電池簇短路電流計算

電池簇匯流柜短路電流計算書最大電流計算：電池簇由14個電池箱串聯(lián)組成。電池箱集成15個LF280K電芯，成組方式為1P15S。則電池簇的串并方式為1P210S，充放電電壓范圍為564V?765V。按照額定P(100kW)的恒功率充放電方式，電池簇的額定充放電電流為140A。系2統(tǒng)放電末端，放電功率不變，電池電壓下降，電流增大。當(dāng)電池組端電壓U下min降至截止電壓564V時，電池系統(tǒng)的電流最大。最大電流值I如下。maxI=P/U=100kW/564VX100~177Amaxmin考慮PCS可能出現(xiàn)1.1倍過載，則最大電流約為195A。電池系統(tǒng)7簇并聯(lián)最大總電流約為1365A。短路電流計算：LF280K電芯單體內(nèi)阻為0.25mQ,電池簇由n(210)顆單體電芯串聯(lián)組成，則電池簇的電池內(nèi)阻R阻值計算如下。CR=0.25mQXn=0.25mQX210~52.5mQC電池簇的內(nèi)阻除了電芯本身的內(nèi)阻值外，還包含運行過程中的極化內(nèi)阻、銅鋁排連接等連接件內(nèi)阻、過流器件接觸電阻等。以上因素歸攏為一個內(nèi)阻系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗值，系數(shù)值取1.4。故電池簇的內(nèi)阻值R計算如下。R=RX1.4=52.5mQX1.4~73.5mQC電池簇的實測內(nèi)阻值在70mQ到100mQ之間，與理論計算值相吻合。電池簇外部短路時，整個直流回路的電勢等于電池簇的組端電壓。直流回路的內(nèi)阻為電池簇的內(nèi)阻加外部線路的內(nèi)阻。外部線路的內(nèi)阻較小，一般可忽略不計。則整個回路的電阻等效為電池簇的內(nèi)阻，電池簇短路電流值I計算如下。sI=U/R=720VF73.5X10-3Q~9796As儲能直流系統(tǒng)為7簇電池并聯(lián)，假設(shè)短路點位于電池簇的匯流輸出端。每簇電池的內(nèi)阻值可視為相同，則根據(jù)并聯(lián)電阻的阻值計算公式，儲能直流系統(tǒng)的短路R計算如下。sR=R/7=73.5^7mQ~10.5mQs多簇并聯(lián)的儲能直流系統(tǒng)總電壓值與電池簇的組端電壓值相同。則直流系統(tǒng)短路點處的短路電流I'計算如下。s

I'=U/R=720VF10.5X10-3QX1000~68kAs根據(jù)以上計算，電池簇和直流系統(tǒng)的理論短路電流分別為9.7kA和68kA。直流系統(tǒng)保護方案：直流系統(tǒng)保護元器件主要是熔斷器、接觸器和斷路器。其中接觸器用于電池管理系統(tǒng)的主動控制，斷路器用于系統(tǒng)過載的別動保護，而短路保護主要由主要是熔斷器執(zhí)行。接觸器能夠安全承受的最大電流一般低于電池的短路電流，即在短路的情況下，短路電流沖擊容易損壞接觸器。故熔斷器應(yīng)該在短路電流達到接觸器的極限承載電流前熔斷，保證接觸器承受的電流大小或時間在安全的閥值內(nèi)。直流系統(tǒng)選擇的1000V/250A接觸器，其極限安全電流為2000A。為保證接觸器的安全，熔斷器在電流達到2000A時，其熔斷的時間應(yīng)小于接觸器耐受極限電流的時間。直流系統(tǒng)選擇的1000V/250A斷路器短路保護瞬時脫扣電流I為2500A，即i短路電流超過2500A后，斷路器能夠分?jǐn)啾Ｗo。但短路沖擊電流容易造成斷路器觸頭損壞，無法繼續(xù)使用。因此，一般由熔斷器在斷路器分?jǐn)嘀叭蹟?，熔斷器熔斷時間快于斷路器脫扣保護的時間。綜合以上分析，直流斷路器選擇規(guī)格為1000V/250A，極限短路分?jǐn)嗄芰?0kA,直熔斷器規(guī)格為1000V/400A，短路分?jǐn)嗄芰?00kA。直流斷路器、接觸器、熔斷器的時間-電流曲線分別如下。斷路器時間-電流曲線

斷路器時間-電流曲線250300 400500負(fù)載電流(A)1000120030份｝10—60(500A)持續(xù)電流14400t10000^1000H100^IQton0.01T0.001H0.0001-1g101,000100100,00010,00010 50 100 200接觸器時間-電流曲線250300 400500負(fù)載電流(A)1000120030份｝10—60(500A)持續(xù)電流14400t10000^1000H100^IQton0.01T0.001H0.0001-1g101,000100100,00010,00010 50 100 200接觸器時間-電流曲線時間-電流曲線6502000負(fù)載電流(A)T0000^T8000^Prospectivecurrent(ARMS)熔斷器器時間-電流曲線通過斷路器和熔斷器的曲線特性可知，在2500A的短路電流條件下，斷路器和熔斷器動作的時間分別為0.02s和0.015s，熔斷器的熔斷時間快于斷路器的分短時間，滿足系統(tǒng)保護要求。而通過接觸器與熔斷器的曲線可知，在2000A的短路電流條件下，接觸器與熔斷器的動作時間分別為18s和10s，熔斷器的熔斷時間快于接觸器的極限承受時間，滿足系統(tǒng)保護要求。直流系統(tǒng)7簇（可增加一簇）電池匯流后，總輸出回路配置1臺100