کنترل سیستم باتری چیست؟

این سوال از تیم های تدارکاتی که قیمت ها را با هم مقایسه می کنند بسیار مطرح می شود. آنها به دو بسته 48 ولتی 400 آمپر ساعتی نگاه می‌کنند، سلول‌های یکسانی را که در هر دو برگه مشخصات فهرست شده‌اند، می‌بینند و می‌پرسند که چرا قیمت یکی 30 درصد بیشتر است. پاسخ تقریباً همیشه در سیستم کنترل است. اما این یک فروش سخت است زیرا نمی توانید از یک الگوریتم کنترل عکس بگیرید.

کنترل سیستم باتری منطقی است که نحوه عملکرد یک بسته را هماهنگ می‌کند-زمانی که شارژ می‌شود، چگونه کنتاکتورها را ترتیب می‌دهد، آیا سلول‌ها را متعادل می‌کند یا نه، چگونه به دما واکنش نشان می‌دهد. سلول ها در این نقطه کالا هستند. CATL، EVE، CALB-همه سلول‌های LFP مناسبی می‌سازند. آنچه تعیین می کند که یک بسته 3000 چرخه دوام می آورد یا 1500 چرخه با استفاده یکسان، بیشتر به نحوه مدیریت آن سلول ها بستگی دارد.

آنچه در واقع اشتباه می شود

اینجا چیزی است که هنوز مردم را شگفت زده می کند. سلول های لیتیومی را نمی توان زیر صفر درجه شارژ کرد. نه "نباید"-نمی توان، بدون آسیب. اتفاقی که می افتد این است که یون های لیتیوم نمی توانند به درستی به آند گرافیت وارد شوند وقتی سرد است. در عوض آنها به صورت لیتیوم فلزی روی سطح ظاهر می شوند. این دائمی است. سلول خوب به نظر می رسد، شارژ می شود، ماه ها خوب کار می کند. سپس محو شدن ظرفیت که تسریع می‌شود و در نهایت شورت داخلی از رشد دندریت دریافت می‌کنید.

دانشگاه باتری سال ها پیش این را مستند کرد. آزمایش آن‌ها نشان می‌دهد که حتی سلول‌هایی که در دمای 10- درجه با جریان کاهش یافته شارژ شده‌اند، هنوز پوشش لیتیومی را در زیر میکروسکوپ نشان می‌دهند. آسیب تجمعی و نامرئی است تا زمانی که نباشد.

بنابراین BMS باید محدودیت دما را اعمال کند. اگر در زمستان از لیفتراک در یک انبار سرد یا حیاط بیرونی استفاده می کنید، بسته باید از شارژ زیر آستانه خودداری کند. نه فقط هشدار-در واقع امتناع. ما قطعی خود را در -10 درجه برای شارژ تنظیم کردیم، با کاهش جریان بین -10 درجه و 0 درجه. برخی از سیستم‌های ارزان‌تر اصلاً این محافظت را ندارند.

انبار سرد و تدارکات کالاهای منجمد بدترین چیز برای این است. بسته‌ها در محیط‌های فریزر وارد و خارج می‌شوند و در اسکله‌های بارگیری گرم نشده شارژ می‌شوند. اپراتورها در مورد آن فکر نمی کنند زیرا سرب-اسید این محدودیت را نداشت.

مشکل قبل از {0}شارژ کردن متفاوت است، اما مرتبط است-به جای دما، مربوط به توالی کنتاکتور است، اما موضوع دیگری است که برای صرفه جویی در هزینه نادیده گرفته می شود. هنگامی که کنتاکتورها را برای اتصال بسته باتری به بار می‌بندید، لحظه‌ای پیش می‌آید که تمام ظرفیت در سمت بار باید شارژ شود. اگر ولتاژ پک کامل را در خازن‌های تخلیه شده کاهش دهید، برای چند میلی‌ثانیه افزایش جریان بیش از 1000 آمپر خواهید داشت. برای جوش دادن نوک کنتاکتورها به هم کافی است.

کنتاکتوری که بسته می‌شود نمی‌تواند بسته را در هنگام خطا جدا کند. این بدان معناست که حفاظت از جریان اضافه کار نمی کند.

راه حل ساده است-ابتدا منفی اصلی را ببندید، سپس جریان را از طریق یک مقاومت اولیه{1} شارژ کنید، نظارت کنید تا ولتاژ بار به حدود 95٪ ولتاژ بسته با گرادیان پایدار برسد، سپس مثبت اصلی را ببندید. 2-3 ثانیه طول می کشد. برخی از ادغام‌کنندگان برای صرفه‌جویی در زمان راه‌اندازی آن را نادیده می‌گیرند. تا زمانی که این کار را نکند خوب کار می کند.

بخش متعادل کننده

این یکی من را ناامید می کند زیرا بسیار قابل تعمیر است. می‌توانید سلول‌های درجه- را از یک سازنده باتری صنعتی معتبر LiFePO4 خریداری کنید، آن‌ها را کاملاً مونتاژ کنید و همچنان بسته‌ای متوسط داشته باشید زیرا تعادل وجود ندارد.

مسئله تحمل تولید است. سلول های یک دسته تولیدی در ظرفیت 1-3٪ متفاوت هستند. این فقط واقعیت است. در یک رشته سری، کمترین-سلول ظرفیت تخلیه را محدود می‌کند (اول به حالت خالی ضربه می‌زند) و سلول با بالاترین ظرفیت شارژ را محدود می‌کند (اول به پر شدن می‌رسد). بدون تعادل، شما از 90 درصد ظرفیت واقعی بسته استفاده می کنید. و آن سلول ضعیف هر چرخه سخت‌تر تحت فشار قرار می‌گیرد، سریع‌تر پیر می‌شود، ضعیف‌تر می‌شود. حلقه بازخورد مثبت

بالانس غیرفعال معمولاً شارژ اضافی را از طریق مقاومت‌های. 50-100mA تخلیه می‌کند. اگر سلولی 50 میلی آمپر ساعت جلوتر از بقیه باشد، یک ساعت برای اصلاح است. برای شارژ یک شبه خوب است. اما تجهیزات جابجایی مواد یک شبه شارژ نمی‌شوند-شما در زمان استراحت شارژ می‌کنید، چندین شیفت را انجام می‌دهید، کامیون‌ها را در حرکت نگه می‌دارید. تعادل غیرفعال نمی تواند ادامه یابد.

تعادل فعال انرژی را بین سلول ها حرکت می دهد. جریان های بالاتر، انرژی هدر نمی رود. بسته‌های ما تعادل فعال را با سرعت 1A+ اجرا می‌کنند، زیرا برنامه‌ها به آن نیاز دارند.

منطق ولتاژ متوسط را در تمام سلول‌ها ردیابی می‌کند-تا 160 در بسته‌های بزرگ‌تر-و سلول‌های انحراف از میانگین را پرچم‌گذاری می‌کند. متعادل کردن ولتاژ سلول بالاتر از میانگین 3.7 ولت، در هنگام شارژ، زمانی که هیچ پرچم خطا وجود ندارد، فعال می شود. هنگامی که یک سلول به 10 میلی ولت از میانگین می رسد، از صف تعادل خارج می شود.

این تفاوت در حفظ ظرفیت طولانی مدت-خود را نشان می‌دهد. بسته‌های دارای تعادل فعال خوب در محدوده سلولی 20 میلی‌ولتی-تا-در هزاران چرخه واریانس باقی می‌مانند. بسته‌های بدون آن ظرف یک سال به واریانس +100 میلی‌ولت می‌رسند، که به معنای کاهش قابل‌توجه ظرفیت قابل استفاده است.

پاسخ حرارتی

همه در مورد{0}}قطع دمای بالا - هشدار 55 درجه، خاموشی 60 درجه اطلاع دارند. بخش مفیدتر این است که چگونه بدون از بین بردن تجهیزات پاسخ می دهید.

یک لیفتراک در وسط یک انبار با بار روی شاخک ها نباید فقط خاموش شود زیرا دما به آستانه رسیده است. این خطرناکه چیزی که می‌خواهید کاهش تدریجی است-با افزایش دما محدودیت‌های فعلی را کاهش دهید، به اپراتور اجازه دهید کار فوری را با قدرت کاهش یافته به پایان برساند، سپس یک دوره خنک- را مجبور کنید.

45 درجه

پاسخ

کاهش شارژ

فعلی

55 درجه

پاسخ
هشدار +
تخلیه
کاهش دادن

60 درجه

پاسخ
کنترل شده است
خاموش شدن

65 درجه

پاسخ
بسته ناموفق بود
(درخواست بازرسی)

منطق حرارتی ما در چندین نقطه در هر ماژول نظارت می‌کند، زیرا گرادیان‌های دما در داخل یک بسته می‌توانند تحت بار سنگین به 15 درجه برسد. یک سنسور برای کل بسته هیچ چیز مفیدی به شما نمی گوید. اگر یک ماژول به طور مداوم 10 درجه گرمتر از بقیه باشد، معمولاً مقاومت داخلی در آن سلول‌ها{4}}هشدار اولیه یک مشکل در حال توسعه است. ما دیفرانسیل ها را بالای 10 درجه برای بررسی علامت گذاری می کنیم.

آستانه های پاسخ لایه بندی می شوند: بالای 45 درجه، جریان شارژ را کاهش دهید. بالای 55 درجه، اخطار به علاوه کاهش تخلیه. بالای 60 درجه، توالی خاموش شدن کنترل شده. بالای 65 درجه، بسته به عنوان بازرسی در انتظار ناموفق پرچم گذاری شد. هر مرحله به‌جای قطع برق، اطلاعات و گزینه‌هایی را به اپراتور می‌دهد.

این به چه می آید

وقتی با مشتریانی صحبت می کنیم که تامین کنندگان بسته باتری لیتیومی را مقایسه می کنند، گفتگو معمولاً با مشخصات و قیمت سلول شروع می شود. به اندازه کافی منصفانه اما در برخی مواقع باید در مورد منطق کنترل بپرسید-چه قطع دما، چه روش متعادل‌سازی در چه جریانی، چه توالی قبل از شارژ{3}. پاسخ‌ها به شما می‌گوید که آیا به دنبال راه‌حل‌های مهندسی شده‌اید یا جعبه‌های کاهش‌هزینه{5}}.

IEC 62619 باتری‌های لیتیومی صنعتی برای لیفتراک‌ها، AGV‌ها و این نوع چیزها را پوشش می‌دهد. این نیاز به تجزیه و تحلیل ایمنی عملکردی دارد. اما دو بسته هم می توانند از 62619 عبور کنند و هم پیچیدگی کنترل کاملاً متفاوتی دارند. استاندارد یک کف است نه سقف.

به هر حال. سلول ها همه توجه را به خود جلب می کنند. سیستم کنترل بیشتر کار را انجام می دهد.