Kas ir sprieguma uzraudzība?
Pērn vērsās vācu klients, jo viņu noliktavā pēkšņi atteicās strādāt trīs iekrāvēji. Izrādījās, ka akumulatori bija labi-BMS bija novirzījušies par aptuveni 40 mV sprieguma rādījumos un nolēma, ka komplekti ir pārlādēti. Aizslēdza visu. Trīs mašīnas miris veselu dienu. Tur viņi rēķina pa stundām.
Diezgan tipisks stāsts, patiesībā. Sprieguma uzraudzība izklausās kā visvienkāršākā lieta, ko dara BMS. Un tomēr šī "pamatfunkcija" rada vairāk lauka problēmu nekā gandrīz jebkas cits.
Ko spriegums stāsta
Ikviens, kas strādā ar akumulatoriem, zina, ka spaiļu spriegums būtībā ir{0}}šūnas stāvokļa reālā laika spogulis. SOC novērtējums ir atkarīgs no tā. No tā ir atkarīga aizsardzība pret pārlādēšanu un pārlādēšanu. No tā ir atkarīgas šūnu konsekvences pārbaudes. IEC 62619:2022 skaidri norāda: spriegums ir svarīgāks par strāvu vai temperatūru, un BMS ir jāpārtrauc uzlāde, pirms vai tiklīdz šūnas spriegums sasniedz drošības griestus.
Kāpēc tik galīgi? Jo vispirms mainās spriegums. Iekšējās pretestības palielināšanās, jaudas samazināšanās, litija pārklājuma risks{1}}tie parādās sprieguma darbībā nedēļas vai mēnešus pirms temperatūras anomālijām. Līdz brīdim, kad saņemat siltuma trauksmi, lietas jau ir aizgājušas uz sāniem.
Toyota AHR10W hibrīda akumulatoru sistēma piedāvā noderīgas atsauces{1}} šūnas ar 1,2 V katra sērija-savienota ar kopējo spriegumu 201,6 V. ECU apstrādā katrus divus moduļus kā vienu uzraudzības vienību, kopā izsekojot 14 vienības. Šī grupēšana ļauj sistēmai precīzi noteikt, kurā vienībā ir problēmas šūna. Tāda pati loģika attiecas uz rūpnieciskajām pakotnēm-jūs nevarat piešķirt katrai šūnai atsevišķu saziņas kanālu, taču jums ir nepieciešama pietiekama precizitāte, lai izsekotu problēmas vismaz moduļa līmenī.
Četras noteikšanas metodes
Akumulatora bloka sprieguma noteikšana ir iedalīta četrās galvenajās pieejās. Lielākā daļa pircēju, kas sarunājas ar litija bateriju komplekta piegādātāju, nejautās par šo informāciju, taču šī detaļa nosaka visas BMS uzticamības līmeni.
Relejs-un-kondensators
Vispirms ir releja{0}}un-kondensatora izolācijas paraugu ņemšana. Vienkārša koncepcija: kondensators ņem spriegumu no šūnas, pēc tam jūs izmēra kondensatoru. Problēmas ir acīmredzamas pārāk-lēna paraugu ņemšana, slikta precizitāte, releju nodilums. Dažos agrīnajos enerģijas uzglabāšanas projektos tas tika izmantots. Tagad lielākoties novecojis.
Peldoša-zeme
Otrais ir peldošas{0}}zemes noteikšana. Logu salīdzinātājs pārbauda, vai pašreizējais zemes potenciāls darbojas A/D konvertēšanai; ja nē, D/A to pielāgo. Laboratorijā tiek pārbaudīti labi. Izjūk laukā. Iekrāvēji, AGV{5}}motora piedziņas traucējumi ir pārāk smagi. Zemes potenciāls nepaliks.
Kopējais-režīms
Trešais ir parastais{0}}režīms. Visas šūnas tiek mērītas pret vienu atskaites punktu, precīzi rezistoru sadalītāji samazina visu, pēc tam jūs atņemat, lai iegūtu atsevišķu elementu spriegumu. Vienkārša ķēde. Bet rezistoru kļūdas sakrājas. Strādā labi zem 8S. Pēc tam precizitāte kļūst apšaubāma. Šo sakraušanas problēmu nevar pilnībā novērst ar kalibrēšanu,{8}}tā ir iekļauta pieejā.
Diferenciālais{0}}režīms
Ceturtā ir diferenciālā{0}}režīma noteikšana. Op-ampēri noraida kopējā-režīmu spriegumu un tieši mēra diferenciāli katrā šūnā. Precizitāte pārspēj pārējos trīs ar stabilu starpību. Kompromiss-ir ķēdes sarežģītība un izmaksas. Pakas, kas pārsniedz 12S, parasti tiek sadalīti vairākos noteikšanas moduļos, katrs apstrādā segmentu, paziņojot rezultātus, izmantojot kopni. Lielākā daļa litija akumulatoru sistēmu ražotāju, kas veic rūpniecisku darbu, ir virzījušies šajā virzienā.
Noplūdes strāvas slazds
Šo ir viegli nepamanīt.
Sprieguma noteikšanas ķēdes ņem strāvu no šūnām. Nelieli daudzumi-mikroampēri līdz miliampēri,{2}}bet nepārtraukti. Un šeit ir āķis: sērijveida komplektā šūnas, kas atrodas tuvāk negatīvajai spailei, pārvadā vairāk noplūdes strāvas. Paņemiet 16S iepakojumu. Šūna 1 pozitīvajā galā redz tikai noplūdi no savas noteikšanas ķēdes. Šūna 16 negatīvajā galā redz kumulatīvu noplūdi no visām 16 noteikšanas shēmām, kā arī BMS kontrollera, kā arī citām atsauču paketēm, kas ir negatīvas.
Vairāk nekā simtiem ciklu negatīvās{0}}gala šūnas izplūst dziļāk un ātrāk noveco. Konsekvences drifts. Tā nav šūnu kvalitātes problēma. Tā ir sistēmas dizaina problēma.
Pastāv labojumi: paaugstiniet noteikšanas ķēdes ieejas pretestību, lai samazinātu absolūto noplūdi; pievienot slēdžus, lai atvienotu paraugu ņemšanas ceļus, kad neveic mērījumus; vai vienkārši norādiet nedaudz lielākas ietilpības šūnas negatīvām{0}}gala pozīcijām un pieņemiet asimetriju. Ja LiFePO4 akumulatoru vairumtirdzniecības piegādātājs nevar atbildēt uz jautājumiem par to, viņu iepakojumos, iespējams, radīsies paātrināta nelīdzsvarotība šajā jomā. Labs filtra jautājums, pārbaudot pārdevējus.
Precizitāte un kāpēc tas ir svarīgāks par specifikācijām
IEC 62619 saka, ka sprieguma aizsardzībai jādarbojas pirms vai brīdī, kad elementa spriegums sasniedz drošības slieksni. Izklausās, ka ir rezerve. Praksē to nav daudz.
Paņemiet LFP. Pilna uzlāde ap 3,65V. Bīstamā zona sākas ap 3,70 V. Tas ir 50 mV logs. Ja noteikšanas precizitāte ir ±30 mV-parasti lētos BMS projektos-, mērījumu nenoteiktība vien apēd vairāk nekā pusi no jūsu drošības rezerves. BMS rāda 3.65V, reālais spriegums jau varētu būt 3.68V. Mēs darbinām iekšēji ±5 mV. Nepieciešami labāki ADC, stingrākas sprieguma atsauces, rūpīgāks PCB izkārtojums. Maksā vairāk. Bet, salīdzinot ar to, kas noiet greizi, kad precizitāte paslīd, nav pieminēšanas vērts.
Bija gadījums: klienta iepakojums darbojās divus gadus, noteikšanas precizitāte novirzījās no ±8mV piegādes brīdī līdz ±35mV. Neviena kļūdu kodu-novirze bija pakāpeniska. Kādu dienu uzlādes laikā šūna faktiski sasniedza 3,72 V, kamēr sistēma domāja, ka tā ir 3,65 V, un turpināja darboties. Paveicās, ka kamera noturējās. Pretējā gadījumā tas ir incidenta ziņojums.
Šāda progresīva neveiksme slēpjas labi. Ikgadējās kalibrēšanas pārbaudes ir minimālas.
Balansēšana, temperatūra un viss pārējais
Aktīva vai pasīva, balansēšana darbojas tikai tad, ja zināt, kuras šūnas ir augstas un kuras ir zemas. Slikta noteikšana nozīmē aklo līdzsvarošanu. Pasīvā balansēšana izplūst caur rezistoriem. Tipiskai 50 mA balansēšanas strāvai ir nepieciešamas stundas, lai vienu šūnu novilktu par 0,1 V. Ja sprieguma mērīšanas kļūdas pat reizēm maina virzienu, jūs pasliktinat nelīdzsvarotību, sadedzinot enerģiju. Novērtējot rūpniecisko litija bateriju pārdevēju, jautājiet par līdzsvarošanas stratēģiju un noteikšanas precizitāti kopā. “Ir aktīva balansēšana” neko nenozīmē, ja pamatā esošie dati ir atkritumi.
Temperatūras kompensācija ir vēl viena lieta, kas reti tiek parādīta specifikāciju lapās. Viena un tā pati šūna pie 3,30 V 25 grādos un 0 grādos ir atšķirīga. Iekšējā pretestība nobīdās, pati mērīšanas ķēde dreifē līdzi temperatūrai. Bez kompensācijas SOC aprēķini atšķiras sezonāli. Uzlāde zemā-temperaturā kļūst sarežģītāka-elementi -5 grādos neizturas kā šūnas istabas temperatūrā. BMS, kas skatās tikai spriegumu bez temperatūras savstarpējas norādes, var atļaut uzlādi, kad tam nevajadzētu, vai bloķēt uzlādi, kad tas ir iespējams. Par šīm lietām jums tieši jājautā piegādātāja tehniskajai komandai.
Kā izskatās neveiksme
Pēkšņa Kļūme
Sprieguma uzraudzības problēmas parādās dažos veidos. Visredzamākā ir pēkšņa kļūda. Vienas šūnas spriegums ir 0 V vai pilnas paketes spriegums. Sistēma izmet kodu un bloķējas. Kaitinoši, bet vismaz sistēma zina, ka kaut kas ir sabojājies.
Pakāpenisks dreifs
Sliktāk ir pakāpeniska novirzīšanās. Izmērītās vērtības lēnām atšķiras no realitātes. Nav kļūdu kodu. Aizsardzības sliekšņi ir efektīvi atspējoti. Var palaist divus gadus, pirms kāds to pamana-parasti tāpēc, ka ir noticis kaut kas slikts.
Intermitējoša saskarsme
Tad rodas periodiskas saskarsmes problēmas. Vibrācija atslābina sensoru vadu savienotājus. Sprieguma rādījumi nāk un iet. Dažreiz reproducējams, dažreiz nē. Murgs problēmu novēršanai.
Sprieguma uzraudzība ir dziļa, ja vēlaties rakt, taču galvenais ir vienkāršs: tas ir datu pamats visam pārējam BMS. Pamats nav ciets, nekas nav uzcelts uz augšu.
Iegādājoties akumulatoru komplektus, neskatieties tikai uz ietilpību, cikla kalpošanas laiku, cenu. BMS noteikšanas precizitāte, noteikšanas arhitektūra, kalibrēšanas protokoli{1}}šiem iekšējiem elementiem ir tikpat liela nozīme. Jautājumi laipni gaidīti. Gadu gaitā esam uzgājuši pietiekami daudz kājnieku mīnu, lai būtu viedoklis.
