很多人在选择储能系统后,由于前期没有规划好配置,或因为后期用电量的增加,不得不进行更换配置或扩展配置。
今天,EICM就来讲解一下扩展配置的两个基本原理:串联和并联。
01什么是串联
在电池的的电路中,串联是把正极与负极相连的一种电路形式,串联会使电压相加,容量不变。(好比盖高楼,楼层增高,占地面积不变。)
我们拿16颗标称电压3.2V,容量2Ah的18650铁锂电芯来举例,把16颗电芯的正极与负极相连,则总电压就变成了51.2V,容量还是2Ah,称之为16串(S)1并(P),这时它们就是一种整体。
1优势
· 高电压带来更低的传输损耗,适用于布线复杂、传输距离长的场景
· 与高压逆变器匹配度高,适合工业/工商业储能
2挑战
· 每个模组的电压和SOC(剩余电量)需高度一致,管理复杂
· BMS需支持均衡与温控,保证热安全
· 多簇串联时对通信链路要求高
3风险
老化不一致可能导致误触发保护或能量浪费
02什么是并联
在电池的的电路中,并联是把正极与正极相连,负极与负极相连的一种电路形式,并联会使容量相加,电压不变。(好比盖平房,楼层没有增高,占地面积变大了。)
拿前面的16颗标称电压3.2V,容量2Ah的铁锂电芯举例,把16颗电芯的正极与正极相连,负极与负极相连,则总容量就变成了32Ah,电压还是3.2V,称之为1串(S)16并(P),这时它们也是一个整体。
1优势
· 容量易扩展,支持分期部署
· 模块化设计便于维护与升级
· 更灵活,适配家庭与分布式商用场景
2挑战
· 模块压差易导致回流、电流冲击
· 需要精准的簇级管理与调度系统
· 易受电池老化差异影响,影响系统均衡
由于18650的单颗电压和容量都无法满足需求,通常都需要进行多串多并的电路形式来同时提升电压容量,比如一辆两轮电动车的电池为48V20Ah,电池则为15或16串10并进行串并联。
03串并联在储能系统中如何应用?
在储能系统中,通常采用体积更大容量更大的单体电芯,如单颗120Ah的,单个模组当中只需要串联就可以了,形成了一个模组,有一个总负极和总正极,我们可以再把多个模组的总正极和总负极再次进行串联或并联,进一步提升电压和容量,多个模组串联或并联后称为一簇,也可以把多个簇再次进行串联或并联提升到更高的所需电压和容量。经过严密设计、逐层组合,形成一个稳定、高效、安全的电池系统。
04储能系统为什么一定要“可扩展”?
在实际的工程部署中,客户往往从5~10kWh的容量起步,一旦电价政策调整、负载扩大或峰谷套利价值凸显,便需要扩容储能系统以提升整体收益率。
如果系统架构不具备良好的扩展性,问题也随之而来:
· 模块不兼容,重装成本高:新增电池包若与原系统电压、电流等级不一致,可能导致原设备失效或通信瘫痪;
· 系统调试复杂,运行不稳定:非标准并联或串联系统中,易发生电芯不一致、电流冲击或热失控等安全问题;
· 投资回收周期拉长:系统无法分期投入,只能“一步到位”,资金压力大,收益回收周期长。
因此,从系统初期设计起,是否支持灵活的“串联”与“并联”扩展,已经成为判断一套储能系统“专业程度”的分水岭。
储能系统扩展,离不开串联和并联。串联提电压,并联加容量,两者搭配,储能系统才能更强大、更稳定!