추운 날씨에서 가정용 배터리가 서로 다른 충전 및 방전 한계를 필요로 하는 이유

오전 6시, 배터리가 집에 전력을 공급할 수 있지만 충전할 준비가 되어 있지 않을 수 있습니다.

LFP 가정용 배터리는 같은 낮은 온도에서 서로 다른 충전 및 방전 한계를 가질 수 있습니다. 차가운 셀은 BMS가 충전을 줄이거나 차단하는 동안 방전이 허용될 수 있습니다. 낮은 온도에서의 충전은 리튬 도금과 같은 다른 전기화학적 위험을 초래하기 때문에 부적절한 조건에서 발생할 수 있습니다. 설치자에게 실질적인 질문은 단순히 “배터리가 0°C 이하에서 작동합니까?”가 아니라 “제조업체가 실제 셀 온도에서 허용하는 충전 및 방전 전력은 얼마입니까?”입니다.

이 차이는 옥상 태양광 또는 짧은 비수기 요금을 사용하는 가정에 중요합니다. 추운 아침에 가정용 부하를 운영할 수 있는 배터리는 여전히 전체 PV 잉여를 흡수하거나 저렴한 전기 창 동안 충분히 빠르게 재충전할 수 없을 수 있습니다.

06:00 — 차고는 차갑습니다.

LFP 가정용 배터리가 난방이 없는 차고에 설치되어 있다고 가정합니다.

하룻밤 사이에 배터리 셀은 차가워졌습니다. 주택 소유자는 처음에는 일관성이 없어 보이는 것을 봅니다:

배터리 방전: 사용 가능

배터리 충전: 제한됨

모순이 없습니다.

충전과 방전은 리튬 이온을 반대 방향으로 이동시키며, 낮은 온도는 이러한 과정에 다르게 영향을 미칩니다. 충전 중에는 차가운 조건이 리튬 이온의 이동을 느리게 하고 리튬이 그래파이트 음극에 제대로 삽입되지 않고 침착될 위험을 증가시킬 수 있습니다.

이것이 충전 한계가 방전이 완전히 비활성화되기 전에 제한적이 될 수 있는 이유입니다.

정확한 온도와 전류 임계값은제품별입니다. 이들은 배터리 제조업체의 문서 및 BMS 제어 전략에서 나와야 하며, 보편적인 인터넷 규칙에서 나와서는 안 됩니다.

08:30 — 태양광이 가능하지만 배터리는 아니라고 말합니다.

옥상 PV 시스템은 이제 다음을 생산합니다:

4.5 kW

집에서 소비하는 전력:

1.2 kW

잠재적 잉여:

4.5 − 1.2 = 3.3 kW

온화한 날에는 배터리가 인버터와 배터리 한계가 허용하는 경우 대부분 또는 모든 잉여를 흡수할 수 있습니다.

하지만 현재 차가운 배터리가 허용하는 충전량이1.5 kW일 경우.

남은 PV 에너지는 다른 목적지가 필요합니다.

시스템 구성에 따라 다음과 같을 수 있습니다:

다른 가정용 부하에 사용됨

전력망으로 수출됨

또는

제한됨

이것이 다음과 같은 데이터 시트 문구가 중요한 이유입니다:

작동 온도: −20°C ~ 55°C

겨울 충전에 대한 충분한 정보를 스스로 제공하지 않습니다.

다음에 대한 별도의 정보가 필요합니다:

충전 온도

방전 온도

저온에서 허용되는 충전 전류

허용되는 방전 전류

배터리 가열이 가능한지 여부

셀 온도가 변함에 따라 BMS가 이러한 한계를 어떻게 변경하는지

전체 운영 온도 범위는 제조업체가 명시적으로 지원하지 않는 한, 해당 범위 전체에서 완전한 충전 및 방전 전력으로 해석되어서는 안 됩니다.

10:30 — 셀 온도, 날씨 앱 온도가 아닙니다.

또 다른 실수는 외부 공기 온도를 배터리 온도인 것처럼 사용하는 것입니다.

날씨 앱이 다음과 같이 말한다고 가정해 보겠습니다:

−3°C

이것은 배터리 셀의 온도가 −3°C임을 증명하지 않습니다.

배터리는 다음과 같을 수 있습니다:

단열된 차고 안에

야외 인클로저 안에

이전 작동으로 인해 따뜻해진

내부 가열 장치가 장착된

또는 가장 가까운 기상 관측소와 다른 지역 조건에 노출된.

BMS는 자체 온도 측정 및 프로그래밍된 한계에 반응합니다.

따라서 시스템 설계에 있어 저는배터리의 열적 조건에 관심이 있습니다., 단순히 도시의 겨울 설계 온도는 아닙니다.

12:00 — 배터리가 따뜻해지고 충전 한계가 변경됩니다.

정오가 되면 주변 온도가 상승하고 배터리가 따뜻해졌습니다.

BMS가 이제 허용한다고 가정해 보겠습니다:

60 A 충전 전류

명목값을 사용한 간단한 계산을 위해51.2 V배터리:

51.2 V × 60 A = 3.07 kW

그것은3.07 kW는 유도된 산술 값입니다., 측정된 충전 결과가 아닙니다. 실제 배터리 전압은 SoC 및 작동에 따라 달라지며, 인버터 한계, BMS 로직, 온도 및 기타 시스템 제약이 사용 가능한 충전 전력을 줄일 수 있습니다.

이 구분은 중요합니다.

제조업체의 공개된 배터리 사양에 다음과 같이 명시되어 있다면:

51.2 V 명목

과

관련 조건에서 허용되는 60 A 충전 전류

우리는 이러한 값으로부터 대략적인 전력을 계산할 수 있습니다.

그 결과를 다시 표시해서는 안 됩니다:

측정된 충전 전력: 3.07 kW

누군가 실제로 측정하지 않는 한.

다음과 같은 구분:공식 발표된, 유도된, 그리고측정된값은 배터리 크기 계산을 나중에 감사하기 훨씬 쉽게 만듭니다.

추운 날씨는 배터리를 비우지 않고도 요금 전략을 무너뜨릴 수 있습니다.

이제 다른 가정을 고려해 보십시오.

그곳은 다음의 저렴한 전기를 사용하는 시간대 요금제를 사용합니다:

02:00–04:00

배터리는 저렴한 시간대가 끝나기 전에8 kWh회복해야 합니다.

첫 번째 점검에서 손실을 무시하면:

8 kWh ÷ 2 h = 4 kW

따라서 배터리는 충전 손실을 고려하기 전에 대략 4 kW의 평균 충전 전력이 필요합니다.

하지만 차가운 온도에서 BMS 제어가 배터리를 다음으로 제한한다고 가정해 보십시오:

2 kW

대부분의 시간대 동안.

완벽한 효율성을 가정하면:

2 kW × 2 h = 4 kWh

저렴한 기간 동안 의도된 8 kWh의 절반만 추가할 수 있습니다.

배터리가 반드시 고장난 것은 아닙니다.

요금 전략과 추운 날씨에서의 충전 능력이 단순히 일치하지 않습니다.

이것이 기사에서짧은 비혼잡 시간대에 가정용 배터리를 충전하는 데 필요한 kW는 얼마입니까?그리고 추운 날씨의 배터리 설계가 밀접하게 연결되어 있는 이유입니다: 요금이 필요한 충전 kW를 결정하고, 배터리 온도가 그 kW의 실제 사용 가능량을 결정할 수 있습니다.

히터가 질문을 바꿉니다.

일부 배터리 시스템은 셀을 허용 가능한 충전 범위로 가져오기 위해 난방 또는 열 제어 전략을 사용합니다.

난방이 있을 경우, 나는 다음에서 멈추지 않을 것입니다:

자가 난방: 예

나는 물어볼 것입니다:

난방은 언제 시작됩니까?

무엇이 그것을 작동합니까—배터리, PV 또는 그리드?

소비되는 전력은 얼마입니까?

예상 조건에서 예열에 걸리는 시간은 얼마입니까?

임계값에 도달한 직후에 전체 충전 전류가 즉시 사용 가능해집니까?

이 질문들은 중요합니다. 왜냐하면 난방이 에너지와 시간을 소모하기 때문입니다.

긴 야간 요금 시간대가 있는 주택 소유자에게는 이를 수용하는 것이 쉬울 수 있습니다.

두 시간의 저렴한 시간대가 있는 경우, 그 기간의 일부를 배터리를 따뜻하게 하는 데 사용하면 충전에 사용할 수 있는 에너지가 실질적으로 줄어들 수 있습니다.

방전 한계는 여전히 중요합니다.

저온 충전이 더 많은 주의를 필요로 한다는 사실은 방전이 무제한이라는 것을 의미하지 않습니다.

추운 온도는 사용 가능한 전력을 줄이고, 내부 저항을 증가시키며, 전압 동작에 영향을 미치고 BMS의 출력 제한을 유발할 수 있습니다.

그래서 나는 결코 다음과 같은 말을 하지 않을 것입니다:

영하에서도 방전이 가능합니다.

마치 다음을 의미하는 것처럼:

최소 사양 이상의 모든 온도에서 전체 정격 방전 전력이 사용 가능하다는 것입니다.

백업 설계의 경우, 설치자는 추운 날씨에서의 방전 능력이 필요한 것을 지원할 수 있는지 확인해야 합니다:

히트 펌프

우물 펌프

냉장

조명

그리고 기타 필수 부하들.

충분한 kWh를 포함한 배터리라도 온도에 따라 달라지는 kW 제한이 있을 수 있습니다.

차가운 장소에 배터리를 인용하기 전에 확인해야 할 사항

난방이 없는 차고, 유틸리티 룸 또는 야외에 설치된 Ruibit/Dawnice 홈 ESS의 경우, 다음에 대한 정확한 모델 문서를 원합니다:

확인	왜 중요한가
충전 온도 범위	충전 경계 정의
방전 온도 범위	백업/운영 경계 정의
저온 충전 전류	사용 가능한 충전 kW 결정
저온 방전 전류	사용 가능한 부하 전력 결정
온도 감지	BMS가 실제로 모니터링하는 내용 표시
난방 시스템	충전 능력을 복원할 수 있음
인버터 충전 한도	다음 병목 현상이 될 수 있음
설치 환경	예상 셀 온도 결정

그런 다음 이러한 제한을 배터리가 수행해야 하는 실제 작업과 비교합니다.

태양광 자가 소비를 위해:

예상되는 겨울 PV 잉여를 흡수할 수 있습니까?

시간대별 충전을 위해:

저렴한 요금제 시간대 내에 재충전이 가능합니까?

백업용:

예상되는 겨울 배터리 온도에서 필요한 부하를 공급할 수 있습니까?

이것은 세 가지 다른 질문입니다.

추운 날씨의 크기 조정은 kWh와 온도 의존적인 kW 모두 필요합니다

배터리는 밤 동안 충분한 저장 에너지를 가질 수 있지만 다음 아침에 너무 느리게 충전될 수 있습니다.

명목상 인버터 전력이 충분하더라도 셀의 온도가 낮아 BMS에 의해 제한될 수 있습니다.

충전이 제한된 상태에서도 방전이 계속될 수 있습니다.

따라서 한 줄로 된 차가운 기후의 홈 ESS를 승인하지 않을 것입니다.작동 온도.

충전 및 방전 한계를 별도로 확인하고, 어떤 값이 발표된 사양인지, 어떤 값이 유도된 계산인지 식별한 후, 해당 한계를 사이트의 태양광 프로필, 요금제 시간대 및 백업 부하에 대해 테스트하십시오. 추운 날씨에서는 사용 가능한 배터리 전력이 사용 가능한 배터리 에너지만큼 중요할 수 있습니다.