რა არის ძაბვის მონიტორინგი?
გასულ წელს გერმანელმა მომხმარებელმა დარეკა, რადგან მათ საწყობში სამმა სატვირთო მანქანამ მოულოდნელად უარი თქვა მუშაობაზე. აღმოჩნდა, რომ ბატარეები კარგი იყო-BMS-მა ძაბვის მაჩვენებლებზე გადაინაცვლა დაახლოებით 40 მვ და გადაწყვიტა, რომ პაკეტები გადატვირთული იყო. ყველაფერი ჩაკეტა. სამი მანქანა მკვდარია მთელი დღის განმავლობაში. იქ საათობრივად ანგარიშობენ.
საკმაოდ ტიპიური ამბავი, რეალურად. ძაბვის მონიტორინგი ჟღერს, როგორც ყველაზე ძირითადი რამ, რასაც BMS აკეთებს. და მაინც, ეს „ძირითადი ფუნქცია“ უფრო მეტ პრობლემას იწვევს, ვიდრე თითქმის ყველაფერი.
რას გეუბნება ძაბვა
ნებისმიერმა, ვინც მუშაობს ბატარეებთან, იცის, რომ ტერმინალის ძაბვა ძირითადად არის უჯრედის მდგომარეობის რეალური-დროის სარკე. SOC-ის შეფასება ამაზეა დამოკიდებული. გადატვირთვისა და გადატვირთვისგან დაცვა დამოკიდებულია ამაზე. უჯრედის კონსისტენციის შემოწმება მასზეა დამოკიდებული. IEC 62619:2022 პირდაპირ ამბობს: ძაბვა უფრო კრიტიკულია, ვიდრე დენი ან ტემპერატურა და BMS უნდა შეწყვიტოს დამუხტვა მანამ ან როგორც კი უჯრედის ძაბვა მიაღწევს უსაფრთხოების ჭერს.
რატომ ასე საბოლოო? რადგან ძაბვა პირველ რიგში იცვლება. შიდა წინააღმდეგობის მატება, სიმძლავრის გაქრობა, ლითიუმის დაფარვის რისკი-ეს ვლინდება ძაბვის ქცევაში ტემპერატურულ ანომალიებამდე კვირით ან თვით ადრე. იმ დროისთვის, როდესაც თქვენ მიიღებთ თერმული სიგნალიზაციას, ყველაფერი უკვე გვერდით წავიდა.
Toyota-ს AHR10W ჰიბრიდული ბატარეის სისტემა გთავაზობთ სასარგებლო საცნობარო. 168 უჯრედებს თითო 1.2V-ზე, სერია-დაკავშირებულს ჯამში 201.6V. ECU განიხილავს ყოველ ორ მოდულს, როგორც ერთი მონიტორინგის ერთეულს, რომელიც აკონტროლებს სულ 14 ერთეულს. ეს დაჯგუფება საშუალებას აძლევს სისტემას ზუსტად განსაზღვროს რომელი ერთეული შეიცავს პრობლემურ უჯრედს. იგივე ლოგიკა ვრცელდება სამრეწველო პაკეტებზე-თქვენ არ შეგიძლიათ თითოეულ უჯრედს მისცეთ საკუთარი საკომუნიკაციო არხი, მაგრამ გჭირდებათ საკმარისი დეტალურობა იმისთვის, რომ პრობლემები მოდულის დონეზე მინიმუმამდე მიიყვანოთ.
ოთხი გამოვლენის მეთოდი
ბატარეის პაკეტის ძაბვის გამოვლენა დასახლდა ოთხ ძირითად მიდგომად. მყიდველების უმეტესობა, რომელიც ესაუბრება ლითიუმის ბატარეის მიმწოდებელს, არ ეკითხება ამ დეტალის შესახებ, მაგრამ ეს დეტალი ადგენს საიმედოობის დონეს მთელი BMS-ისთვის.
რელე-და-კონდენსატორი
პირველი არის რელე-და-კონდენსატორის იზოლაციის ნიმუშის აღება. მარტივი კონცეფცია: კონდენსატორი იკვლევს ძაბვას უჯრედიდან, შემდეგ თქვენ გაზომავთ კონდენსატორს. პრობლემები ასევე აშკარაა-ნელი ნიმუშის აღება, ცუდი სიზუსტე, რელეს ცვეთა. ზოგიერთი ადრეული ენერგიის შენახვის პროექტმა გამოიყენა ეს. ძირითადად მოძველებულია ახლა.
მცურავი-მიწა
მეორე არის მცურავი-მიწის ამოცნობა. ფანჯრის შედარებითი ამოწმებს, მუშაობს თუ არა მიმდინარე გრუნტის პოტენციალი A/D კონვერტაციისთვის; თუ არა, D/A არეგულირებს მას. ტესტები კარგად არის ლაბორატორიაში. იშლება მინდორში. სატვირთო მანქანები, AGV-ები-ძრავის ჩარევა ძალიან მძიმეა. მიწის პოტენციალი არ დარჩება.
საერთო-რეჟიმი
მესამე არის ჩვეულებრივი-რეჟიმების ამოცნობა. ყველა უჯრედი, რომელიც იზომება ერთი საცნობარო წერტილის მიხედვით, რეზისტორების ზუსტი გამყოფები ამცირებენ ყველაფერს, შემდეგ თქვენ აკლებთ უჯრედის ცალკეულ ძაბვას. მარტივი წრე. მაგრამ რეზისტორების შეცდომები გროვდება. მუშაობს ნორმალურად 8S-ზე. ამის შემდეგ, სიზუსტე საეჭვოა. დაწყობის ეს პრობლემა სრულად ვერ მოგვარდება კალიბრით-ის ჩართულია მიდგომაში.
დიფერენციალური-რეჟიმი
მეოთხე არის დიფერენციალური-რეჟიმების ამოცნობა. ოპ-ამპერები უარყოფენ საერთო-რეჟიმების ძაბვას და პირდაპირ ზომავენ დიფერენციალს თითოეულ უჯრედში. სიზუსტე დანარჩენ სამს სოლიდური სხვაობით აჯობა. ვაჭრობა- არის მიკროსქემის სირთულე და ღირებულება. 12S-ზე მეტი პაკეტები, როგორც წესი, იყოფა რამდენიმე გამოვლენის მოდულად, თითოეული ამუშავებს სეგმენტს და აგზავნის შედეგებს ავტობუსით. ლითიუმის ბატარეის სისტემების მწარმოებლების უმეტესობა, რომლებიც ასრულებენ სამრეწველო სამუშაოებს, გადავიდნენ ამ მიმართულებით.
გაჟონვის მიმდინარე ხაფანგი
ამის გამოტოვება ადვილია.
ძაბვის გამოვლენის სქემები უჯრედებიდან დენს იღებენ. მცირე რაოდენობით-მიკროამპერები მილიამპერამდე-მაგრამ უწყვეტი. და აი დაჭერა: სერიულ პაკეტში ნეგატიურ ტერმინალთან უფრო ახლოს უჯრედები უფრო მეტ გაჟონვის დენს ატარებენ. აიღეთ 16S პაკეტი. უჯრედი 1 პოზიტიურ ბოლოში ხედავს გაჟონვას მხოლოდ საკუთარი გამოვლენის სქემიდან. უჯრედი 16 ნეგატიურ ბოლოში ხედავს კუმულატიურ გაჟონვას 16 აღმოჩენის სქემიდან, პლუს BMS კონტროლერი, პლუს ნებისმიერი სხვა მითითების პაკეტი უარყოფითი.
ასობით ციკლის განმავლობაში უარყოფითი-ბოლო უჯრედები უფრო ღრმად იხსნება და უფრო სწრაფად ბერდება. თანმიმდევრულობა მოძრაობს. ეს არ არის უჯრედის ხარისხის პრობლემა. ეს არის სისტემის დიზაინის პრობლემა.
არსებობს გამოსწორებები: ამაღლება აღმოჩენის მიკროსქემის შეყვანის წინაღობა აბსოლუტური გაჟონვის შესამცირებლად; ჩამრთველების დამატება სინჯის აღების გზების გათიშვისას, როცა არ გაზომავთ; ან უბრალოდ მიუთითეთ ოდნავ უფრო მაღალი სიმძლავრის უჯრედები უარყოფითი-ბოლო პოზიციებისთვის და მიიღეთ ასიმეტრია. თუ LiFePO4 ბატარეის საბითუმო მიმწოდებელს არ შეუძლია უპასუხოს კითხვებს ამის შესახებ, მათ პაკეტებს, სავარაუდოდ, დაჩქარებული დისბალანსი ექნებათ სფეროში. კარგი ფილტრის შეკითხვაა, როდესაც ამოწმებთ გამყიდველებს.
სიზუსტე და რატომ აქვს მას უფრო მეტი მნიშვნელობა ვიდრე სპეციფიკაციები გვთავაზობს
IEC 62619 ამბობს, რომ ძაბვის დაცვა უნდა იმოქმედოს მანამ, სანამ უჯრედის ძაბვა მიაღწევს უსაფრთხოების ზღვარს. ჟღერს, რომ არსებობს ზღვარი. პრაქტიკაში, ბევრი არ არის.
მიიღეთ LFP. სრული დატენვა დაახლოებით 3.65 ვ. საფრთხის ზონა იწყება დაახლოებით 3.70 ვ. ეს არის 50 მვ ფანჯარა. თუ აღმოჩენის სიზუსტე არის ±30mV-ჩვეულებრივია იაფი BMS დიზაინებში-მხოლოდ გაზომვის გაურკვევლობა ჭამს თქვენი უსაფრთხოების ზღვარის ნახევარზე მეტს. BMS აჩვენებს 3,65 ვოლტს, რეალური ძაბვა შეიძლება უკვე იყოს 3,68 ვ. ჩვენ ვატარებთ ±5მვ შიგნიდან. სჭირდება უკეთესი ADC-ები, უფრო მჭიდრო ძაბვის მითითებები, უფრო ფრთხილად PCB განლაგება. მეტი ღირს. მაგრამ იმასთან შედარებით, თუ რა ხდება არასწორი, როდესაც სიზუსტე ცდება, არ ღირს აღნიშვნა.
ჰქონდა შემთხვევა: მომხმარებლის პაკეტმა ორი წელი იმუშავა, ამოცნობის სიზუსტე ± 8 მვ-დან მიწოდებისას ± 35 მვ-მდე გაიზარდა. შეცდომების კოდების გარეშე-დრიფტი ეტაპობრივი იყო. დატენვისას ერთ დღეს, უჯრედმა ფაქტობრივად 3,72 ვოლტი დაარტყა, მაშინ როცა სისტემა ფიქრობდა, რომ ეს იყო 3,65 ვ და განაგრძობდა მუშაობას. გაუმართლა, რომ უჯრედი შედგა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ეს არის ინციდენტის ანგარიში.
ამ სახის პროგრესული მარცხი კარგად იმალება. ყოველწლიური კალიბრაციის შემოწმებები მინიმალურია.
დაბალანსება, ტემპერატურა და ყველაფერი დანარჩენი
აქტიური ან პასიური, დაბალანსება მუშაობს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ იცით რომელი უჯრედები მაღალია და რომელი დაბალი. ცუდი გამოვლენა ნიშნავს ბრმა დაბალანსებას. პასიური დაბალანსება სისხლდენა რეზისტორების მეშვეობით. ტიპიური 50 mA დამაბალანსებელი დენი საათები სჭირდება ერთი უჯრედის 0.1V-ით დაწევას. თუ ძაბვის გაზომვის შეცდომები ზოგჯერ მიმართულებას აბრუნებს, თქვენ ამძიმებთ დისბალანსს ენერგიის დაწვისას. სამრეწველო ლითიუმის ბატარეის გამყიდველის შეფასებისას, ჰკითხეთ დაბალანსების სტრატეგიას და აღმოჩენის სიზუსტეს ერთად. "აქვს აქტიური ბალანსი" არაფერს ნიშნავს, თუ ძირითადი მონაცემები ნაგავია.
ტემპერატურის კომპენსაცია არის კიდევ ერთი რამ, რაც იშვიათად ჩანს ტექნიკურ ფურცლებში. ერთი და იგივე უჯრედი 3.30 ვ-ზე იკითხება განსხვავებულად 25 გრადუსზე 0 გრადუსზე. შიდა წინააღმდეგობა იცვლება, საზომი წრე თავად იცვლება ტემპერატურასთან ერთად. კომპენსაციის გარეშე, SOC-ის შეფასებები იცვლება სეზონურად. დაბალი-ტემპერატურული დამუხტვა უფრო რთული ხდება-უჯრედები -5 გრადუსზე არ იქცევიან ისე, როგორც უჯრედები ოთახის ტემპერატურაზე. BMS, რომელიც მხოლოდ ძაბვას უყურებს ტემპერატურის ჯვარედინი მითითების გარეშე, შეიძლება დაუშვას დამუხტვა, როცა არ უნდა, ან დაბლოკოს დამუხტვა, როცა ეს შესაძლებელია. ამ საკითხთან დაკავშირებით პირდაპირ უნდა ჰკითხოთ მიმწოდებლის ტექნიკურ ჯგუფს.
როგორია მარცხი
უეცარი ხარვეზი
ძაბვის მონიტორინგის პრობლემები რამდენიმე გზით ვლინდება. ყველაზე აშკარა უეცარი ბრალია. ერთი უჯრედის ძაბვა კითხულობს 0V ან სრული პაკეტის ძაბვას. სისტემა აგდებს კოდს და იკეტება. შემაშფოთებელია, მაგრამ სისტემამ მაინც იცის, რომ რაღაც გაფუჭდა.
თანდათანობითი დრიფტი
უარესი თანდათანობითი დრიფტია. გაზომილი ღირებულებები ნელ-ნელა განსხვავდება რეალობისგან. ხარვეზის კოდები არ არის. დაცვის ზღურბლები ეფექტურად გამორთულია. შესაძლოა ორი წლით ადრე ვინმემ შეამჩნიოს-როგორც წესი, იმიტომ, რომ რაღაც ცუდი მოხდა.
წყვეტილი კონტაქტი
შემდეგ არის წყვეტილი კონტაქტის პრობლემები. ვიბრაცია ხსნის მავთულხლართებს. ძაბვის ჩვენებები მოდის და მიდის. ხან გამრავლებადია, ხან არა. კოშმარი პრობლემების მოსაგვარებლად.
ძაბვის მონიტორინგი ღრმად მიდის, თუ გსურთ გათხრა, მაგრამ მთავარი საკითხი მარტივია: ეს არის მონაცემთა საფუძველი ყველაფრისთვის, რასაც BMS აკეთებს. საფუძველი არ არის მყარი, არაფერია აგებული უმაღლეს საკითხებზე.
როდესაც ყიდულობთ ბატარეის პაკეტებს, ნუ შეხედეთ მხოლოდ სიმძლავრეს, ციკლის ხანგრძლივობას, ფასს. BMS-ის გამოვლენის სიზუსტე, გამოვლენის არქიტექტურა, კალიბრაციის პროტოკოლები-ამ შიგნიდანაც ისევე მნიშვნელოვანია. კითხვები მისასალმებელია. წლების განმავლობაში ჩვენ საკმარის ნაღმებზე დავაბიჯეთ, რომ აზრი გვქონდეს.
