Mis on pinge jälgimine?
Eelmisel aastal pöördus Saksa klient, kuna kolm nende laos olevat tõstukit keeldusid ootamatult töötamast. Selgus, et akud olid korras,{1}}BMS oli pinge näidu põhjal triivinud umbes 40 mV ja otsustas, et akud on üle laetud. Pani kõik kinni. Kolm masinat on terve päeva jooksul surnud. Seal arveldatakse tundide kaupa.
Päris tüüpiline lugu tegelikult. Pinge jälgimine kõlab nagu BMS-i kõige elementaarsem asi. Ja ometi põhjustab see "põhifunktsioon" rohkem väljaprobleeme kui peaaegu miski muu.
Mida pinge teile ütleb
Igaüks, kes töötab akudega, teab, et klemmipinge on põhimõtteliselt{0}}elemendi oleku reaalajas peegel. SOC hinnang sõltub sellest. Üle- ja ülelaadimiskaitse sõltub sellest. Rakkude konsistentsi kontrollid sõltuvad sellest. IEC 62619:2022 ütleb otse: pinge on kriitilisem kui vool või temperatuur ning BMS peab laadimise katkestama enne või kohe, kui elemendi pinge jõuab turvalagi.
Miks nii lõplik? Sest pinge muutub kõigepealt. Sisetakistuse suurenemine, võimsuse vähenemine, liitiumkatte oht{1}}need ilmnevad pinge käitumises nädalaid või kuid enne temperatuurianomaaliaid. Selleks ajaks, kui saate termoalarmi, on asjad juba külili läinud.
Toyota AHR10W hübriidakusüsteem pakub kasulikke võrdluselemente. 168 igaühel 1,2 V, seeria-ühendatud 201,6 V pingega. ECU käsitleb iga kahte moodulit ühe seireüksusena, jälgides kokku 14 ühikut. See rühmitus võimaldab süsteemil täpselt määrata, milline üksus sisaldab probleemset lahtrit. Sama loogika kehtib ka tööstuslike pakettide kohta-ei saa anda igale lahtrile oma sidekanalit, kuid vajate piisavalt detailsust, et jälgida probleeme vähemalt mooduli tasemel.
Neli tuvastamismeetodit
Aku pinge tuvastamine on jagatud neljaks peamiseks lähenemisviisiks. Enamik liitiumaku tarnijaga rääkivaid ostjaid ei küsi selle detaili kohta, kuid see detail määrab kogu BMS-i töökindluse taseme.
Relee-ja-kondensaator
Esiteks on relee{0}}ja-kondensaatori isolatsiooni diskreetimine. Lihtne kontseptsioon: kondensaator võtab elemendist pinge, seejärel mõõdate kondensaatorit. Probleemid on ilmselged liiga-aeglane proovivõtt, halb täpsus, relee kulumine. Mõned varased energiasalvestusprojektid kasutasid seda. Nüüdseks enamjaolt vananenud.
Ujuv-maa
Teiseks on ujuva{0}}maa tuvastamine. Akna komparaator kontrollib, kas praegune maanduspotentsiaal töötab A/D muundamiseks; kui ei, siis D/A kohandab seda. Laboris testid hästi. Kukkub põllul laiali. Kahveltõstukite ja AGV-de{5}}mootori häired on liiga tugevad. Maa potentsiaal ei jää paigale.
Ühine{0}}režiim
Kolmandaks on levinud{0}}režiimi tuvastamine. Kõik elemendid mõõdetakse ühe võrdluspunkti suhtes, täppistakistijagurid vähendavad kõike, seejärel lahutate üksikute elementide pingete saamiseks. Lihtne vooluring. Kuid takisti vead kuhjuvad. Töötab 8S all korralikult. Pärast seda muutub täpsus küsitavaks. Seda virnastamisprobleemi ei saa kalibreerimisega täielikult lahendada,{8}}see on lähenemises sisse kirjutatud.
Diferentsiaal-režiim
Neljandaks on diferentsiaal-režiimi tuvastamine. Op-võimendid eitavad tavarežiimi-pinget ja mõõdavad otse iga elemendi diferentsiaali. Täpsus ületab ülejäänud kolme kindla vahega. Kompromiss- on ahela keerukus ja hind. Üle 12S pakid jagunevad tavaliselt mitmeks tuvastusmooduliks, millest igaüks käsitleb segmenti ja edastab tulemusi siini kaudu. Enamik tööstustöid tegevaid liitiumakusüsteemide tootjaid on selles suunas liikunud.
Lekkevoolu lõks
Sellest on lihtne mööda vaadata.
Pingetuvastusahelad võtavad rakkudest voolu. Väikesed kogused-mikroampritest milliampriteni-kuid pidevalt. Ja siin on konks: seeriapaketis kannavad negatiivsele klemmile lähemal olevad rakud rohkem lekkevoolu. Võtke 16S pakk. Positiivses otsas olev lahter 1 näeb lekkeid ainult oma tuvastusahelast. Negatiivses otsas olev lahter 16 näeb kumulatiivset leket kõigist 16 tuvastusahelast, lisaks BMS-kontrollerist ja mis tahes muust viitepaketist, mis on negatiivne.
Sadade tsüklite jooksul tühjenevad negatiivsed{0}}lõpurakud sügavamale ja vananevad kiiremini. Järjepidevus triivib. See ei ole rakukvaliteedi probleem. See on süsteemi disaini probleem.
Parandused on olemas: absoluutse lekke vähendamiseks suurendage tuvastusahela sisendtakistust; lisage lülitid proovivõtuteede lahtiühendamiseks, kui mõõtmist ei toimu; või lihtsalt määrake negatiivsete{0}}lõpppositsioonide jaoks veidi suurema võimsusega lahtrid ja aktsepteerige asümmeetriat. Kui LiFePO4 akude hulgimüüja ei oska sellekohastele küsimustele vastata, tekib nende pakenditel tõenäoliselt selles valdkonnas kiirenenud tasakaalustamatus. Hea filtriküsimus, kui kontrollite müüjaid.
Täpsus ja miks see on olulisem kui spetsifikatsioonid soovitavad
IEC 62619 ütleb, et pingekaitse peab toimima enne või siis, kui elemendi pinge jõuab ohutusläveni. Tundub, et varu on olemas. Praktikas pole seda palju.
Võtke LFP. Täislaadimine umbes 3,65 V. Ohutsoon algab umbes 3,70 V. See on 50 mV aken. Kui tuvastamise täpsus on ±30 mV-tavaline odavates BMS-i konstruktsioonides,-ainuüksi mõõtemääramatus sööb üle poole teie ohutusvarust. BMS näitab 3,65V, reaalne pinge võib olla juba 3,68V. Töötame sisemiselt ±5 mV. Vajab paremaid ADC-sid, pingelisemaid viiteid, hoolikamat PCB paigutust. Maksab rohkem. Kuid võrreldes sellega, mis läheb valesti, kui täpsus libiseb, pole mainimist väärt.
Oli juhtum: kliendi pakend töötas kaks aastat, tuvastamise täpsus langes tarnimisel ±8 mV-lt ±35 mV-le. Veakoodid puuduvad,{3}}triivimine oli järkjärguline. Ühel päeval laadimise ajal tabas element tegelikult 3,72 V, samal ajal kui süsteem arvas, et see on 3,65 V, ja jätkas. Vedas, et kamber pidas vastu. Muidu on see vahejuhtumiaruanne.
Selline progresseeruv ebaõnnestumine peidab end hästi. Iga-aastane kalibreerimiskontroll on minimaalne.
Tasakaalustamine, temperatuur ja kõik muu
Aktiivne või passiivne, tasakaalustamine toimib ainult siis, kui tead, millised rakud on kõrgel ja millised madalal. Halb tuvastamine tähendab pimedat tasakaalustamist. Passiivne tasakaalustamine voolab läbi takistite. Tavalisel 50mA tasakaalustusvoolul kulub ühe elemendi 0,1V alla tõmbamiseks tunde. Kui pinge mõõtmise vead pööravad isegi aeg-ajalt suunda, suurendate energia põletamise ajal tasakaalustamatust. Tööstusliku liitiumaku müüja hindamisel küsige tasakaalustamisstrateegia ja tuvastamise täpsuse kohta. "On aktiivne tasakaalustamine" ei tähenda midagi, kui aluseks olevad andmed on prügi.
Temperatuuri kompenseerimine on veel üks asi, mida spetsifikatsioonilehtedel harva kuvatakse. Sama element 3,30 V pingel loeb erinevalt 25 kraadi ja 0 kraadi juures. Sisetakistus nihkub, mõõteahel ise triivib temperatuuriga. Ilma hüvitiseta varieeruvad SOC-i hinnangud hooajaliselt. Madala-temperatuuri laadimine muudab keerulisemaks-elemendid -5 kraadi juures ei käitu nagu toatemperatuuril olevad elemendid. BMS, mis jälgib ainult pinget ilma temperatuuri ristviiteta, võib lubada laadimist, kui see ei tohiks olla, või blokeerida laadimise, kui see on võimalik. Peate selle asja kohta otse tarnija tehniliselt meeskonnalt küsima.
Kuidas ebaõnnestumine välja näeb
Äkiline rike
Pinge jälgimise probleemid ilmnevad mitmel viisil. Kõige ilmsem on äkiline viga. Ühe elemendi pinge on 0 V või täispaketi pinge. Süsteem viskab koodi ja lukustab välja. Tüütu, aga vähemalt süsteem teab, et midagi läks katki.
Järkjärguline triiv
Hullem on järkjärguline triivimine. Mõõdetud väärtused erinevad aeglaselt tegelikkusest. Veakoode pole. Kaitseläved on tõhusalt keelatud. Võib juhtuda kaks aastat enne, kui keegi märkab-tavaliselt sellepärast, et juhtus midagi halba.
Vahelduv kontakt
Siis tekivad vahelduvad kontaktiprobleemid. Vibratsioon lõdvendab sensori juhtmeühendusi. Pinge näidud tulevad ja lähevad. Mõnikord reprodutseeritav, mõnikord mitte. Õudusunenägu tõrkeotsinguks.
Pinge jälgimine läheb sügavale, kui soovite kaevata, kuid põhipunkt on lihtne: see on andmevundament kõigele muule, mida BMS teeb. Vundament ei ole tugev, miski pealispinnal pole oluline.
Kui hankite akusid, ärge vaadake ainult mahutavust, tsükli eluiga ega hinda. BMS-i tuvastamise täpsus, tuvastamise arhitektuur, kalibreerimisprotokollid{1}}need sisemised osad on sama olulised. Küsimused teretulnud. Oleme aastate jooksul astunud piisavalt maamiinidele, et omada arvamust.
