Сборка печатных плат для систем накопления энергии | Электроника интеграции батарей

Сборки печатных плат для систем накопления энергии обеспечивают двунаправленное преобразование мощности между аккумуляторными батареями и сетями переменного тока или солнечными батареями, реализуя сложное управление энергией, интерактивное управление сетью и защиту батарей в жилых, коммерческих и промышленных установках. Эти сборки объединяют силовую электронику, цифровое управление, коммуникационные интерфейсы и системы безопасности, требующие точного производства и всесторонней проверки для обеспечения 10-15-летнего срока службы.

В APTPCB мы предоставляем специализированные услуги по сборке систем накопления энергии, сочетающие производство мощной электроники, интеграцию систем управления и проверенное тестирование. Наши возможности поддерживают инверторы для батарей, гибридные инверторы и интерактивные с сетью ESS, обслуживающие различные приложения для накопления энергии.

Внедрение двунаправленной электроники преобразования мощности

Сборки ESS должны эффективно преобразовывать постоянный ток батареи в переменный ток сети (разряд) и переменный ток сети в заряд постоянного тока батареи (заряд), поддерживая КПД двустороннего преобразования >95%. Двунаправленная работа требует сложной конструкции силового каскада, алгоритмов управления и защитных цепей, управляющих потоком мощности в обоих направлениях.

В APTPCB наш опыт сборки позволяет реализовать надежную двунаправленную силовую электронику.

Ключевые особенности двунаправленного преобразования

Синхронный силовой каскад: Четырехквадрантное преобразование мощности с использованием IGBT или MOSFET мостов, обеспечивающее эффективный двунаправленный поток мощности с минимальными потерями на переключение.
Проектирование индукторов и фильтров: Сборка под ключ, реализующая выходные фильтры, управляющие гармоническими токами и обеспечивающие соответствие качеству электросети.
Конденсаторы шины постоянного тока: Высоковольтные конденсаторные батареи, обеспечивающие буферизацию энергии и поддерживающие быстрые переходы мощности при изменении нагрузки.
Тепловое управление: Стратегии рассеивания тепла, поддерживающие безопасные рабочие температуры во время непрерывного цикла заряда-разряда при номинальной мощности.
Схемы управления затворами: Высоконадежные драйверы затворов, обеспечивающие правильное переключение IGBT/MOSFET и предотвращающие сквозные или перекрестные пробои.
Реализация защиты: Защита от перегрузки по току, перенапряжения и короткого замыкания, предотвращающая повреждения при неисправностях или нарушениях в сети.

Высокоэффективная передача энергии

Благодаря прецизионной сборке и проверке качества тестирования, APTPCB поставляет силовую электронику, достигающую КПД преобразования >97%, максимизируя полезную емкость накопления энергии.

Интеграция интерфейса системы управления батареями

Сборки ESS взаимодействуют с системами управления батареями (BMS), координируя состояние заряда, пределы напряжения, пределы тока и статус защиты, обеспечивая безопасную работу батареи и максимизируя срок службы. Правильная интеграция BMS предотвращает повреждение батареи, термические события и преждевременную деградацию емкости.

APTPCB реализует комплексные возможности интерфейса BMS.

Ключевые особенности интеграции BMS

Связь по шине CAN: Высоконадежный интерфейс CAN, обменивающийся параметрами батареи в реальном времени между BMS и управлением преобразованием энергии.
Блокировка безопасности: Аппаратные блокировки безопасности немедленно отключают преобразование энергии при обнаружении неисправности BMS, предотвращая опасные условия.
Управление состояниями: Скоординированные конечные автоматы, управляющие состояниями заряда, разряда, ожидания и неисправности на основе команд BMS и состояния сети.
Ограничение тока: Динамическая регулировка предела тока на основе сообщаемой BMS температуры батареи, SOC и состояния здоровья, поддерживающая безопасную работу.
Регулирование напряжения: Точное управление напряжением шины постоянного тока с соблюдением определенных BMS пределов зарядного напряжения для различных химических составов батарей и условий эксплуатации.
Координация неисправностей: Комплексная обработка неисправностей, координирующая работу силовой электроники, BMS и сетевого интерфейса, обеспечивающая безопасные последовательности отключения.

Безопасная интеграция батареи

Внедряя надежные интерфейсы BMS посредством программирования ИС и проверенного тестирования, APTPCB обеспечивает сборки ESS, защищающие инвестиции в аккумуляторы и гарантирующие безопасную эксплуатацию.

Обеспечение интерактивного управления сетью и соответствия требованиям

Современные системы ESS предоставляют расширенные сетевые услуги — регулирование частоты, сглаживание пиков, перенос нагрузки, резервное питание — требующие сложных алгоритмов управления и соответствия стандартам подключения к сети (IEEE 1547, UL 1741). Возможности взаимодействия с сетью максимизируют ценность системы, обеспечивая при этом безопасность электросети.

APTPCB производит сборки с комплексными функциями взаимодействия с сетью.

Ключевые возможности управления сетью

Синхронизация с сетью: Прецизионные фазовые автоподстройки частоты, обеспечивающие быструю, стабильную синхронизацию с напряжением сети, что позволяет осуществлять плавный переход между режимами работы, подключенными к сети, и автономными режимами.
Управление коэффициентом мощности: Управление активной и реактивной мощностью, обеспечивающее коррекцию коэффициента мощности и услуги поддержки напряжения для операторов сети.
Защита от островного режима: Быстрое обнаружение островного режима, соответствующее требованиям IEEE 1547, предотвращающее подачу энергии на изолированные участки сети во время отключений электроэнергии.
Регулирование частоты/напряжения: Автоматическая регулировка выходной мощности в ответ на отклонения частоты или напряжения сети, поддерживающая стабильность сети.
Протоколы связи: Modbus, SunSpec или проприетарные интерфейсы, обеспечивающие агрегацию и управление операторами виртуальных электростанций (VPP).
Возможность обновления прошивки: Удаленные обновления прошивки, обеспечивающие новые функции, соответствие сетевым кодам и оптимизацию производительности после развертывания.

Расширенные сетевые услуги

Благодаря сложной реализации управления и функциональному тестированию, APTPCB поставляет сборки ESS, предоставляющие ценные сетевые услуги, максимизирующие экономическую эффективность системы.

Сборка печатных плат для хранения энергии

Обеспечение систем безопасности и защиты

Системы хранения энергии требуют комплексных систем безопасности, защищающих персонал, оборудование и имущество от электрических опасностей, тепловых явлений и неисправностей. Многоуровневая реализация защиты обеспечивает безопасную работу во всех режимах эксплуатации и сценариях отказов.

APTPCB реализует комплексные схемы безопасности и защиты.

Ключевые меры безопасности

Обнаружение замыкания на землю: Высокочувствительный мониторинг замыкания на землю, обнаруживающий нарушения изоляции, что позволяет быстро отключить питание, предотвращая опасность поражения электрическим током.
Защита от дугового разряда: Схемы обнаружения дугового разряда, идентифицирующие опасные условия дугового разряда, вызывающие немедленное отключение, предотвращающее опасность возгорания.
Термический мониторинг: Множественные датчики температуры контролируют силовую электронику, интерфейс батареи и температуру корпуса, активируя защиту при безопасных пороговых значениях.
Защита от перегрузки по току: Быстродействующее обнаружение перегрузки по току, защищающее силовые полупроводники и батарею во время короткого замыкания или перегрузки.
Аварийное отключение: Аппаратная аварийная остановка, обеспечивающая полное обесточивание системы независимо от программного управления.
Сертификация безопасности: Производственные процессы и документация, поддерживающие сертификаты безопасности UL 1741, UL 9540 и региональные.

Многоуровневая защита безопасности

Внедряя комплексные системы безопасности и контроль качества, APTPCB поставляет сборки ESS, отвечающие строгим требованиям безопасности для жилых и коммерческих установок.

Выполнение комплексного тестирования системы

Проверка систем накопления энергии требует тестирования эффективности преобразования мощности, соответствия сети, интеграции BMS, защитных цепей и тепловых характеристик в реалистичных условиях эксплуатации. Тщательное тестирование предотвращает отказы в полевых условиях и обеспечивает надежную работу в различных приложениях.

APTPCB предоставляет специализированные возможности тестирования ESS.

Ключевые требования к тестированию

Картирование эффективности: Тестирование на различных уровнях мощности заряда/разряда и диапазонах напряжения батареи, подтверждающее целевые показатели эффективности полного цикла >95%.
Тестирование на соответствие сети: Проверка реакции на напряжение/частоту, контроль коэффициента мощности и защита от островного режима, соответствующие требованиям IEEE 1547.
Связь BMS: Проверка связи по шине CAN, блокировок безопасности и скоординированной работы с системами управления батареями.
Проверка защиты: Инициирование условий перегрузки по току, замыкания на землю, дугового замыкания и термических условий для проверки правильных защитных реакций.
Тепловые характеристики: Полномощное тестирование с мониторингом температуры, подтверждающее, что конструкции поддерживают безопасные рабочие температуры.
Экологический стресс: Температурные циклы и приработка, выявляющие ранние отказы и подтверждающие долгосрочную надежность.

Проверенная производительность системы

Благодаря всестороннему тестированию и входному контролю качества, APTPCB поставляет сборки ESS, соответствующие спецификациям эффективности, безопасности и надежности.

Поддержка гибкого производства для различных рынков

Рынки систем накопления энергии охватывают резервное питание для жилых помещений, сглаживание пиковых нагрузок для коммерческих объектов, регулирование частоты в масштабе сети и приложения микросетей, требующие гибкости производства, поддерживающей разнообразные спецификации, уровни мощности и требования к индивидуальной настройке.

APTPCB обеспечивает масштабируемое производство от прототипов до серийного производства.

Ключевые производственные возможности

Быстрая разработка: NPI-сборка, поставляющая функциональные прототипы для поддержки сертификационных испытаний и демонстраций для клиентов.
Масштабирование уровня мощности: Гибкое производство, обеспечивающее номинальные мощности от бытовых систем мощностью 5 кВт до коммерческих установок мощностью 100 кВт+.
Серийное производство: Возможность массового производства, поддерживающая тысячи единиц ежегодно с неизменным качеством и конкурентоспособными ценами.
Инжиниринг компонентов: Поиск компонентов, управление IGBT, конденсаторами и специализированными силовыми компонентами, обеспечивающее доступность материалов.
Поддержка сертификации: Производственная документация, поддерживающая UL 9540, IEEE 1547 и региональные сертификации, обеспечивающая глобальный доступ к рынку.
Техническая поддержка: Инженерная помощь в проектировании силовой электроники, алгоритмах управления и производстве на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Партнерство по оперативному производству

Благодаря гибким возможностям и услугам поддержки APTPCB позволяет производителям систем хранения энергии эффективно обслуживать различные рынки. Наш опыт в области энергетики поддерживает успешные программы продуктов ESS по всему миру.