adoptioun an Uwendung limitéiert. Ausserdeem ginn et Erausfuerderungen am konzentréierte Stacking, elektresch Verbindung, a Sécherheetsdesign vun ultra- grouss Kapazitéit Batteriesystemer.