Los ensamblajes de PCB para sistemas de almacenamiento de energía permiten la conversión de energía bidireccional entre paquetes de baterías y redes de CA o paneles solares, implementando una gestión sofisticada de la energía, controles interactivos con la red y protección de la batería en instalaciones residenciales, comerciales y a gran escala. Estos ensamblajes integran electrónica de potencia, control digital, interfaces de comunicación y sistemas de seguridad que requieren fabricación de precisión y validación integral para soportar una vida útil operativa de 10 a 15 años.
En APTPCB, ofrecemos servicios especializados de ensamblaje de almacenamiento de energía que combinan la fabricación de electrónica de alta potencia, la integración de sistemas de control y pruebas validadas. Nuestras capacidades admiten inversores de batería, inversores híbridos y ESS interactivos con la red que sirven a diversas aplicaciones de almacenamiento de energía.
Implementación de electrónica de conversión de energía bidireccional
Los ensamblajes ESS deben convertir eficientemente la energía de CC de la batería a voltaje de CA de la red (descarga) y la energía de CA de la red a carga de CC de la batería (carga), manteniendo una eficiencia de ida y vuelta superior al 95%. La operación bidireccional requiere un diseño sofisticado de la etapa de potencia, algoritmos de control y circuitos de protección que gestionen el flujo de energía en ambas direcciones.
En APTPCB, nuestra experiencia en ensamblaje implementa electrónica de potencia bidireccional confiable.
Características clave de la conversión bidireccional
- Etapa de potencia síncrona: Conversión de potencia de cuatro cuadrantes utilizando puentes IGBT o MOSFET, lo que permite un flujo de potencia bidireccional eficiente con pérdidas de conmutación mínimas.
- Diseño de inductores y filtros: Ensamblaje llave en mano que implementa filtros de salida gestionando corrientes armónicas y logrando el cumplimiento de la calidad de la red eléctrica.
- Condensadores de bus de CC: Bancos de condensadores de alta tensión que proporcionan almacenamiento de energía y soportan transiciones rápidas de potencia durante los cambios de carga.
- Gestión térmica: Estrategias de disipación de calor que mantienen temperaturas de funcionamiento seguras durante el ciclo continuo de carga-descarga a la potencia nominal.
- Circuitos de accionamiento de puerta: Controladores de puerta de alta fiabilidad que aseguran una conmutación adecuada de IGBT/MOSFET y previenen fallos por cortocircuito o conducción cruzada.
- Implementación de protección: Protección contra sobrecorriente, sobretensión y cortocircuito que previene daños durante condiciones de falla o perturbaciones de la red.
Transferencia de energía de alta eficiencia
A través del ensamblaje de precisión y la validación de la calidad de las pruebas, APTPCB entrega electrónica de potencia que logra una eficiencia de conversión >97%, maximizando la capacidad de almacenamiento de energía utilizable.
Integración de la interfaz del sistema de gestión de baterías
Los conjuntos ESS se comunican con los sistemas de gestión de baterías (BMS) coordinando el estado de carga, los límites de voltaje, los límites de corriente y el estado de protección, asegurando un funcionamiento seguro de la batería y maximizando su vida útil. Una integración adecuada del BMS previene daños a la batería, eventos térmicos y la degradación prematura de la capacidad.
APTPCB implementa capacidades completas de interfaz BMS.
Características clave de la integración del BMS
- Comunicación por bus CAN: Interfaz CAN de alta fiabilidad que intercambia parámetros de la batería en tiempo real entre el BMS y el control de conversión de energía.
- Enclavamiento de seguridad: Enclavamientos de seguridad de hardware que apagan inmediatamente la conversión de energía al detectar una falla del BMS, previniendo condiciones peligrosas.
- Gestión de estados: Máquinas de estado coordinadas que gestionan las condiciones de carga, descarga, espera y falla basándose en los comandos del BMS y el estado de la red.
- Limitación de corriente: Ajuste dinámico del límite de corriente basado en la temperatura de la batería, el SOC y el estado de salud reportados por el BMS, manteniendo una operación segura.
- Regulación de voltaje: Control preciso del voltaje del bus de CC respetando los límites de voltaje de carga definidos por el BMS para diferentes químicas de batería y condiciones de operación.
- Coordinación de fallas: Manejo integral de fallas que coordina entre la electrónica de potencia, el BMS y la interfaz de red, asegurando secuencias de apagado seguras.
Integración segura de la batería
Mediante la implementación de interfaces BMS robustas a través de la programación de CI y pruebas validadas, APTPCB habilita ensamblajes ESS que protegen las inversiones en baterías y garantizan un funcionamiento seguro.
Provisión de control y cumplimiento interactivos con la red
Los sistemas ESS modernos proporcionan servicios de red avanzados —regulación de frecuencia, afeitado de picos, desplazamiento de carga, energía de respaldo— que requieren algoritmos de control sofisticados y el cumplimiento de los estándares de interconexión de red (IEEE 1547, UL 1741). Las capacidades interactivas con la red maximizan el valor del sistema al tiempo que garantizan la seguridad de la red eléctrica.
APTPCB fabrica ensamblajes con características interactivas completas con la red.
Capacidades clave de control de red
- Sincronización de red: Lazos de fase bloqueada de precisión que logran una sincronización rápida y estable con la tensión de red, permitiendo una transición fluida entre el funcionamiento conectado a la red y el funcionamiento aislado.
- Control del factor de potencia: Control de potencia activa y reactiva que proporciona servicios de corrección del factor de potencia y soporte de tensión a los operadores de red.
- Protección anti-isla: Detección rápida de isla que cumple con los requisitos IEEE 1547, evitando la energización de secciones de red aisladas durante cortes de servicio.
- Regulación de frecuencia/tensión: Ajuste automático de la potencia de salida en respuesta a desviaciones de frecuencia o tensión de la red, apoyando la estabilidad de la red.
- Protocolos de comunicación: Modbus, SunSpec o interfaces propietarias que permiten la agregación y el control por parte de los operadores de plantas de energía virtual (VPP).
- Actualización de firmware: Actualizaciones remotas de firmware que permiten nuevas funciones, cumplimiento de códigos de red y optimización del rendimiento después de la implementación.
Servicios de red avanzados
Mediante una sofisticada implementación de control y pruebas funcionales, APTPCB ofrece ensamblajes ESS que proporcionan valiosos servicios de red maximizando la economía del sistema.
Garantía de sistemas de seguridad y protección
Los sistemas de almacenamiento de energía requieren sistemas de seguridad integrales que protejan al personal, el equipo y la propiedad de peligros eléctricos, eventos térmicos y condiciones de falla. La implementación de protección multicapa garantiza un funcionamiento seguro en todos los modos operativos y escenarios de falla.
APTPCB implementa circuitos completos de seguridad y protección.
Implementación clave de seguridad
- Detección de fallas a tierra: Monitoreo de fallas a tierra de alta sensibilidad que detecta fallas de aislamiento, lo que permite un apagado rápido para prevenir riesgos de descarga eléctrica.
- Protección contra arcos eléctricos: Circuitos de detección de fallas de arco que identifican condiciones de arco peligrosas, lo que provoca una desconexión inmediata para prevenir riesgos de incendio.
- Monitorización térmica: Múltiples sensores de temperatura monitorizan la electrónica de potencia, la interfaz de la batería y la temperatura del gabinete, activando la protección en umbrales seguros.
- Protección contra sobrecorriente: Detección rápida de sobrecorriente que protege los semiconductores de potencia y la batería durante condiciones de cortocircuito o sobrecarga.
- Apagado de emergencia: Parada de emergencia por hardware que garantiza la desenergización completa del sistema independientemente del control por software.
- Certificación de seguridad: Procesos de fabricación y documentación que respaldan las certificaciones de seguridad UL 1741, UL 9540 y regionales.
Protección de seguridad multicapa
Al implementar sistemas de seguridad integrales e inspección de calidad, APTPCB entrega ensamblajes ESS que cumplen con los estrictos requisitos de seguridad para instalaciones residenciales y comerciales.
Ejecución de pruebas de sistema exhaustivas
La validación del almacenamiento de energía requiere probar la eficiencia de conversión de potencia, el cumplimiento de la red, la integración del BMS, los circuitos de protección y el rendimiento térmico en condiciones de funcionamiento realistas. Las pruebas exhaustivas previenen fallas en el campo y aseguran un funcionamiento confiable en diversas aplicaciones.
APTPCB proporciona capacidades de prueba ESS dedicadas.
Requisitos clave de prueba
- Mapeo de eficiencia: Pruebas en niveles de potencia de carga/descarga y rangos de voltaje de la batería que verifican objetivos de eficiencia de ida y vuelta >95%.
- Pruebas de cumplimiento de la red: Validación de la respuesta de voltaje/frecuencia, control del factor de potencia y protección anti-isla que cumplen con los requisitos IEEE 1547.
- Comunicación BMS: Verificación de la comunicación del bus CAN, enclavamientos de seguridad y operación coordinada con sistemas de gestión de baterías.
- Validación de la protección: Activación de condiciones de sobrecorriente, falla a tierra, falla de arco y térmicas que verifican las respuestas de protección adecuadas.
- Rendimiento térmico: Pruebas a plena potencia con monitoreo de temperatura que verifican que los diseños mantienen temperaturas de operación seguras.
- Estrés ambiental: Ciclos de temperatura y rodaje que identifican fallas tempranas y validan la confiabilidad a largo plazo.
Rendimiento del sistema validado
A través de pruebas exhaustivas y control de calidad de entrada, APTPCB entrega ensamblajes ESS que cumplen con las especificaciones de eficiencia, seguridad y confiabilidad.
Apoyo a la producción flexible para mercados diversos
Los mercados de almacenamiento de energía abarcan el respaldo de baterías residenciales, la reducción de picos comerciales, la regulación de frecuencia a escala de red y las aplicaciones de microrredes que requieren flexibilidad de fabricación para admitir diversas especificaciones, niveles de potencia y requisitos de personalización.
APTPCB proporciona producción escalable desde prototipos hasta fabricación en volumen.
Capacidades clave de producción
- Desarrollo Rápido: Ensamblaje NPI que entrega prototipos funcionales para apoyar las pruebas de certificación y las demostraciones a clientes.
- Escalado de Nivel de Potencia: Fabricación flexible que se adapta a potencias nominales desde sistemas residenciales de 5kW hasta instalaciones comerciales de más de 100kW.
- Producción en Volumen: Capacidad de producción en masa que soporta miles de unidades anualmente con calidad constante y precios competitivos.
- Ingeniería de Componentes: Suministro de componentes que gestiona IGBTs, condensadores y componentes de potencia especializados, asegurando la disponibilidad de materiales.
- Soporte de Certificación: Documentación de fabricación que apoya UL 9540, IEEE 1547 y certificaciones regionales, permitiendo el acceso al mercado global.
- Soporte Técnico: Asistencia de ingeniería con el diseño de electrónica de potencia, algoritmos de control y fabricación a lo largo del ciclo de vida del producto.
Asociación de Fabricación Responsiva
A través de capacidades flexibles y servicios de soporte, APTPCB permite a los fabricantes de almacenamiento de energía servir eficientemente a diversos mercados. Nuestra experiencia en energía eléctrica apoya programas exitosos de productos ESS a nivel global.