भोल्टेज निगरानी के हो?
गत वर्ष एक जर्मन ग्राहक पुगे किनभने तिनीहरूको गोदाममा तीन फोर्कलिफ्टहरू अचानक काम गर्न अस्वीकार गरे। ब्याट्रीहरू ठीक थिए भनी पत्ता लगायो-BMS भोल्टेज रिडिङमा लगभग 40mV गएको थियो र प्याकहरू ओभरचार्ज गरिएको थियो। सबै कुरामा ताला लगायो। दिनभर तीनवटा मेसिन मरेका छन् । तिनीहरूले त्यहाँ एक घण्टा बिल।
धेरै सामान्य कथा, वास्तवमा। भोल्टेज निगरानी BMS ले गर्ने सबैभन्दा आधारभूत कुरा जस्तो देखिन्छ। र अझै पनि यो "आधारभूत प्रकार्य" ले लगभग अरू केहि भन्दा बढी क्षेत्र समस्याहरू निम्त्याउँछ।
के भोल्टेजले तपाईंलाई बताउँछ
ब्याट्रीहरूसँग काम गर्ने जो कोहीलाई थाहा छ कि टर्मिनल भोल्टेज मूलतया सेल अवस्थाको वास्तविक समय दर्पण हो। SOC अनुमान यसमा निर्भर गर्दछ। ओभरचार्ज र ओभरडिस्चार्ज सुरक्षा यसमा निर्भर गर्दछ। सेल स्थिरता जाँचहरू यसमा निर्भर हुन्छन्। IEC 62619:2022 ले यसलाई स्पष्ट रूपमा राख्छ: भोल्टेज वर्तमान वा तापक्रम भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ, र BMS ले सेल भोल्टेजले सुरक्षा छतमा हिड्नु अघि वा चाँडै चार्जिङ कटौती गर्नुपर्छ।
किन यति निश्चित? किनभने भोल्टेज पहिले परिवर्तन हुन्छ। बढ्दो आन्तरिक प्रतिरोध, क्षमता फेड, लिथियम प्लेटिङ जोखिम - तापक्रम विसंगतिहरू हप्ता वा महिना अघि भोल्टेज व्यवहारमा देखा पर्दछ। तपाईंले थर्मल अलार्म प्राप्त गर्दा, चीजहरू पहिले नै छेउमा गएका छन्।
टोयोटाको AHR10W हाइब्रिड ब्याट्री प्रणालीले 1.2V प्रत्येकमा उपयोगी सन्दर्भ. 168 कक्षहरू प्रदान गर्दछ, शृङ्खला-कुल २०१.६V मा जडान गरिएको छ। ECU ले प्रत्येक दुई मोड्युलहरूलाई एक निगरानी एकाइको रूपमा व्यवहार गर्दछ, कुल 14 एकाइहरू ट्र्याक गर्दै। यो समूहले प्रणालीलाई कुन एकाइमा समस्या सेल समावेश छ भनेर देखाउन दिन्छ। उही तर्क औद्योगिक प्याकहरूमा लागू हुन्छ-तपाईले प्रत्येक सेललाई यसको आफ्नै संचार च्यानल दिन सक्नुहुन्न, तर तपाइँलाई न्यूनतम मोड्युल स्तरमा समस्याहरू ट्रेस गर्न पर्याप्त ग्रेन्युलारिटी चाहिन्छ।
चार पत्ता लगाउने विधिहरू
ब्याट्री प्याक भोल्टेज पत्ता लगाउने चार मुख्य दृष्टिकोणहरूमा बसोबास गरिएको छ। लिथियम ब्याट्री प्याक आपूर्तिकर्तासँग कुरा गर्ने अधिकांश खरीददारहरूले यस विवरणको बारेमा सोध्ने छैनन्, तर यो विवरणले सम्पूर्ण BMS को लागि विश्वसनीयता फ्लोर सेट गर्दछ।
रिले-र-क्यापेसिटर
पहिलो हो रिले-र-क्यापेसिटर आइसोलेशन नमूना। सरल अवधारणा: सेलबाट क्यापेसिटर नमूना भोल्टेज, त्यसपछि तपाइँ क्यापेसिटर मापन गर्नुहुन्छ। समस्याहरू पनि स्पष्ट छन्-ढिलो नमूना, खराब सटीकता, रिले पहिरन। केही प्रारम्भिक ऊर्जा भण्डारण परियोजनाहरूले यसलाई प्रयोग गरे। अहिले प्रायजसो अप्रचलित।
तैरिरहेको -जमिन
दोस्रो तैरिरहेको -जमिन पत्ता लगाउने हो। एउटा सञ्झ्याल तुलनाकर्ताले A/D रूपान्तरणको लागि हालको ग्राउन्ड सम्भाव्यताले काम गर्छ कि गर्दैन भनेर जाँच गर्छ; यदि होइन भने, D/A ले समायोजन गर्दछ। ल्याबमा राम्रो परीक्षण हुन्छ। मैदानमा झर्छ । फोर्कलिफ्टहरू, AGVs-मोटर ड्राइभ हस्तक्षेप धेरै भारी छ। ग्राउन्ड सम्भाव्यता राखिनेछैन।
सामान्य-मोड
तेस्रो सामान्य-मोड पत्ता लगाउने हो। एक सन्दर्भ बिन्दु विरुद्ध मापन गरिएका सबै कक्षहरू, परिशुद्धता प्रतिरोधक विभाजकहरू सबै तल मापन गर्नुहोस्, त्यसपछि तपाइँ व्यक्तिगत सेल भोल्टेजहरू प्राप्त गर्न घटाउनुहुन्छ। सरल सर्किट। तर प्रतिरोधी त्रुटिहरू स्ट्याक अप। 8S अन्तर्गत ठीक काम गर्दछ। त्यस पछि, शुद्धता शंकास्पद हुन्छ। यो स्ट्याकिंग समस्या क्यालिब्रेसनसँग पूर्ण रूपमा समाधान गर्न सकिँदैन-यो दृष्टिकोणमा बेक गरिएको छ।
भिन्नता-मोड
चौथो विभेदक-मोड पत्ता लगाउने हो। Op-amps ले सामान्य-मोड भोल्टेजलाई अस्वीकार गर्छ र प्रत्येक सेलमा सीधा भिन्नता मापन गर्दछ। शुद्धताले अन्य तीनलाई ठोस मार्जिनले हराउँछ। व्यापार- बन्द सर्किट जटिलता र लागत हो। 12S भन्दा माथिका प्याकहरू प्राय: धेरै पत्ता लगाउने मोड्युलहरूमा विभाजित हुन्छन्, प्रत्येकले एउटा खण्ड ह्यान्डल गर्दै, बसमा परिणामहरू सञ्चार गर्ने। औद्योगिक काम गर्ने अधिकांश लिथियम ब्याट्री प्रणाली निर्माताहरू यस दिशामा सरेका छन्।
चुहावट वर्तमान जाल
यसलाई बेवास्ता गर्न सजिलो।
भोल्टेज पत्ता लगाउने सर्किटले कोशिकाहरूबाट करेन्ट निकाल्छ। सानो मात्रामा र यहाँ क्याच छ: श्रृंखला प्याकमा, नकारात्मक टर्मिनलको नजिकका कक्षहरूले अधिक चुहावट प्रवाह बोक्छन्। 16S प्याक लिनुहोस्। सकारात्मक अन्तमा सेल 1 ले यसको आफ्नै पत्ता लगाउने सर्किटबाट मात्र चुहावट देख्छ। नकारात्मक छेउमा सेल 16 ले सबै 16 पत्ता लगाउने सर्किटहरू, साथै BMS नियन्त्रक, साथै अरू जे पनि सन्दर्भ प्याक नकारात्मकबाट संचयी चुहावट देख्छ।
सयौं चक्रहरूमा, नकारात्मक-अन्तिम कोशिकाहरू गहिरो र छिटो उमेरमा डिस्चार्ज हुन्छन्। एकरूपता बग्छ। यो सेल गुणस्तर समस्या होइन। यो सिस्टम डिजाइन समस्या हो।
फिक्सहरू अवस्थित छन्: पूर्ण चुहावट कटौती गर्न पत्ता लगाउने सर्किट इनपुट प्रतिबाधा बढाउनुहोस्; मापन नगर्दा नमूना पथहरू विच्छेदन गर्न स्विचहरू थप्नुहोस्; वा नकारात्मक-अन्त स्थितिहरूको लागि थोरै उच्च क्षमता कक्षहरू निर्दिष्ट गर्नुहोस् र असिमेट्री स्वीकार गर्नुहोस्। यदि LiFePO4 ब्याट्री थोक आपूर्तिकर्ताले यस बारे प्रश्नहरूको जवाफ दिन सक्दैन भने, तिनीहरूको प्याकहरूले फिल्डमा द्रुत असंतुलन विकास गर्नेछ। राम्रो फिल्टर प्रश्न जब तपाइँ विक्रेताहरू जाँच गर्दै हुनुहुन्छ।
सटीकता र किन यो चश्मा सुझाव भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ
IEC 62619 भन्छ कि भोल्टेज सुरक्षाले सेल भोल्टेज सुरक्षा थ्रेसहोल्डमा पुग्नु अघि वा काम गर्नुपर्छ। मार्जिन छ जस्तो लाग्छ। व्यवहारमा, त्यहाँ धेरै छैन।
LFP लिनुहोस्। 3.65V वरिपरि पूर्ण चार्ज। खतरा क्षेत्र लगभग 3.70V सुरु हुन्छ। त्यो 50mV विन्डो हो। यदि पत्ता लगाउने शुद्धता ±30mV-सस्तो BMS डिजाइनहरूमा सामान्य छ- मापन अनिश्चितताले मात्र तपाईंको सुरक्षा मार्जिन आधा भन्दा बढी खान्छ। BMS ले 3.65V देखाउँछ, वास्तविक भोल्टेज पहिले नै 3.68V हुन सक्छ। हामी आन्तरिक रूपमा ± 5mV चलाउँछौं। राम्रो ADCs, कडा भोल्टेज सन्दर्भहरू, थप सावधान PCB लेआउट चाहिन्छ। बढी खर्च लाग्छ। तर सटीकता स्लिप हुँदा के गलत हुन्छ तुलना, उल्लेख लायक छैन।
एउटा केस थियो: ग्राहकको प्याक दुई वर्ष चल्यो, पत्ता लगाउने शुद्धता डेलिभरीमा ±8mV बाट ±35mV मा बढ्यो। कुनै गल्ती कोडहरू- क्रमिक थियो। एक दिन चार्ज गर्दा, एउटा सेलले वास्तवमा 3.72V मा हिट गर्यो जबकि प्रणालीले सोचेको थियो कि यो 3.65V हो र चलिरह्यो। भाग्यमानी भयो कि सेल राखियो। अन्यथा त्यो घटना रिपोर्ट हो।
यस प्रकारको प्रगतिशील असफलता राम्ररी लुक्छ। वार्षिक क्यालिब्रेसन जाँचहरू न्यूनतम छन्।
सन्तुलन, तापमान, र अरू सबै
सक्रिय वा निष्क्रिय, सन्तुलनले मात्र काम गर्दछ यदि तपाइँ जान्नुहुन्छ कि कुन कोषहरू उच्च छन् र कुन कम छन्। खराब पत्ता लगाउनु भनेको अन्धा सन्तुलन हो। निष्क्रिय सन्तुलन प्रतिरोधकहरू मार्फत रक्तस्राव हुन्छ। सामान्य 50mA ब्यालेन्सिङ करेन्टले एउटा सेललाई ०.१V तल तान्न घण्टा लाग्छ। यदि भोल्टेज मापन त्रुटिहरू कहिलेकाहीं दिशा पल्टाउँछन् भने, तपाईंले ऊर्जा जलाउँदा असंतुलनलाई अझ खराब बनाउँदै हुनुहुन्छ। औद्योगिक लिथियम ब्याट्री विक्रेताको मूल्याङ्कन गर्दा, ब्यालेन्सिङ रणनीति र पत्ता लगाउने शुद्धता सँगै सोध्नुहोस्। यदि अन्तर्निहित डाटा फोहोर हो भने "सक्रिय सन्तुलन छ" को मतलब केहि पनि छैन।
तापमान क्षतिपूर्ति अर्को चीज हो जुन विरलै विशिष्ट पानाहरूमा देखा पर्दछ। 3.30V मा एउटै सेलले 25 डिग्री बनाम 0 डिग्रीमा फरक पढ्छ। आन्तरिक प्रतिरोध परिवर्तन, मापन सर्किट आफै तापक्रम संग बहाव। क्षतिपूर्ति बिना, SOC अनुमान मौसम अनुसार फरक हुन्छ। कम-तापमान चार्ज गर्न गाह्रो हुन्छ-कोशिकाहरू -५ डिग्रीमा कोठाको तापक्रममा सेलहरू जस्तै व्यवहार गर्दैनन्। क्रस-रेफरेन्सिङ तापक्रम बिना भोल्टेज मात्र हेर्ने BMS ले चार्ज गर्न नहुने बेलामा अनुमति दिन सक्छ, वा सम्भव हुँदा चार्ज गर्न रोक लगाउन सक्छ। तपाईंले आपूर्तिकर्ताको प्राविधिक टोलीलाई यस सामानको बारेमा सीधै सोध्नु पर्छ।
असफलता कस्तो देखिन्छ
अचानक गल्ती
भोल्टेज निगरानी समस्याहरू केही तरिकाहरू देखाउँछन्। सबैभन्दा स्पष्ट अचानक गल्ती हो। एउटा सेल भोल्टेजले 0V वा पूर्ण प्याक भोल्टेज पढ्छ। प्रणालीले कोड फ्याँक्छ र लक आउट गर्छ। कष्टप्रद, तर कम्तिमा प्रणालीले केहि तोडेको थाहा छ।
क्रमिक बहाव
क्रमिक बहाव खराब छ। मापन गरिएका मानहरू बिस्तारै वास्तविकताबाट अलग हुन्छन्। कुनै दोष कोड छैन। सुरक्षा थ्रेसहोल्डहरू प्रभावकारी रूपमा असक्षम गरियो। कुनै नराम्रो भएको कारणले सामान्यत: कसैले नोटिस गर्नुभन्दा दुई वर्ष अघि चल्न सक्छ-।
अविरल सम्पर्क
त्यसपछि बीचमा सम्पर्क समस्याहरू छन्। कम्पनले सेन्स तार कनेक्टरहरूलाई ढिलो बनाउँछ। भोल्टेज पढाइ आउँछ र जान्छ। कहिले पुन: उत्पादन गर्न सकिन्छ, कहिले काँही हुँदैन। समस्या निवारण गर्न दुःस्वप्न।
यदि तपाईं खन्न चाहनुहुन्छ भने भोल्टेज अनुगमन गहिरो हुन्छ, तर मुख्य बिन्दु सरल छ: यो BMS ले गर्ने सबै कुराको लागि डाटा आधार हो। फाउन्डेशन ठोस छैन, शीर्ष मामिलाहरूमा बनाइएको केहि छैन।
जब तपाइँ ब्याट्री प्याकहरू सोर्स गर्दै हुनुहुन्छ, क्षमता, साइकल जीवन, मूल्यलाई मात्र नहेर्नुहोस्। BMS पत्ता लगाउने शुद्धता, पत्ता लगाउने वास्तुकला, क्यालिब्रेसन प्रोटोकलहरू- यी आन्तरिकहरू त्यति नै महत्त्वपूर्ण छन्। प्रश्न स्वागत छ। हामीले विचार राख्नका लागि वर्षौंदेखि पर्याप्त ल्यान्डमाइनहरूमा कदम चाल्यौं।
