Exigences de performance pour la sélection de contacteurs CC haute tension dans le stockage d'énergie résidentiel

Aujourd'hui, dans un contexte de pénurie d'énergie et de contrôle strict des politiques d'émission de carbone, la demande énergétique résidentielle est de plus en plus orientée vers la production d'énergie photovoltaïque. Les systèmes d'énergie résidentielle ou de stockage d'énergie domestique font de plus en plus leur apparition dans les foyers des gens ordinaires. Dans les systèmes de stockage d’énergie domestique, un dispositif de commutation CC essentiel appelé contacteur CC haute tension joue un rôle essentiel. Installé dans le boîtier haute tension, ce composant central sert à la fois de connexion électrique et de mécanisme de protection entre les groupes de batteries et le système. Les performances de ce contacteur CC haute tension déterminent directement si l'ensemble du système de stockage d'énergie domestique peut fonctionner de manière sûre, fiable et maintenir une stabilité à long terme.

       

Dans un système de stockage d’énergie domestique, deux contacteurs CC haute tension sont généralement utilisés pour :

• Contacteur de circuit positif : contrôle la connexion entre le positif du groupe de batteries et le système. 

• Contacteur de circuit de pôle négatif : contrôle la connexion entre le pôle négatif du groupe de batteries et le système.

Certains systèmes ajoutent également un contact de précharge pour précharger le condensateur avant que le contact principal ne soit fermé afin d'éviter les surintensités. Par conséquent, la configuration courante est la suivante : 2 à 3 contacteurs, le nombre spécifique dépend de la conception du système.

       

À l'heure actuelle, le système de stockage d'énergie photovoltaïque domestique adopte généralement la tension du système de 1 000 V CC. Afin de garantir le fonctionnement sûr et fiable à long terme du système de stockage d'énergie, les principaux clients du secteur ont proposé une série d'exigences pour les contacteurs HVDC utilisés dans le boîtier haute tension, qui sont résumées comme suit :

Tableau de synthèse des expériences

Non.	Article de test	Norme de référence
1	Test de performances de base	GB/T21711.7-2018
2	Résistance de contact auxiliaire ≤0,1Ω（@2A）	GB/T21711.7-2018
3	Test au fil incandescent	GB/T 14048.1-2012 7.1.2.2, GB5169.10, GB5169.12
4	Test de résistance mécanique des bornes	GB/T14048.1-2012 8.2.4.2
5	Résistance mécanique du boîtier	GB/T14048.1-2012 8.2.4.2
6	Tension de tenue aux impulsions 8KV ± 3%	GB/T 21711.7-2018 4.10
7	Augmentation de la température	GB/T14048.1-2012 8.3.3.3
8	Durée de vie électrique de création et de rupture 6 000 cycles (500 Vdc @ 100 A)	UL508-1999
9	Durée de vie électrique de création et de rupture de 2 000 cycles (750 Vdc à 100 A)	UL508-1999
10	Durée de vie électrique de création et de rupture 1 000 cycles (1 000 Vdc @ 100 A)	UL508-1999
11	Durée de vie électrique des contacts auxiliaires	UL508-1999
12	Durée de vie mécanique 500 000 cycles	GB/T21711.7-20184.31
13	Durée de vie mécanique à haute température	GB/T21711.7-20184.31
14	Durée de vie mécanique à basse température	GB/T21711.7-20184.31
15	Capacité de transport de courant 150A（10min），500A（30s）	GB/T14048.1-2012 8.3.3.3
16	Capacité de rupture ultime	UL508-1999
17	Paramètres de bobine à haute température	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
18	Paramètres de bobine à basse température	GB/T 21711.7-2018 4.13, GB/T 21711.7-2018 4.14
19	Test à basse température	GB/T28046.4-2011 5.1.1
20	Test à haute température	GB/T28046.4-2011 5.1.2
21	Chaleur humide, test cyclique	GB/T28046.4-2011 5.6
22	Vibrations mécaniques	GB/T28046.3-2011 4.1.2.7
23	Choc mécanique	GB/T28046.3-2011 4.2
24	Résistance aux chocs	GB/T28046.3-2011 4.2
25	Test de charge à long terme	GB/T 14048.1, GB/T14048.4
26	Stockage à long terme à haute température et humidité	GB/T28046.4 5,6
27	Test de choc thermique (cyclage haute-basse température)	GB/T2423.22-2012
28	Test au brouillard salin	GB/T2423.17-2008
29	Capacité nominale de coupure de court-circuit 500 Vdc à 6 000 A (fusible 100 A)	GB/T 14048.1-2012 7.2.5

Sur le marché actuel , la plupart des marques de contacteurs CC haute tension de la série 100 A, en particulier les contacteurs CC scellés à l'époxy, ont une durée de vie électrique idéale à 750 V CC, mais lorsqu'il s'agit d'une tension de 1 000 V CC, leurs performances de durée de vie électrique chutent fortement, comme le montre la figure ci-dessous.

De nombreuses marques sur le marché prétendent simplement que leurs produits atteignent une tension nominale de 1 000 V CC, voire 1 500 V CC, sans toutefois préciser leur durée de vie électrique. Lors de l'évaluation des performances des contacteurs CC, seuls les paramètres de tension de conversation sont insuffisants et peuvent même induire les utilisateurs en erreur. Les véritables performances des contacteurs CC, en particulier leur durée de vie électrique, doivent être évaluées au moyen de tests complets de tension, de courant et des cycles qualifiés réalisés lors de la fermeture et de la coupure.     

 

Pour plus d'informations sur la relation entre Ui et Ue et sur la façon de distinguer les performances des contacteurs CC, consultez l'article précédent :

Identifier les performances via les paramètres : comment identifier efficacement la signification de Ui et Ue d'un contacteur DC haute tension - AnLaiQiang Tech

Afin de répondre aux exigences de performance des clients du secteur du stockage d'énergie domestique pour les contacteurs HVDC, nous avons développé une série de produits dédiés « 211 » comme suit :

Les performances de base de la série de produits spéciaux « 211 » sont les suivantes :

Vous trouverez ci-dessous nos informations de certification UL :

Comme le montre le tableau, les produits de la série « 211 » ont une durée de vie électrique de 100 A, 1 000 fois allumés et éteints à une tension de 1 000 V CC, alors que de nombreuses marques ne peuvent atteindre qu'environ 100 fois dans les mêmes circonstances, et les performances sont 1/10 des nôtres.

Les contacteurs CC haute tension de la série « 211 » ci-dessus, spécialisés dans le stockage d'énergie domestique, ont été largement utilisés dans l'équipement de plusieurs grands clients de l'industrie du stockage d'énergie.     

La manière dont le produit de la série « 211 » est conçu pour avoir une telle excellente durée de vie à haute tension sera discutée dans un article ultérieur.

La sélection des produits se réfère au tableau suivant, d'autres aspects tels que la longueur du fil, les bornes et d'autres exigences particulières peuvent être personnalisés.

Pour les éléments de test pertinents dans le tableau de synthèse des expériences, si vous êtes intéressé, veuillez me contacter.

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