南樺 電子報 362 出刊日期 | 2022.01.10

介紹 BIC-2200 能源回饋式雙向交直流電源供應器及應用


簡介
近年來,綠色能源與永續發展已成為世界各地潮流,其中電池更扮演至關重要的腳色。


明緯新推出的 BIC-2200 系列,特別適用於電池製造工廠。選擇BIC-2200 系列,客戶可使用單台 BIC-2200 即可取代上述兩台電源之功能。該系列除了可以透過AC對DC電池供電之外,當需要將電池放電時,更可透過反向電源動作,將電池DC電能回饋到AC電網,供周遭設備使用。此外,當電池充放電時,亦可搭配尖峰與離峰用電,實現削峰填谷,降低充電製程時的電費支出。採用BIC-2200系列,可大幅提升能源使用率,並達到降低建置成本與生產成本之優勢。
為了滿足各國需求,並提升使用上的安全性,BIC-2200系列擁有完整認證,除了通過TUV/UL 62368-1與CE認證之外,其AC並聯功能設計亦參照IEC 62477-1標準。採全數位化設計的BIC-2200系列,透過數位控制優化運作機制,使其雙向轉換效率高達93%,降低能源轉換時的損耗。客戶亦可選配支援CAN Bus通訊協定的機型,符合電源管理與智慧工廠的趨勢。

除了上述幾項優點,在AC對DC與DC對AC雙向的轉換時,BIC-2200系列可於極短的1ms內快速切換,以因應各種製程變化。此外,為使客戶有彈性地增加或減少負載量,BIC-2200系列可5台並聯輸出 (總功率達11000W),不僅提升產線彈性,亦滿足不同規模之需求。選用BIC-2200系列,不僅能降低建置、生產、維護成本外,發電廠碳排降低的結果,在未來可落實企業提供綠色產品的使命,並達到永續經營的最終目標


產品特色:

低高度1U薄型化設計
全機數位化控制,雙向轉換效率高達93%
快速雙向切換響應時間 <1ms (AC/DC ? DC/AC)
CB/UL/TUV 62368法規認證,電路設計符合IEC 62477法規
最高可支援5台並聯應用,功率擴增至11kW
雙向THDi <3%
數位通訊可強制切換充放電模式 (選配CAN Bus機型)
保護功能:孤島保護、AC異常保護、DC過電壓保護、過負載保護、短路保護、
  過溫度保護
5年保固

BIC-2200能源回饋式雙向交直流應用:

隨著科技的發展,為人類的生活帶來了舒適性與便捷性,但也帶來環境保護與能源匱乏的問題,隨著環保意識抬頭並解決能源短缺問題,因此近幾年再生能源與綠能產業的發展隨即因應而生。同時,電能轉換與儲能系統的完備度也越顯重要;其中搭配太陽能、風能與燃料電池等發電設備的應用,以及其相關技術的發展也更為重要且不容忽視。
圖一中所示為能源回饋式雙向交直流電源供應器應用示意圖,本文主要聚焦在 BIC-2200 能源回饋式雙向交直流電源供應器於鋰電池工廠的充放電燒機設備應用,除了達到電池化成與分容的生產步驟,確保電池品質,同時也達到電力回收,節省電力消耗。


圖一 能源回饋式雙向交直流電源供應器示意圖

鋰電池具有能量密度高、無記憶效應、循環壽命長、自放電少等突出的優點,是行動電話、攝影機、筆記本電腦、可攜式測量儀等電子裝置小型輕量化的理想電源,同時也是電動汽車、軍用的理想輕型高能量動力源,由於應用廣泛且要求高,所以其生產品質要求也備受矚目。

電池生產的過程,最重要的就是化成與分容兩個步驟,電池芯製造後,透過一定的充放電方式將其內部正負極物質激活,改善電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程稱為化成,而分容簡單理解就是容量分選、性能篩選分級,也是透過充放電來達到。由於化成和分容基本原理相同,化成和分容功能集成在同一個櫃子內,化成分容櫃的功能實際上就像充電器,只不過它可以同時為大量的電池芯充放電。

在化成與分容的過程需要持續對電池芯充放電,龐大的耗電量亦是可觀的生產成本,為節省生產成本,化成分容櫃製造商會如圖二所示設計,經由 BIC-2200 能源回饋式雙向交直流電源供應器與雙向 DC/DC 轉換器,順向工作時,可以對電池進行充電;反向工作時,則對電池放電,並將電能回收電力系統,提供給其他 AC 負載使用,藉以節省電費成本。


隨著科技的發展,為人類的生活帶來了舒適性與便捷性,但也帶來環境保護與能源匱乏的問題,隨著環保意識抬頭並解決能源短缺問題,因此近幾年再生能源與綠能產業的發展隨即因應而生。同時,電能轉換與儲能系統的完備度也越顯重要;其中搭配太陽能、風能與燃料電池等發電設備的應用,以及其相關技術的發展也更為重要且不容忽視。
圖一中所示為能源回饋式雙向交直流電源供應器應用示意圖,本文主要聚焦在 BIC-2200 能源回饋式雙向交直流電源供應器於鋰電池工廠的充放電燒機設備應用,除了達到電池化成與分容的生產步驟,確保電池品質,同時也達到電力回收,節省電力消耗。


圖二 化成分容櫃內部配置圖
根據以上的應用,明緯新推出首款 BIC-2200 能源回饋式雙向交直流電源供應器。此系列為 2.2kW 的雙向電源,其設計可用於控制從交流電網到直流側的功率傳輸,以及從直流側到交流電網的能量回收。雙向電源的推出,可允許電網對電池充電,亦可將回收電能饋入交流市電電網以達能源循環使用。BIC-2200 內建並聯功能、開關機遙控功能與數位通訊功能;可以為電池測試設備、充電站、激光系統與動能回收系統提供廣泛的設計靈活性。

實機操作BIC-2200應用影片:



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