电池簇短路电流计算

电池簇汇流柜短路电流计算书

最大电流计算：

电池簇由14个电池箱串联组成。电池箱集成15个LF280K电芯，成组方式

为lP15So则电池簇的串并方式为1P210S,充放电电压范围为564v〜765L按

照额定PzQOOkW)的恒功率充放电方式，电池簇的额定充放电电流为140A。系

统放电末端，放电功率不变，电池电压下降，电流增大。当电池组端电压IU下

降至截止电压564V时，电池系统的电流最大。最大电流值如下。

Innx=PMin=100kW/564VX100^177A

考虑PCS可能出现1.1倍过载，则最大电流约为195Ao电池系统7簇并我最

大总电流约为1365Ao

短路电流计算：

LF280K电芯单体内阻为0.25mQ,电池簇由n(210)颗单体电芯串联组成，

则电池簇的电池内阻R阻值计算如下。

R(=0.25mQXn=0.25mQX210^52.5mQ

电池簇的内阻除了电芯本身的内阻值外，还包含运行过程中的极化内阻、铜

铝排连接等连接件内阻、过流器件接触电阻等。以上因素归拢为一个内阻系数,

根据经验值，系数值取1.4。故电池簇的内阻值R计算如下。

R=RCX1.4=52.5mQXI.4^73.5mQ

电池簇的实测内阻值在70mQ至IJ100小。之间，与理论计算值相吻合。

电池簇外部短路时，整个直流回路的电势等于电池簇的组端电压。直流回路

的内阻为电池簇的内阻加外部线路的内阻。外部线路的内阻较小，一般可忽略不

计。则整个回路的电阻等效为电池簇的内阻，电池簇短路电流值L计算如下。

1=U/R=720V=73.5X10"。-9796A

储能直流系统为7簇电池并联，假设短路点位于电池簇的汇流输出端。每簇

电池的内阻值可视为相同，则根据并联电阻的阻值计算公式，储能直流系统的短

路R,计算如下。

RLR/7=73.54-7mQ^lO.5mQ

多簇并联的储能直流系统总电压值与电池簇的组端电压值相同。则直流系统

短路点处的短路电流IJ计算如下。

1/=U/R=720V4-10.5X103QX100068kA

根据以上计算，电池簇和直流系统的理论短路电流分别为9.7kA和68kAo

直流系统保护方案：

直流系统保护元器件主要是熔断器、接触器和断路器。其中接触器用于电池

管理系统的主动控制，断路器用于系统过载的别动保护，而短路保护主要由主要

是熔断器执行。

接触器能够安全承受的最大电流一般低于电池的短路电流，即在短路的情况

下，短路电流冲击容易损坏接触器。故熔断器应该在短路电流达到接触器的极限

承载电流前熔断，保证接触器承受的电流大小或时间在安全的阀值内。直流系统

选择的1000V/250A接触器，其极限安全电流为2000Ao为保证接触器的安全，

熔断器在电流达到2000A时，其熔断的时间应小于接触器耐受极限电流的时间。

直流系统选择的1000V/250A断路器短路保护瞬时脱扣电流L为2500A,即

短路电流超过2500A后，断路器能够分断保护。但短路冲击电流容易造成断路器

触头损坏，无法继续使用。因此，一般由熔断器在断路器分断之前熔断，熔断器

熔断时间快于断路器脱扣保护的时间。

综合以上分析，直流断路器选择规格为1000V/250A,极限短路分断能力20kA,

直熔断器规格为1000V/400A,短路分断能力lOOkAo直流断路器、接触器、熔断

器的时间-电流曲线分别如下。

断路器时间-电流曲线

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(500A)持续电流100,000

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接触器时间-电流曲线

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