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电池制造和BESS组装电缆策略:从电池到并网的规范

电池单元生产线需要能够耐受干燥室露点、电解液填充过程中的溶剂暴露以及通常连续运行的成型和老化设备的占空比的电缆。大型工厂内常见的电缆组包括用于涂层、压延和成型设备驱动和运动的ÖLFLEX® FD和伺服级电缆、用于控制和仪表的UNITRONIC®电缆,以及在确认应用要求后,适用于干燥室和溶剂邻近区域的SKINTOP®电缆接头。在价值链的BESS(电池储能系统)侧,管理标准和安装条件有所不同,但可以应用一致的规范纪律:低烟无卤护套、在安全要求和当地规范要求下的阻燃型号,以及在柜体和母线选择同时而非之后确定的电缆排程。

大多数电池相关内容将电池生产和BESS集成视为独立问题。从规范角度来看,它们在纪律上共享的方面比行业通常承认的要多。本指南将介绍从生产电池的工厂车间到集成成品电池组的BESS柜体的电缆选择,并展示LAPP电缆、接头和连接器如何贯穿价值链的两端。

电池单元生产线上需要哪些电缆?

电池大型工厂运行着几个不同的工艺环境,每个环境都有不同的电缆要求。

电极涂布和压延

这些工艺在变频驱动下驱动高速辊筒和涂布头。此处的电缆类别是用于柔性连续运动服务的ÖLFLEX® FD级电缆,具体工艺化学成分决定了其是否具有耐油和耐冷却液性能。驱动电缆以来自变频器的高开关频率运行,这意味着屏蔽层与驱动柜的端接对EMC合规性至关重要。

电池成型和老化

成型设备以设定的电流曲线对电池进行充电和放电,通常在利用率高的工厂生产线上每天24小时运行。为成型循环器服务的电缆需要承受占空比和近乎连续运行的热负荷。

电解液填充和处理

电解液是一种溶剂。聚氯乙烯护套电缆在暴露于电解液配方中使用的溶剂时会降解。正确的护套规格取决于具体的溶剂化学性质,但总的方向是避免使用标准聚氯乙烯,转而使用经确认具有耐溶剂性的护套,例如TPE或PUR,并根据应用进行选择。

干燥室

电池干燥室的露点可以达到-40°C甚至更低,适用于先进的电池化学。标准聚氯乙烯护套会随着时间吸收水分,并可能脱落颗粒,这两者在干燥室环境中都是问题。干燥室的电缆护套选择需要根据房间等级和电池化学性质进行确认的材料规格。

所有这些区域的控制和仪表都使用UNITRONIC®电缆,它涵盖了总线、现场总线和仪表类别,并带有用于EMC密集型成型和驱动区域的屏蔽型号。

LAPP 的机械制造商和工厂工程页面涵盖了更广泛的制造背景,包括ÖLFLEX®和UNITRONIC®电缆与SKINTOP®接头一同指定的应用。

干燥室和电解液区域的布线应如何指定?

电池工厂中驱动电缆规格的三个变量是护套材料、灰尘脱落特性和接头处的防护等级。

护套材料决定了耐溶剂性和颗粒脱落。在电解液区域,确认过程是:确定电解液配方中的特定溶剂化合物,向电缆供应商请求材料兼容性检查,并在电缆排程中记录结果。没有化合物特定确认的通用耐化学性声明是不够的。

干燥室中的灰尘脱落是护套材料和外表面纹理的函数。当弯曲或拖过电缆桥架时,粗糙纹理的护套会脱落更多颗粒。光滑护套的PUR或TPE电缆是干燥室安装的标准方向,但根据房间等级进行确认是规格制定者的责任。

电缆接头选择 在这些区域取决于电缆护套和安装环境。SKINTOP®电缆接头有黄铜、不锈钢和聚合物型号,符合IEC 60529标准,防护等级从IP54到IP68。当安装的电缆外径在接头指定的接受范围内时,接头等级成立。过度指定接头(在只需要IP54的干燥室区域使用不锈钢)会增加成本而无益处。不足指定则会在面板入口处产生进水风险。

从电池生产转向BESS柜体时,电缆选择有何变化?

简短的回答是:管理标准和故障模式层级发生变化,尽管规范纪律保持不变。

在生产线内部,主要的电缆风险是机械循环、变频器谐波或化学暴露导致的过早磨损。电缆故障,生产过程停止。

在BESS柜体内部,主要的电缆风险是火灾或热失控蔓延。BESS内部的电缆故障不仅仅是停机事件。它是系统安全案例的一部分。这改变了规范中的两件事:

防火等级

BESS安装越来越多地在柜体内部指定LSHF(低烟无卤)或LSZH电缆,特别是在疏散或灭火响应重要的封闭或半封闭位置。具体的防火等级(IEC 60332、IEC 60754、IEC 61034)取决于安全案例和适用的当地法规。

电缆排程时间

在BESS项目中,电缆排程通常是最后确定的项目。这是错误的顺序。从变压器到逆变器的并网电缆承载着直流串中最高电压水平下的全系统充电和放电电流。在开关设备安装后加大这些电缆的尺寸既昂贵有时又不可行。LAPP可再生能源页面和RE连接工具包博客涵盖了太阳能和BESS背景下的并网电缆选择。

LAPP亚太地区的电池连接器系列还包括EPIC® BATTERY连接器(亚太区eShop提供120A、250A和350A型号),用于BESS柜体内部的高电流互连层,其中可现场更换的连接器简化了模块级服务。

与我们的工程师交流

LAPP为生产电池的生产线和集成这些电池的BESS系统提供电缆和连接器。ÖLFLEX®、UNITRONIC®和SKINTOP®涵盖了工厂车间;LSHF型号和EPIC® BATTERY连接器涵盖了BESS柜体。

我们的连接专家可以根据您的电池生产线或BESS项目的应用要求审查您的电缆排程。请访问jj-lapp.com/contact-us/与我们的工程师交流,了解完整的新能源电缆方案。