Las baterías de litio montadas en el bastidor de alto voltaje (generalmente se refieren a voltajes mayores o iguales a 300V) se han convertido en el portador de energía central en escenarios como centros de datos, almacenamiento de energía industrial y comercial y nuevos camiones de servicio {{1 1}}} debido a su alta densidad de energía y eficiencia de suministro de energía. Sin embargo, el alto voltaje también trae riesgos de seguridad, como la falla del aislamiento y la descarga de ARC. Los fabricantes globales han creado un sistema de seguridad de cadena completa de "multi - aislamiento de la capa+monitoreo activo+aislamiento de fallas" para controlar High - Riesgos de voltaje en un nivel extremadamente bajo, al tiempo que cumple con los estándares de seguridad para diferentes escenarios (como UL 1973, IEC 62133), que colocan una línea de defensa de seguridad sólida para el gran -}}}} Alto - baterías de litio de rejilla de voltaje.
1 Diseño de aislamiento de múltiples capas: bloqueando la transmisión de riesgos de alto voltaje
Plan de "protección de triple aislamiento" de China. Una cierta marca de 480V de alto - batería de litio montada en el estante de voltaje adopta un triple aislamiento de "nivel del sistema de nivel de módulo de nivel celular": la cubierta de la celda adopta una alta - voltaje resistente Ω), y la cubierta del sistema adopta 304 acero inoxidable (espesor de 2 mm) y está conectado a tierra (resistencia a tierra menor o igual a 4 Ω). Al mismo tiempo, el cable de voltaje alto - adopta una capa de aislamiento de caucho de silicona (resistencia a la temperatura -60 grados ~ 200 grados, espesor de aislamiento 5 mm) y terminales impermeables de aislamiento (nivel de protección IP68) en las juntas. En la prueba de voltaje de soporte de 1000V, el sistema no mostró descomposición ni fugas, y su rendimiento de aislamiento cumplió con los requisitos estrictos de los equipos de TI en los centros de datos. Después de ser aplicado en un centro de supercomputadora en Shanghai, no hubo accidentes de seguridad durante 3 años.
La tecnología compuesta de "aislamiento de espacio de aire+aislamiento sólido" en Europa. Una batería de litio montada en el bastidor de voltaje de 600V de alta altura en Alemania utiliza innovadoramente una combinación de "aislamiento de espacio de aire (espacio de aire 5 mm, voltaje de descomposición 3kv)+sólido - aislamiento de estado (encapsulación de resina epoxy, descomposición voltage 15kv/mm)": Un espacio de aire uniforme es un espacio de aire uniforme en el que se reserva el modulo dentro de la modulada de la interna, y el flujo de la superficie. Los nodos eléctricos clave están sellados con resina epoxi para formar una capa de aislamiento denso, evitando la degradación del aislamiento causada por la humedad y el polvo. Este diseño asegura que la resistencia al aislamiento del sistema permanezca mayor o igual a 10 ¹¹ Ω incluso en entornos duros con 85 grados y 85% de humedad, que es 10 veces mayor que las soluciones de aislamiento único tradicionales. La prueba de un proyecto de almacenamiento de energía comercial en Munich muestra que el sistema no ha experimentado fallas de aislamiento después de dos años consecutivos de alta temperatura y alta operación de humedad, con una confiabilidad del 99.99%.
2 Tecnología de monitoreo activo: Advertencia temprana de riesgos de alto voltaje
El sistema de "monitoreo de aislamiento distribuido" en los Estados Unidos. Un proyecto de almacenamiento de energía de la batería de litio montado en litio de 800V de alto en California en los sensores de monitoreo de aislamiento instalado de California (con una frecuencia de muestreo de 1kHz y una precisión de ± 1k Ω) en cada módulo, alto-} Voltage Bus e interfaz de carga y descarga para recolectar real {}}}}}}}}}}}} Tiempo de resistencia a los datos de resistencia. El controlador central utiliza el "Algoritmo de análisis de tendencias de resistencia a aislamiento" para impulsar inmediatamente la información de advertencia y reducir la velocidad de carga y descarga (de 1C a 0.5c) al detectar una disminución en la resistencia a aislamiento de 10 ¹² Ω a 10 ¹⁰ ω (umbral de advertencia); Si continúa disminuyendo a 10 ⁹ Ω (umbral de falla), corte el circuito de voltaje alto - para evitar la descarga de arco. Este sistema ha avanzado el tiempo de detección de fallas de aislamiento de la tradicional "después de la falla" a "30 días antes de la falla". Después de su aplicación en una determinada estación de energía de almacenamiento de energía, evitó con éxito dos accidentes de cortocircuito de voltaje de alto -} y redujo las pérdidas económicas reducidas en más de 5 millones de yuanes.
La tecnología de "monitoreo y supresión de arco de alto voltaje de China". En respuesta al riesgo de descarga de arco en escenarios de voltaje -}, una batería de litio montada en el bastidor de voltaje de 400V de alto -<1 μ s) and an "active arc extinguishing device": the sensor detects arc faults within 1 microsecond by detecting ultraviolet light (wavelength 200-400nm) generated by the arc; The arc extinguishing device immediately triggers the high-voltage vacuum contactor (breaking time<10ms), while releasing inert gas (nitrogen) to fill the arc channel, extinguishing the arc within 30 milliseconds. In the simulated high-voltage short-circuit test, this technology successfully cut off the circuit within 0.1 seconds of arc generation without causing equipment damage, which is 10 times higher than traditional fuse protection (response time>100ms) y adecuado para escenarios de fuente de alimentación de voltaje de alto - de voltaje de nuevos camiones de trabajo -.
3 Mecanismo de aislamiento de fallas: limitar el alcance de la difusión del riesgo
La arquitectura de "aislamiento de falla modular" en Europa. Una batería de litio de rejilla de voltaje de 500V de alto - en Alemania adopta un diseño "n +1 redundancia de la partición+aislamiento de partición": el sistema se divide en módulos independientes de acuerdo con 20kWh, y cada módulo está equipado con un alto {}}} Fuse de voltaje (calificado 100a) y un contactor; Cuando un módulo experimenta una falla de cortocircuito, el fusible se derretirá en 0.5 segundos, y el contactor también se desconectará, aislando el módulo defectuoso del sistema. Los módulos restantes aún pueden mantener una potencia de salida del 80%. Al mismo tiempo, el sistema se divide en tres zonas de fuego independientes (con firewalls con un límite de resistencia al fuego de 2 horas establecido en cada zona), y una falla en una zona no se extenderá a otras áreas. La aplicación en un centro de datos en Berlín muestra que este mecanismo de aislamiento controla el rango de impacto de las fallas dentro del 5%, y la disponibilidad del sistema alcanza el 99.99%, sin el tiempo de inactividad del servidor causado por la falla de la batería.
Esquema de "High - voltaje de aislamiento de fallas de conexión a tierra" de Japón. In response to high voltage grounding faults (accounting for 60% of high voltage faults), a 380V high voltage rack lithium battery has developed a "dual terminal grounding monitoring+selective tripping" system: by detecting the voltage difference between the positive and negative poles to ground (equal under normal conditions, deviation occurs during grounding), the location of the grounding fault is located (accuracy<1 meter); At the same time, based on the magnitude of the fault current (>500 mA es una falla grave,<100mA is a minor fault), selectively trigger the circuit breaker in the corresponding area - for serious faults, immediately trip and isolate, and for minor faults, reduce the rated operation and alarm. The test of a new energy heavy-duty truck charging station in Tokyo shows that the system can complete positioning and isolation within 1 second of a ground fault, avoiding the overall shutdown of the charging station caused by the expansion of the fault and ensuring the continuity of heavy-duty truck charging services.
El sistema de protección de seguridad de las baterías de litio montadas en el bastidor de voltaje alto - está cambiando de "defensa pasiva" a "inmunidad activa". En el futuro, con la aplicación de la predicción de fallas de IA (basada en datos como la resistencia y la temperatura del aislamiento para predecir los riesgos) y los electrolitos de estado sólidos - (para resolver completamente los problemas de aislamiento causados por el electrolitos), se alcanzará el objetivo final de los accidentes de seguridad de los voltajes de los electrolitos. Alto - baterías de litio de estante de voltaje en escenarios de voltaje extremo alto - como aeroespacial y profundo- exploración marina.