¿Cómo superar los desafíos en los sistemas de almacenamiento de baterías con convertidores CC/CC de alto aislamiento?
Los sistemas de almacenamiento de energía modernos que utilizan baterías de iones de litio ofrecen un mejor rendimiento, pero cada celda debe supervisarse para garantizar una carga adecuada y evitar desequilibrios, sobrecargas, descargas profundas o temperaturas críticas.
Esto requiere circuitos de control con tensiones de suministro individuales y aisladas para cada celda o conjunto de celdas. Para conjuntos de baterías que funcionan con tensión nominal de hasta 48 V, esta tensión de suministro se puede generar con convertidores CC/CC estándar que ofrecen aislamiento de 500 o 1600 V.
Pero para sistemas de mayor potencia conectados a la red eléctrica de CA y que ofrecen capacidades de almacenamiento de energía de cientos de kWh o incluso varios MWh, la tensión en los conjuntos de baterías puede alcanzar entre 600 y 800 V y se necesitan soluciones con barreras de aislamiento mucho más altas.
Cuando un cliente busca una solución que cumpliera con los requisitos de categoría III de sobretensión y un aislamiento de 4 kV. Cada circuito de monitorización de batería necesitaba un convertidor de 30 W y, con cientos de convertidores conectados en paralelo, la corriente de fuga total entre los convertidores era otro desafío.
La baja capacidad de aislamiento fortalece la inmunidad al ruido
Para este proyecto, P-Duke Technology, que cuenta con familias de convertidores médicos con aislamiento de hasta 5 kV, incluso superiores a los 4 kV requeridos, eligió el MPD30-24S12, que genera la tensión de suministro necesaria de 12 V / 30 W a partir del bus común de 24 Vcc.
Toda la gama de producto de este fabricante para el almacenamiento de baterías se distribuye en España y Portugal por Electrónica OLFER.
Los convertidores CC/CC industriales típicos de 30 W pueden tener una capacitancia de entrada a salida de hasta 1500pF. Cuando, como en este caso, hay hasta 200 convertidores en paralelo, la capacitancia total entre las celdas de la batería (conectadas a la red CA a través de cargadores) y el bus de 24 V puede alcanzar los 300 nF, lo que da como resultado unas corrientes de más de 20 mA. Las corrientes superiores a 10 mA ya pueden causar descargas eléctricas graves y accidentes.
Como solución determinante, el modelo MPD30-24S12 tiene una capacidad de entrada a salida de solo 20 pF y, con 200 convertidores en paralelo, la capacidad total es de solo 4 nF y la corriente de fuga es inferior a 1 mA.
Esta capacitancia tan baja también evita que se acoplen transitorios o cualquier ruido a través de los convertidores desde el lado de CA/batería a las señales de comunicación sensibles del sistema central de gestión de baterías.
