商场电源系统方案书2012.doc

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1、商场电源电池系统技术方案书1、商场电源系统结构原理图图1商场电源系统结构原理图注：系统A与系统B分别为5000盏供电，共计10000盏。2套系统结构、原理及控制策略一致。以下参数说明为A系统。2、系统结构部件说明2.1充电机A(1)为190kW直流充电机，最大输出电压700V，最大输出电流400A，要求输出电压纹波小于1%，电流纹波小于1%。输出电压电流可调范围为：300~700V，0~400A，输出频率要求大于10kHz。2.2电池系统A(2)为538V2123Ah磷酸铁锂电池组（193并168串），具体参数见后续电池系统参数表。电池系统包含

2、充电控制、放电控制、负载电容预充电控制等功能，具体见后续电池管理系统说明。2.3逆变器A(3)为输出100kW逆变器，为5000盏电灯供电,每盏16.6W。2.4AC/DC（4）为交流、直流变换器（220V-24V），要求功率为1kW，输出为27V。2.524V蓄电池（5）要求为24V80Ah~120Ah铅酸蓄电池，为系统低压供电。2.6仪表A(6)为24V供电，485通讯的电池系统显示仪表。3、电池系统结构原理图图1电池系统结构原理图相关高压保护器件参数：继电器（8）、继电器（10）为700V500A继电器,FUSE（9）、FUSE（11）为

3、700V500A慢熔保险丝。继电器（5）为700V25A，预充电电阻（6）100Ω200W，FUSE（7）为700V25A。4、锂离子电池方案相关计算4.1、基本数据：逆变器输入功率为100kW，蓄电池提供120kW（因逆变器效率和工作时间），母线电压标称电压为538V，工作时间大于9h。4.2、相关计算1)、蓄电池种类：选用需电池种类：锂离子电池单体电池参数使用范围：额定电压/V3.20充电截止电压/V3.65放电终止电压/V2.602)、蓄电池数量：蓄电池通过逆变器为电灯供电，确定直流母线电压标称为538V，锂离子电池单体额定电压是3.2V

4、，由此可计算出需要串联蓄电池的数量：538V/3.2V=168.1为防止电压过高，选用电池168节。3)、蓄电池组输出电压：参考数据：额定电压/V3.2×168=538充电截止电压/V3.65×168=613放电终止电压/V2.6×168=4374）、蓄电池放电电流：蓄电池组的输出电流：I=P/U其中：蓄电输出总功率：P=120kW电池组额定电压：U=538V结果：蓄电池组的输出电流I=223.04A5）、蓄电池容量计算：C=I*t其中：工作时间：t=9h结果：C1=2007.43Ah根据蓄电池的放电性能对蓄电池实际容量进行修正：C=C1/η其

5、中：电池放电深度：η=95%结果：蓄电池容量C=2113.09Ah。4.3、负载特性周期性负载：启动、运行、停止。4.4、蓄电池型号及相关参数：根据计算结果选用蓄电池型号如下表：项目单芯规格组合规格标称容量（Ah）11Ah2123Ah工作电压（V）2.20～3.90370～655标称电压（V）3.20168×3.20=538充电终止电压（V）3.90168×3.65=613放电终止电压（V）2.20168×2.60=437输出电流（A）0.11C223需要数量（节）11681、电池管理系统功能参数及说明(1)电池管理系统基本技术指标见下表所示：

6、工作温度-25℃-65℃工作电压标称电压24V电压范围16~32VSOC估算精度＜8%电压采样精度＜0.5%电流采样精度＜1%温度采样精度＜1%（2）电池管理系统基本功能电池管理系统基本功能主要包括：1）数据采集Ø单模块电压Ø电池组总电压Ø电流Ø温度采集1）电池状态估算（SOC）2）电池组安全管理：Ø电压监控Ø电流监控Ø过压保护、欠压告警Ø过流、短路保护Ø过温告警Ø负载预充电3）电池组热管理（冷却、温差超标）根据电池组实际温度情况对电池组进行散热，配有风道及离心风机用于通风散热。4）CAN总线通信3路符合CAN2.0B协议的CAN总线，电池系统

7、运行过程中，BMS能实现和逆变器之间的通讯，使逆变器实时了解电池状态，确保系统安全运行。电池充电的过程中，BMS能实现和充电机之间的通讯，使得充电机能充分的了解电池的当前状态，保证了充电的安全。从控盒通过CAN和主控盒通讯。5）自检和故障诊断BMS具有强大的系统自检功能，系统上电后对电压、温度、通讯、时钟、存储器等部件进行检测，保证系统自身的工作正常。7）接触器控制充电继电器：接入充电机时，打开充电继电器进行充电，达到过压保护时断开。风扇继电器：温度高时，控制风扇开启，进行电池箱散热。放电继电器：接入负载时，打开放电继电器允许电池组放电，达到欠

8、压保护时断开。预充电继电器：打开放电继电器前检测负载电压，当负载电压过低时打开预充电继电器对负载电容进行充电，负载电压稳定后打开放电继电器，并切断预充