中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:凝露是空氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)形成液態(tài)水珠的現(xiàn)象,常見于環(huán)境溫度驟降或濕度較高的場(chǎng)景(如沿海地區(qū)、雨季)。當(dāng)空氣濕度超過飽和點(diǎn)且溫度降至露點(diǎn)以下時(shí),水蒸氣會(huì)在物體表面析出,形成微小水滴。
凝露對(duì)電氣設(shè)備的影響
-物理危害
凝露導(dǎo)致金屬部件腐蝕,縮短設(shè)備壽命(如電池組端子、PCS 內(nèi)部電路)。
水分滲透至絕緣材料,引發(fā)絕緣電阻下降,增加短路風(fēng)險(xiǎn)。
冷凝水在 PCB 板表面形成導(dǎo)電通路,導(dǎo)致信號(hào)干擾或元件失效。
-功能影響
電池組濕度超標(biāo)加速電解液分解,降低儲(chǔ)能效率與循環(huán)壽命。
PCS 內(nèi)部濕度升高可能觸發(fā)過溫保護(hù),影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
傳感器和通信模塊受潮后數(shù)據(jù)采集失真,導(dǎo)致控制策略誤判。
儲(chǔ)能系統(tǒng)防凝露解決方案
1. 系統(tǒng)級(jí)防潮設(shè)計(jì)
密封與通風(fēng)平衡
采用 IP65/IP66 級(jí)密封柜體,搭配防水透氣閥(如 GORE® 防水透氣膜),平衡內(nèi)外氣壓并阻隔液態(tài)水進(jìn)入。
設(shè)計(jì)導(dǎo)流槽和排水孔,確保冷凝水及時(shí)排出。
溫濕度智能調(diào)控
內(nèi)置智能除濕裝置(如半導(dǎo)體冷凝除濕模塊),當(dāng)濕度≥60% RH 時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。
配置電加熱帶或 PTC 加熱器,維持柜體內(nèi)部溫度高于環(huán)境露點(diǎn)溫度 5℃以上。
2.材料與工藝優(yōu)化
關(guān)鍵部件防潮處理
電池組端子涂覆納米防潮涂層(如 Humiseal® 1B31),增強(qiáng)抗腐蝕能力。
母線排表面鍍錫或鋅鎳合金,提升耐濕熱性能。
絕緣強(qiáng)化
使用防潮型環(huán)氧樹脂灌封電池管理模塊(BMS)。
電纜接頭采用硅橡膠密封件,避免水分滲透。
3.環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警
部署溫濕度傳感器(如 SHT30),實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控平臺(tái)。
設(shè)定閾值報(bào)警(濕度>65% RH 或溫度<5℃時(shí)觸發(fā)預(yù)警),聯(lián)動(dòng)除濕設(shè)備。
儲(chǔ)能PCS防凝露專項(xiàng)方案
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
風(fēng)道與散熱隔離
采用 “風(fēng)冷 + 水冷” 復(fù)合散熱系統(tǒng),避免潮濕空氣直接接觸發(fā)熱元件。
散熱器與控制電路分區(qū)布局,減少冷凝風(fēng)險(xiǎn)。
模塊化密封設(shè)計(jì)
功率模塊與驅(qū)動(dòng)板間加裝硅膠密封圈,阻斷濕氣擴(kuò)散路徑。
底部進(jìn)線口使用防水格蘭頭(如 PFLITSCH®),防止管道冷凝水倒灌。
2.電氣防護(hù)技術(shù)
防潮涂層工藝
PCB 板涂覆 3M? Novec? 1230 環(huán)保防潮涂層,厚度≥25μm。
功率半導(dǎo)體芯片(如 IGBT)封裝采用陶瓷基板,提升抗潮能力。
防凝露電路設(shè)計(jì)
在關(guān)鍵信號(hào)回路中串聯(lián)濕度敏感電阻,濕度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)切斷電源。
配置浪涌保護(hù)器(SPD),防止冷凝引發(fā)的瞬態(tài)過電壓。
3.運(yùn)維策略
定期巡檢
每季度使用紅外熱像儀檢測(cè)內(nèi)部溫升異常點(diǎn),排查潛在凝露隱患。
檢查防潮劑(如變色硅膠)狀態(tài),及時(shí)更換失效干燥劑。
環(huán)境適應(yīng)性改造
戶外安裝時(shí),加裝遮陽棚并傾斜柜體(傾斜角≥5°),減少頂部積水。
在沿海高鹽霧地區(qū),每月噴灑防腐蝕保護(hù)劑。
應(yīng)用案例分享
某沿海地區(qū) 100MWh 儲(chǔ)能電站防凝露綜合治理項(xiàng)目
1.地理位置
位于中國(guó)東南沿海某港口城市,年均濕度 75% RH,夏季最高濕度達(dá) 90% RH,且伴有鹽霧腐蝕。
2.項(xiàng)目規(guī)模
儲(chǔ)能系統(tǒng)容量:100MWh(磷酸鐵鋰電池組)
PCS 配置:20 臺(tái) 1.5MW 級(jí)雙向變流器
3.問題診斷
原系統(tǒng)運(yùn)行 3 個(gè)月后出現(xiàn):
? 電池組端子腐蝕導(dǎo)致接觸電阻增大(溫升 15℃)
? PCS 模塊頻繁報(bào) “絕緣故障”(月均 3 次)
? 濕度傳感器數(shù)據(jù)漂移(誤差 ±10% RH)
4. 技術(shù)方案實(shí)施
(1)系統(tǒng)級(jí)防潮升級(jí)
密封與排水系統(tǒng)
柜體升級(jí):采用WEG品牌 IP66 級(jí)不銹鋼柜體,接縫處使用道康寧 732硅酮密封膠(拉伸強(qiáng)度 1.8MPa)。
防水透氣閥:安裝GORE Vent? 1320型透氣閥(透氣量 500cc/min),搭配3M? Thinsulate?防潮層。
導(dǎo)流設(shè)計(jì):柜體底部?jī)A斜 3°,內(nèi)置PA66 材質(zhì)排水槽,連接外部波紋管引至集水井。
智能溫濕度控制
除濕裝置:部署ABB iDRY半導(dǎo)體除濕模塊(除濕量 2L / 天),集成Sensirion SHT40溫濕度傳感器(精度 ±1.8% RH)。
加熱系統(tǒng):配置**Tyco Raychem RAYCHEM?**自限溫電伴熱帶(功率 30W/m),聯(lián)動(dòng)溫控器(設(shè)定溫度≥露點(diǎn) + 5℃)。
(2)儲(chǔ)能 PCS 專項(xiàng)防護(hù)
結(jié)構(gòu)優(yōu)化
散熱系統(tǒng):改用Delta風(fēng)冷 + 水冷復(fù)合散熱(進(jìn)水溫度控制在 25-30℃),風(fēng)道與控制板間加裝硅膠發(fā)泡密封條(壓縮率 20%)。
密封工藝:功率模塊與底板間填充Loctite 5920液態(tài)密封膠(固化后硬度邵氏 A70),進(jìn)線口使用PFLITSCH EMC-SE防水格蘭頭(防護(hù)等級(jí) IP68)。
電氣防護(hù)
PCB 涂層:采用Humiseal 1B73丙烯酸樹脂涂層(厚度 30μm),關(guān)鍵芯片(如英飛凌 IGBT FF450R12ME4)底部灌封Master Bond EP30CL環(huán)氧樹脂。
防凝露電路:在驅(qū)動(dòng)板電源回路串聯(lián)Panasonic ERTJ濕度敏感電阻(閾值 80% RH 時(shí)觸發(fā)關(guān)斷),并并聯(lián)Littelfuse TVS二極管(600W 浪涌保護(hù))。
(3)監(jiān)測(cè)與運(yùn)維體系
物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
部署華為 FusionSolar智能監(jiān)控系統(tǒng),集成GPRS 溫濕度變送器(傳輸間隔 10 分鐘),設(shè)置三級(jí)報(bào)警閾值:
? 一級(jí)預(yù)警:濕度>65% RH(聯(lián)動(dòng)除濕設(shè)備)
? 二級(jí)報(bào)警:露點(diǎn)溫度<0℃(啟動(dòng)加熱帶)
? 三級(jí)停機(jī):絕緣電阻<10MΩ(觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù))
運(yùn)維策略
每月執(zhí)行:
? 用Fluke Ti480紅外熱像儀掃描模塊溫升(異常溫升>5℃需排查)
? 更換橙色硅膠干燥劑(變色閾值 20% RH)
每季度:
? 噴灑CRC 6-56防腐蝕劑(鹽霧測(cè)試通過 1000 小時(shí))
? 校驗(yàn)傳感器精度(使用Testo 635溫濕度校準(zhǔn)儀)
5. 實(shí)施效果
6. 方案復(fù)盤
密封與散熱的平衡
初期未考慮水冷系統(tǒng)冷凝風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致部分模塊結(jié)露。通過增設(shè)半導(dǎo)體制冷除濕模塊(安裝在水冷管道出口處)解決問題。
防潮材料的選型
原選用普通環(huán)氧樹脂灌封 BMS 模塊,因韌性不足在溫差環(huán)境下開裂。改用Master Bond EP30CL(斷裂伸長(zhǎng)率 15%)后失效風(fēng)險(xiǎn)降低。
智能預(yù)警的價(jià)值
2024 年 8 月系統(tǒng)檢測(cè)到某電池簇濕度異常(68% RH),提前 3 天發(fā)現(xiàn)密封圈老化問題,避免潛在短路事故。
總結(jié)
儲(chǔ)能系統(tǒng)防凝露需遵循 “主動(dòng)預(yù)防 + 被動(dòng)防護(hù)” 原則,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、材料升級(jí)和智能監(jiān)控形成多層防護(hù)體系。對(duì)于 PCS 等核心部件,需重點(diǎn)關(guān)注散熱與密封的平衡設(shè)計(jì),并結(jié)合運(yùn)維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整防護(hù)策略。
產(chǎn)品選型推薦
產(chǎn)品特點(diǎn)
穩(wěn)定
1.采用第三代DSP+FPGA雙核架構(gòu),運(yùn)行主頻和指令速度提升顯著;
2.采用混合多重解耦HCMD鎖相環(huán)PLL算法,有效提取電網(wǎng)基波分量的電壓和頻率,能夠及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)電壓擾動(dòng),提高并網(wǎng)穩(wěn)定性和魯棒性;
3.采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),發(fā)熱源和控制系統(tǒng)分層,提高系統(tǒng)散熱性能、壽命和穩(wěn)定性、IP65級(jí)防塵防水。
安全
1.采用光纖驅(qū)動(dòng)技術(shù),光信號(hào)代替電信號(hào),控制信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)光電高壓隔離,控制系統(tǒng)更穩(wěn)定、安全;
2.高效熱管理,可選配智能風(fēng)冷或液冷散熱。智能風(fēng)冷采用熱管及冷媒散熱技術(shù),液冷為自研流道設(shè)計(jì),高效熱傳遞,提高功率器件散熱效率。滿功率輸出,保障營(yíng)收效益。
可擴(kuò)展
1.可擴(kuò)展多級(jí)模式,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景配置合適的DC/DC和PCS模塊,實(shí)現(xiàn)多路直流源和交流源共直流母線儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠運(yùn)行;
2.高、低壓及功率可擴(kuò)展,功能系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì),快速響應(yīng)不同電壓等級(jí)及功率等級(jí)的定制化
需求;支持并聯(lián)工作模式;可擴(kuò)展多種通訊和控制接口,支持第三方外部EMS設(shè)備。
易維護(hù)
1.模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),核心模塊獨(dú)立裝配,用戶終端分鐘級(jí)拆卸維修,適合工商業(yè)儲(chǔ)充運(yùn)維
場(chǎng)景,維護(hù)成本低;器件選型充分考慮耐久性和壽命,摒棄低成本模式,采用IGBT模塊組、薄膜
電容、疊層母排等高功率性能優(yōu)秀的長(zhǎng)壽命器件;
2.故障數(shù)據(jù)云端共享,技術(shù)服務(wù)7*12小時(shí)在線。
EETRUE 60kW-300kW雙向DCDC功率變換器
產(chǎn)品特點(diǎn)
配置靈活, 多極模式可擴(kuò)展,可采用共直流母線結(jié)構(gòu),支持1000V高壓直流母線
DC/DC雙向能量流動(dòng),直流輸入側(cè)可采用恒流模式,最大電流為300A
高效熱管理,采用熱管及分層設(shè)計(jì)
寬輸入/輸出直流電壓范圍,兼容200Vdc-1000Vdc系統(tǒng)
滿足新能源儲(chǔ)能電池、光伏組件、新能源汽車接入可配置新能源汽車V2G、MPPT、移動(dòng)儲(chǔ)能智能充電機(jī)器人直流快充等功能
模塊化設(shè)計(jì),維護(hù)更加便捷
電路框圖