Baterias de baixa tensão em paralelo compartilham a corrente de forma desigual quando um dos ramos apresenta menor resistência elétrica ou um limite de operação diferente dos demais. A bateria desse ramo trabalha mais, atinge seu limite de proteção mais rapidamente e pode fazer com que todo o banco pareça menor do que sua capacidade calculada. A solução não é simplesmente adicionar outro módulo. É necessário ter condutores simétricos, um layout de barramento adequado, estado de carga compatível, comunicação confiável com o BMS e um teste de comissionamento controlado.

O problema geralmente passa despercebido durante operações leves, pois todos os ramos parecem estar em boas condições. Ele se torna visível durante uma descarga prolongada, partida do inversor ou período de carga intensa, quando pequenas quedas de tensão produzem uma diferença mensurável na corrente dos ramos. Portanto, uma inspeção útil compara cada módulo no mesmo instante, em vez de medir apenas a corrente total no inversor.

Principais conclusões

• Utilize uma barra de distribuição comum ou uma conexão eletricamente simétrica para que cada bateria veja um caminho de cabos semelhante.
• Coloque os módulos em funcionamento com um estado de carga semelhante e verifique se o inversor possui o perfil de comunicação de bateria correto.
• Meça a corrente de ramificação, a tensão terminal e a temperatura de conexão sob carga; a corrente total do banco sozinha pode mascarar um módulo sobrecarregado.

A corrente segue a resistência antes de seguir a placa de identificação.

A ligação em paralelo mantém todas as baterias na mesma tensão de barramento, mas não força a mesma corrente em todos os ramos. Cada ramo inclui a resistência interna da bateria, fusível, conector, cabo, terminal, interruptor e contato da barra de distribuição. Um ramo com menor resistência total fornece mais corrente com a mesma diferença de tensão. É por isso que números de modelo idênticos não garantem cargas idênticas após a instalação.

Se um ramo de 100 A tiver uma resistência total de 5 miliohms, ele perderá 0,5 V. Um ramo de 7 miliohms perderá 0,7 V com a mesma corrente, portanto a corrente se deslocará para o caminho de menor resistência. Este é um exemplo elétrico, não uma tolerância do produto; meça cada caminho e minimize as diferenças evitáveis.

Quatro fontes de desequilíbrio que aparecem em instalações reais

Correntes irregulares raramente têm uma única causa drástica. Na maioria das vezes, várias pequenas assimetrias se somam. As verificações a seguir diferenciam um problema de fiação de um problema de configuração ou condição da bateria.

Comprimento do cabo e topologia de conexão

Uma ligação em série (daisy chain) proporciona o caminho mais curto para a bateria mais próxima do inversor e o mais longo para a bateria mais distante. Cabos de mesma bitola não corrigem o comprimento desigual dos percursos. Utilize condutores positivos e negativos de igual comprimento de cada módulo até as barras de distribuição comuns, ou use uma ligação diagonal somente quando o fabricante aprovar essa configuração e o banco de baterias for pequeno o suficiente para manter a simetria.

Resistência de contato nos terminais e dispositivos de proteção

Um terminal solto, um contato contaminado, uma crimpagem inadequada ou um porta-fusível diferente adicionam resistência que pode ser imperceptível em repouso. Verifique o torque de acordo com as instruções do componente e, em seguida, compare a queda de tensão de cada terminal da bateria até o barramento comum sob carga. Testes térmicos ajudam, mas a temperatura não substitui a medição elétrica.

Estado de carga e histórico do módulo

Conectar um módulo totalmente carregado ao lado de um módulo parcialmente carregado pode acionar a corrente de equalização antes do inversor iniciar. Módulos com diferentes idades, histórico de ciclos, temperaturas ou firmware também podem atingir os limites de carga e descarga em momentos diferentes. Certifique-se de que o tipo de módulo seja compatível, carregue as unidades até o estado de carga especificado para o comissionamento e nunca presuma que uma nova unidade de substituição possa ser instalada em um banco de módulos em operação sem avaliação prévia.

Coordenação de BMS e inversores

A corrente também pode divergir quando o inversor lê a bateria mestre incorretamente, a cadeia de comunicação está incompleta ou os limites de carga não são atualizados corretamente. Confirme a fiação CAN ou RS485, a terminação, os endereços dos dispositivos, a ordem mestre e escravo e o perfil de bateria aprovado pelo inversor. Se a comunicação não estiver disponível, use as configurações manuais conservadoras fornecidas para essa bateria, em vez de copiar valores de outra composição química ou modelo.

O que medir durante o comissionamento

O comissionamento deve comprovar que cada ramo contribui dentro de um limite aceitável para o projeto. O fabricante ou projetista do sistema deve definir esse limite, pois ele depende da quantidade de módulos, da precisão da instrumentação, da corrente de operação e dos controles da bateria. A tabela abaixo transforma a verificação em evidência observável.

Exemplo de produto para um banco modular de baixa tensão

O Bateria de lítio de 5kWh de baixa tensão WV51100L Fornece 5,12 kWh de energia nominal e 4,096 kWh de energia utilizável por módulo a 51,2 V. A taxa de carga e descarga recomendada é de 0,5C, com uma corrente recomendada de 50 A, e a página do produto permite até 15 unidades em paralelo. As interfaces CAN, RS485 e RS232 estão listadas para comunicação do sistema. Esses dados definem os limites do produto, mas não eliminam a necessidade de caminhos de cabos iguais, proteção coordenada ou verificações de corrente em nível de módulo.

Com a energia utilizável listada de 4,096 kWh, dez módulos fornecem 40,96 kWh antes das perdas de conversão e reservas operacionais. No entanto, o cálculo da capacidade não indica se um dos ramos atingirá o limite do seu BMS prematuramente. Mantenha o projeto dentro das condições de corrente, temperatura, invólucro e compatibilidade com o inversor do produto e obtenha aprovação para a contagem exata de módulos em paralelo e o arranjo de comunicação.

Dois erros de campo que reduzem a capacidade útil do banco

O primeiro erro consiste em conectar um único cabo do primeiro módulo ao inversor e, em seguida, interligar todos os módulos subsequentes ao longo do rack. O primeiro ramal transporta repetidamente mais corrente, enquanto o último contribui com menos. A capacidade total pode parecer correta no papel, mas o primeiro BMS pode interromper a descarga antes que os módulos restantes sejam totalmente utilizados. Um barramento comum com condutores de ramificação balanceados é a configuração mais controlável.

O segundo erro é a comissionação apenas com baixa corrente. Um banco de baterias pode parecer equilibrado enquanto fornece poucos amperes e se desequilibrar bruscamente quando a corrente aumenta. Teste um ciclo controlado de carga e descarga adequado para a instalação, registre cada ramificação nos mesmos horários e interrompa o teste se um conector aquecer anormalmente ou se um módulo reportar um evento de proteção.

Como corrigir um desequilíbrio existente

Comece com as evidências, não com a troca de cabos. Salve os registros do BMS, meça a corrente nos ramos e registre as quedas de tensão sob carga em ambos os condutores. Isole o banco de acordo com o procedimento de segurança aprovado antes de reapertar os parafusos ou trocar qualquer componente. Em seguida, corrija uma causa de cada vez e repita o mesmo teste de carga para que o resultado permaneça comparável.

• Substitua cabos de derivação desiguais ou subdimensionados por condutores e rotas correspondentes.
• Mover os módulos para um layout de barramento comum com proteção individual de cada ramal.
• Endereços BMS corretos, terminação de comunicação, seleção mestre e perfil do inversor.
• Antes de reconectar o banco de baterias, equalize o estado de carga do módulo seguindo o procedimento aprovado.
• Investigar um módulo que permanece consistentemente em níveis altos ou baixos após o balanceamento dos caminhos externos.

A profundidade de descarga também altera a energia disponível no banco de baterias. Discussão sobre profundidade de descarga de 80% É um auxiliar útil na definição da reserva operacional, mas o compartilhamento de corrente ainda precisa ser confirmado no nível do módulo.

Especifique o banco como um sistema elétrico.

A compra de baterias em paralelo deve levar em consideração mais do que apenas a quantidade de módulos. Inclua o arranjo da barra de distribuição, o comprimento e a seção transversal dos cabos, a proteção dos ramos, o modelo do inversor, o protocolo de comunicação, o endereçamento em paralelo, a corrente de comissionamento e o método de aceitação. WonVolt A empresa oferece baterias de baixa tensão e soluções energéticas completas, além de contar com suporte de engenharia que pode analisar a combinação de equipamentos antes da instalação.

Para uma instalação nova ou corretiva, envie o diagrama unifilar, a carga contínua e de pico esperada, a quantidade de módulos, o esquema de cabos, as condições ambientais e o modelo do inversor através do [inserir link aqui]. canal de contato técnicoEssa informação é muito mais útil do que perguntar apenas se as baterias podem ser conectadas em paralelo.

FAQ

As baterias em paralelo precisam usar cabos com exatamente o mesmo comprimento?

O objetivo é obter resistência elétrica semelhante em todos os ramos. Materiais condutores, seção transversal, comprimento, qualidade de terminação e componentes de proteção iguais facilitam a obtenção desse resultado. Siga o layout aprovado pelo projetista da bateria e do sistema.

Por que uma bateria descarrega antes das outras?

Pode ser que esteja fornecendo mais corrente porque sua resistência de ramificação é menor, ou seu sistema de gerenciamento de bateria (BMS) pode calcular o estado de carga de forma diferente. Compare simultaneamente a corrente de ramificação, a queda de tensão sob carga, as temperaturas, os alarmes e a configuração.

É possível conectar baterias com capacidades diferentes em paralelo?

Não presuma que seja possível. Diferenças na capacidade, composição química, faixa de tensão, firmware, idade e limites do BMS podem causar compartilhamento de corrente descontrolado. Use apenas combinações aprovadas para o produto e inversor específicos.

NÃO

T: Por que baterias de baixa tensão em paralelo compartilham corrente de forma desigual e como corrigir isso

D: Diagnosticar a distribuição desigual de corrente em baterias de baixa tensão em paralelo, verificando cabos, barramentos, BMS, queda de tensão e condições de funcionamento.

K: compartilhamento de corrente em paralelo entre baterias, banco de baterias de baixa tensão, fiação da barra de distribuição de baterias