风冷1P400S储能系统最大电流及短路电流计算

本文以5.0176MWh储能风冷系统为例，共14簇电池簇，每簇25个电池箱，单个电池箱1P16S，容量为14.336kWh。

1、运行最大电流计算

电池簇由25个电池箱串联组成。电池箱集成16个LF280K电芯，成组方式为1P16S。则电池簇的串并方式为1P400S，充放电电压范围为1120V～1440V。按照额定P2（1250kW）的恒功率充放电方式，电池簇的额定充放电电流为140A。系统放电末端，放电功率不变，电池电压下降，电流增大。当电池组端电压Umin下降至截止电压1120V时，电池系统的电流最大。最大电流值Imax如下。

Imax=P/Umin=1250kW/1120V×1000≈1116A

2、运行短路电流计算

LF280K电芯单体内阻为0.25mΩ，电池簇由n（400）颗单体电芯串联组成，则电池簇的电池内阻RC阻值计算如下。

RC=0.25 mΩ×n=0.25 mΩ×400≈100 mΩ

电池簇的内阻除了电芯本身的内阻值外，还包含运行过程中的极化内阻、铜铝排连接等连接件内阻、过流器件接触电阻等。以上因素归拢为一个内阻系数，根据经验值，系数值取1.6。故电池簇的内阻值R计算如下。

R= RC×1.6=100mΩ×1.6≈160mΩ

电池簇的实测内阻值在125 mΩ到165 mΩ之间，与理论计算值相吻合。

电池簇外部短路时，整个直流回路的电势等于电池簇的组端电压。直流回路的内阻为电池簇的内阻加外部线路的内阻。外部线路的内阻较小，一般可忽略不计。则整个回路的电阻等效为电池簇的内阻，电池簇短路电流值Is计算如下。

Is= U/R=1440V÷160×10-3Ω≈9000A

储能直流系统为7簇电池并联，假设短路点位于电池簇的汇流输出端。每簇电池的内阻值可视为相同，则根据并联电阻的阻值计算公式，储能直流系统的短路Rs计算如下。

Rs=R/8 =160÷7mΩ≈22.8 mΩ

多簇并联的储能直流系统总电压值与电池簇的组端电压值相同。则直流系统短路点处的短路电流Is’计算如下。

Is’= U/R=1440V÷22.8×10-3Ω×1000≈63kA

根据以上计算，电池簇和直流系统的理论短路电流分别为9kA和63kA。