홈 에너지 저장 혁신: 주요 추세 및 효율성 향상에 있어서 바이패스 기술의 역할

깨끗하고 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 가정용 에너지 저장 시스템이 빠르게 발전하고 있습니다. 바이패스 기술는 이러한 시스템의 효율성, 안정성 및 수명을 향상시키는 데 있어 획기적인 변화를 가져왔습니다. 

가정용 에너지 저장 기술 및 제품의 동향

1. 높은 용량과 모듈성
   가정용 에너지 저장 배터리는 증가하는 가정용 전기 수요를 충족하기 위해 더 높은 용량으로 진화하고 있습니다. 또한 모듈형 배터리 시스템을 사용하면 사용자가 필요에 따라 용량을 유연하게 확장할 수 있습니다.
2. 통합 및 올인원 디자인
   현재 대부분의 가정용 에너지 저장 시스템은 분리형이지만, 향후 추세는 배터리와 인버터를 단일 장치로 결합한 통합형 제품으로 향하고 있습니다. 이러한 변화는 설치를 간소화하고, 시스템 호환성을 강화하며, 신뢰성을 개선합니다.
3. 스마트 관리
   스마트 홈과 사물 인터넷(IoT)의 발전으로 가정용 에너지 저장 시스템에는 더욱 진보된 배터리 관리 시스템 (BMS). 이 시스템은 데이터 분석과 인공 지능을 활용하여 에너지 사용을 최적화하고 소비 패턴과 그리드 조건에 따라 충전 및 방전을 지능적으로 예약합니다.
4. 재활용성과 지속 가능성
   미래 에너지 저장 배터리는 환경 영향을 줄이고 재활용 효율성을 높이기 위해 재활용 가능성을 우선시할 것입니다. 또한 일부 시스템은 지속 가능성을 높이기 위해 전기 자동차의 2차 배터리를 채택할 수 있습니다.

마스터-슬레이브 다중 모듈 배터리 시스템 및 바이패스 기술

마스터-슬레이브 아키텍처는 배터리 관리 시스템(BMS)에서 일반적으로 사용되는 구조입니다.

마스터-슬레이브 아키텍처는 일반적으로 로 구성됩니다.배터리 제어 장치(BCU)를 마스터로 사용하고 여러 개의 를 사용합니다.모듈(슬레이브). 마스터 유닛은 전반적인 모니터링과 관리를 감독하는 반면, 슬레이브 유닛은 개별 배터리 모듈 내에서 전압, 온도 및 밸런싱 제어를 모니터링하는 역할을 합니다. 다중 모듈 배터리 시스템에서는 여러 배터리 셀이 모듈을 형성하고, 여러 모듈이 배터리 팩에 통합됩니다. 이 설계는 확장과 유지 관리를 용이하게 합니다.

모듈은 독립적인 교체를 지원하므로 다른 를 갖는 모듈은 불가피합니다.충전 상태(SOC) 혼합될 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 사용 중에 일관성 문제가 발생할 수도 있습니다. 모듈이 직렬로 연결되기 때문에 SOC 불균형으로 인해 전체 BMS의 사용 가능한 용량이 크게 감소할 수 있습니다. 현재 시장 솔루션의 대부분은 수동 밸런싱 방법을 사용하지만, 이러한 방법은 종종 효율성이 낮고 많은 시나리오에서 고객 요구 사항을 충족하지 못합니다.

이 문제를 해결하려면 바이패스 기술가 개발되었습니다. 지능형 모듈 문자열 전환을 가능하게 하여 빠른 모듈 용량 밸런싱을 가능하게 합니다.

바이패스 기술이란 무엇이고 왜 중요한가요?

다수의 배터리 모듈이 함께 작동하면서 가정용 에너지 저장 시스템이 더욱 복잡해짐에 따라 모든 모듈이 동기화되도록 하는 것이 과제가 되었습니다. 바이패스 기술은 이 문제에 대한 해결책입니다.

바이패스 기술은 모듈 간의 충전 상태(SOC) 불균형을 관리하여 시스템에서 자동으로 전환하고 모든 모듈에서 충전 프로세스를 균형 있게 조정합니다. 이를 통해 에너지 손실, 성능 저하, 시스템 비효율성과 같은 문제를 방지할 수 있습니다.

바이패스 함수 구현

아래 다이어그램은 를 보여줍니다.바이패스 기능을 위한 배터리 회로 설계. 기존의 멀티 모듈 배터리 시스템과 비교했을 때, 바이패스 활성화 시스템에는 각 모듈 내에 두 개의 추가 접촉기가 포함되어 있습니다.

• 하나의 접촉기는 배터리 셀 스택과 직렬로 연결됩니다.
• 다른 접촉기는 배터리 셀 스택과 병렬로 연결됩니다.

바이패스 기능 작동 원리

• The BMS는 배터리 데이터를 수집합니다 각 모듈에서 Bypass 활성화가 필요한지 여부를 결정합니다.
• The BMS는 인버터와 상호 작용합니다 충전/방전 개시 및 전압 조절을 제어하여 안정적이고 안전한 바이패스 프로세스를 보장합니다.
• The BMS가 바이패스 로직을 평가합니다. 조건을 충족하는 모듈에 바이패스 스위칭 명령을 전송합니다.
• 바이패스 명령을 받으면 모듈은 접촉기를 제어합니다. 바이패스 모드를 시작하거나 종료합니다.

작동 중 바이패스 로직의 예

테스트 설정에는 다음이 포함됩니다. 4개의 배터리 모듈는 초기 SOC 값이 인 인버터에 연결됨91%, 71%, 28%, 3% 각각. 바이패스 프로세스는 다음과 같이 작동합니다.

1. 충전이 시작됩니다.

• 모듈 1은 에 도달합니다.100% SOC 첫 번째.
• BMS는 나머지 모듈의 균형을 맞춰야 한다는 것을 감지하고 모듈 1 바이패스 모드로 들어가기.
• 나머지 3개 모듈이 계속 충전 중입니다, 모듈 1 충전이 중단되었습니다.

2. 모듈 2가 100% SOC에 도달합니다.

• BMS는 나머지 를 결정합니다.두 모듈에 추가적인 균형이 필요합니다..
• 모듈 2가 바이패스 모드로 전환됩니다., 허용모듈 3 및 4는 계속 충전합니다.

3. 모듈 3은 100% SOC에 도달합니다.

• BMS는 를 감지합니다.모듈 4는 아직 밸런싱이 필요합니다..
• 모듈 4가 바이패스 모드로 전환됩니다., 이전에 충전된 모듈 바이패스 모드를 종료하고 방전 모드로 전환.

4. 밸런싱이 완료되었습니다.

• 완전히 충전된 3개의 모듈은 SOC가 일치할 때까지 방전됩니다. 모듈 4의 SOC.
• 모듈 1이 바이패스 모드를 종료합니다. 및 4개 모듈 모두 정상 작동을 함께 재개.

The BMS 밸런싱 커브 전체 프로세스는 아래와 같습니다.

를 사용하여바이패스 기능, BMS는 빠른 밸런싱을 달성합니다, 다음으로 인해 발생하는 문제 해결:

• 다양한 용량의 모듈을 혼합합니다.
• 사용 중 SOC 불일치.

이렇게 하면 의 감소를 방지할 수 있습니다.사용 가능한 에너지 성능 저하를 방지합니다. 또한 Bypass는 를 크게 개선합니다.배터리 배치, 설치 및 유지 관리 효율성, 이는 현대 에너지 저장 시스템의 필수적인 기능입니다.

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