چه هستندردیاب های درجه حرارت مقاومت پلاتین؟

نگاه کنید، اگر در حال خواندن این مطلب هستید، احتمالاً از قبل اهمیت دما در باتری ها را می دانید. اما این چیزی است که اکثر مردم به شما نمی گویند: دریافت دمای مناسب بسیار سخت تر از آن چیزی است که به نظر می رسد، و اشتباه گرفتن آن برای شما هزینه خواهد داشت. خیلی

ما این را به سختی در سال 2019 آموختیم. یکی از مشتریان ناوگان لیفتراک ما در شمال چین دارای 40+ واحدهایی بود که بسته‌های باتری ما را راه‌اندازی می‌کرد. زمستان ضربه خورد، دما به -25 درجه کاهش یافت، و ناگهان ساعت 2 بامداد تماس دریافت می‌کنیم. کامیون ها شارژ نمی شوند BMS همچنان هشدارهای دمایی-را ارسال می‌کند. در منهای بیست و پنج. آره

مشخص شد که ترمیستورهای NTC که ما استفاده می‌کردیم در هوای سرد تقریباً 8 درجه حرکت می‌کردند. BMS فکر می کرد که سلول ها در حال انجماد بیش از حد گرم می شوند. شارژرها خاموش شدند کل ناوگان در انبار مرده است. جریمه ها، هزینه های تعویض، پروازها برای رفتن شخصاً عذرخواهی می کنند... بیایید بگوییم که یک نفر در شرکت ما هنوز آن قرارداد را برای یادآوری روی دیوارش قاب کرده است. هزینه ما بیش از 2 میلیون یوان.

این زمانی بود که رئیس ما به معنای واقعی کلمه دستش را روی میز کوبید و گفت: "از این به بعد، RTD پلاتینی روی همه چیز است، و اگر کسی دوباره NTC را برای صرفه جویی در هزینه پیشنهاد کند، از پاداش آنها خارج می شود."

پس آره به همین دلیل است که ما این را می نویسیم. نه به این دلیل که RTD های پلاتینیوم فانتزی هستند. از آنجا که ما سوخته ایم (از قضا، با خوانش دمای بد) و دیگر این کار را انجام نمی دهیم.

اصول اولیه (اما در واقع مفید)

Platinum RTD مخفف Platinum Resistance Temperature Detector است. اصل کار بسیار ساده است: سیم پلاتین با گرم شدن در برابر الکتریسیته مقاوم تر می شود. مقاومت را اندازه بگیرید، دما را می دانید. همین است.

Platinum Resistance Temperature Detectors

استاندارد صنعت Pt100 نام دارد که فقط به معنی 100 اهم در 0 درجه است. همچنین Pt1000 (1000 اهم در 0 درجه) وجود دارد که سیگنال بزرگتری برای کار به شما می دهد، زمانی که سیم های طولانی یا محیط های پر سر و صدا داشته باشید. ما اکنون از Pt1000 روی هر کابلی با کابل های بلندتر از 2 متر استفاده می کنیم، زیرا از تعقیب خطاهای 0.5 درجه که مشخص شد مقاومت سیم سربی است و فراموش کرده ایم جبران کنیم خسته شده ایم.

چرا به طور خاص پلاتین؟ ما در واقع نیکل و مس را در اوایل امتحان کردیم. ارزان تر، مطمئنا اما نیکل بالای 300 درجه دیوانه می شود و اگر اشتباه نگاه کنید مس اکسید می شود. پلاتین فقط...{5}} درجه تا +850 درجه کار می‌کند، خورده نمی‌شود، جابه‌جا نمی‌شود. خسته کننده و قابل اعتماد، که دقیقا همان چیزی است که شما می خواهید زمانی که بسته باتری شما در داخل یک لیفتراک 3 تنی در حال حرکت پالت ها در اطراف یک انبار قرار دارد.

یکی از مهندسان ما دوست دارد بگوید "پلاتین گران است زیرا تنبل است" - به هیچ چیز واکنش نشان نمی‌دهد، نظرش را تغییر نمی‌دهد، فقط با دقت می‌نشیند. ما تنبل را خواهیم گرفت.

سه راه برای ساختن آنها (و اینکه کدام یک واقعا کار می کنند)

سیم-زخم، عنصر سیم پیچی و لایه نازک وجود دارد. در اینجا چیزی است که ما در مورد هر کدام واقعا فکر می کنیم:

سیم-زخم

روش مدرسه قدیمی سیم پلاتین دور یک هسته سرامیکی پیچیده شده است. فوق العاده دقیق، فوق العاده پایدار. همچنین فوق العاده گران و نوعی شکننده است. ما از اینها برای مرجع کالیبراسیون استفاده می کنیم و همین. یک مشتری داشت که اصرار داشت سیم-برای کل ناوگان خود زخمی شود زیرا "فقط بهترین." شش ماه بعد، نیمی از آن‌ها منحرف شده بودند، زیرا ارتعاش از کف انبار ناهموار، سیم‌پیچ‌ها را شل کرد. حالا او مانند بقیه از عناصر کویل دار استفاده می کند.

فیلم نازک

پاسخگویی ارزان، کوچک و سریع. عالی برای موارد مصرف کننده یا نظارت بر سهام کم{1}. ما از آنها در بسته های کوچک 12 ولتی/24 ولتی خود استفاده می کنیم، جایی که اگر مشکلی پیش بیاید، هیچ کس صدمه نمی بیند و چیزی آتش نمی گیرد. آیا آنها را در یک بسته لیفتراک 600 ولت قرار می دهیم؟ مطلقا نه. بستر سرامیکی و فیلم پلاتین با سرعت‌های متفاوتی منبسط می‌شوند و پس از چند هزار چرخه حرارتی شروع به مشاهده رانش می‌کنید. یکی از مارک‌های وارداتی که امتحان کردیم - مارک گران قیمت نیز - در کمتر از یک سال 1.5 درجه تغییر کرد. تامین کننده نصب ما را مقصر دانست. ما QC آنها را مقصر دانستیم. در هر صورت، ما استفاده از آنها را برای هر چیز مهمی متوقف کردیم.

عنصر سیم پیچ

این همان چیزی است که ما برای بسته های ولتاژ بالا-مشخص می کنیم. کویل های پلاتین به صورت آزاد در لوله های سرامیکی بسته بندی شده با پودر قرار می گیرند، بنابراین می توانند بدون فشار دادن به سیم منبسط و منقبض شوند. آنها ارتعاش را کنترل می کنند، دوچرخه سواری حرارتی را مدیریت می کنند، آنها شکایت نمی کنند. گران تر از لایه نازک است اما شب ها بهتر می خوابیم. هر تامین کننده بسته باتری لیتیومی که کاربردهای صنعتی را انجام می دهد باید به طور جدی به این موارد توجه کند.

2-Wire, 3-Wire, 4-Wire: بحثی که تقریباً تیم ما را از هم جدا کرد

2-Wire, 3-Wire, 4-Wire: The Debate That Almost Split Our Team

این یکی باعث دعواهای واقعی در دفتر ما شد. سرب سخت افزاری ما روی همه چیز 4 سیم می خواست. مهندس هزینه ما تقریباً در محاسبه پین‌های اتصال اضافی و هزینه کابل دچار مشکل شد. آنها به مدت یک هفته با یکدیگر صحبت نکردند.

معامله اینجاست:

2-سیماگر کابل شما کوتاه باشد و نیم درجه این جا یا آنجا برای شما مهم نباشد خوب است. مقاومت خود سیم به خواندن شما می افزاید. برای کابل کشی 10 متری، ممکن است 1-2 درجه کاهش داشته باشید. وقتی BMS شما بر اساس آن عدد تصمیم می گیرد عالی نیست.

3-سیممقاومت در برابر سرب را جبران می کند و همان چیزی است که اکثر دستگاه های صنعتی از آن استفاده می کنند. برای 90 درصد برنامه ها به اندازه کافی خوب است. این پیش فرض ما در حال حاضر است.

4 سیممقاومت سرب را به طور کامل از بین می برد. ما از آن برای نظارت{1}}سطح سلولی در طول تحقیق و توسعه و اعتبارسنجی، و برای هر مشتری که برای دقت حق بیمه پرداخت می‌کند، استفاده می‌کنیم. همچنین برای هر راه حل OEM باتری لیتیومی که در آن مشتری گواهینامه ایمنی خود را انجام می دهد اجباری است - حسابرسان عاشق دیدن 4 سیم هستند.

بحث زمانی پایان یافت که مرد سخت افزاری ما گفت: "من می توانم دو سیم اضافی را اجرا کنم یا می توانم به مشتری توضیح دهم که چرا حفاظت حرارتی آنها با 3 درجه تاخیر فعال شد." ما اکنون 4-سیم را روی همه بسته های ولتاژ بالا اجرا می کنیم. هزینه اضافی مانند 0.3٪ از قیمت بسته است. ارزش از دست دادن خواب را ندارد

کجا آنها را بچسبانیم (قرار دادن در واقع مهم است)

ما چیزهای وحشی دیگری را از دیگر تولید کنندگان باتری های صنعتی دیده ایم. زیپ حسگرها-به نقاط تصادفی گره خورده است. سنسورها با یک تکه فوم روی کیس فشار داده می شوند. یک ممیزی به یاد ماندنی که در آن حسگری را پیدا کردیم که کاملاً از بین رفته بود و فقط در داخل محفظه آویزان بود و دمای هوا را در حین پختن سلول ها می خواند.

قوانین ما در حال حاضر:

روی سلول ها

تماس مستقیم با کیس، خمیر حرارتی یا نوار 3M VHB (ما 9888T را دوست داریم)، سپس با اپوکسی روی گلدان قرار دهید. بله دوباره کار کردن آزاردهنده است. نکته همین است. اگر کسی برای حرکت دادن حسگر مجبور باشد از اپوکسی عبور کند، دو بار در مورد اینکه آیا واقعاً به این کار نیاز دارد فکر می کند.

بین سلول ها

نقاط داغ را از سلول هایی که سریعتر از همسایگان خود در حال تخریب هستند می گیرد. به این ترتیب ما متوجه شدیم که دسته ای از سلول ها از یک تامین کننده که دارای نقص های داخلی بود - یک سلول 8 درجه گرمتر از همسایگان خود کار می کرد. قبل از اینکه اتفاق بدی بیفتد آن را گرفتم، ماژول را عوض کردم، آن را به یک قطعه تولیدی ردیابی کردم، کل دسته را رد کرد. این سنسور حدود 10000 بار در آن روز هزینه خود را پرداخت کرد.

باسبار و اتصالات

پیچ های شل گرم می شوند. خیلی ما یک بسته داشتیم که ترمینال اصلی کنتاکتور به درستی گشتاور نشده بود و تحت جریان زیاد 85 درجه می زد در حالی که سلول های نزدیک در 35 درجه بودند. مشتری از کاهش قدرت "تصادفی" شکایت کرد. اصلاً تصادفی نبود - BMS دقیقاً همان کاری را که باید انجام می داد انجام می داد. اتصال برطرف شد، مشکل برطرف شد. اکنون هر بسته دارای یک حسگر در مسیر اصلی فعلی است که قابل مذاکره نیست.

داخل/خارج مایع خنک کننده

اگر خنک کننده فعال دارید، باید بدانید که آیا واقعاً کار می کند یا خیر. سیستم‌های زیادی را دیدم که در آن‌ها پمپ از بین رفت و تا زمانی که سلول‌ها شروع به متورم شدن نکردند، هیچ‌کس متوجه نشد.

چیزهایی که در دیتاشیت ها قرار نمی دهند

در اینجا چند چیز است که ما با خراب کردن یاد گرفتیم:

گرم کردن خود-واقعی است

جریانی که از طریق RTD برای اندازه گیری آن فشار می دهید، آن را نیز گرم می کند. استاندارد 1 میلی آمپر برای Pt100 است. زمانی یک مهندس جوان داشتیم که آن را به 5 میلی آمپر رساند زیرا "سیگنال بزرگتر، دقت بهتر، درست است؟" اشتباه است. سنسور 2 درجه بالا می خواند. در یک بسته گاری گلف 48 ولتی فقط به معنای روشن شدن کمی زودهنگام- فن بود. در یک بسته صنعتی 400 ولت، این به معنای خاموش شدن مزاحم است. از 1 میلی آمپر استفاده کنید. یا کمتر برای Pt1000.

مسیریابی سیم اهمیت دارد

سیم‌های RTD را از کابل‌های برق، درایوهای موتور، اینورترها دور نگه دارید - هر چیزی که جریان‌های بزرگ را تغییر می‌دهد. ما اکنون از جفت پیچ خورده محافظ استفاده می کنیم، پس از گذراندن سه روز برای رفع اشکال یک "سیگنال دمای نویز" که معلوم شد EMI از یک VFD نصب شده در فاصله 20 سانتی متری است. توزیع‌کنندگان عمده‌فروش باتری‌های لیتیومی توجه داشته باشند: اگر بسته‌ها را مجدداً می‌فروشید و ادغام‌کننده BMS را دقیقاً در کنار کنترل‌کننده موتور قرار می‌دهد، خوانش دما زباله خواهد بود.

کلاس تلورانس دقت نیست

یک کلاس B Pt100 می تواند 0.8± درجه در 100 درجه بر اساس مشخصات خاموش شود. این خطای ALLOWABLE است. اگر BMS شما فرض می کند که دقیق نیست و محدودیت های حرارتی را روی 60 درجه تنظیم می کند، ممکن است در واقع در 59.2 درجه یا 60.8 درجه محدود کنید. محدودیت های خود را با در نظر گرفتن تحمل طراحی کنید. ما در حاشیه 2 درجه روی تمام آستانه های حفاظتی خود ایجاد می کنیم.

حسگرهای ارزان قیمت رانده می شوند. سنسورهای خوب اینطور نیستند

ما حسگرهای سه تامین کننده مختلف را در طول 2 سال عملیات میدانی ردیابی کردیم. آنهایی که مقرون به صرفه هستند (مانند هر کدام 0.80 دلار) به طور متوسط 0.6 درجه کاهش یافتند. ژاپنی‌های متوسط- (2.50 دلار) 0.1 درجه کاهش یافتند. سوئیسی‌های ممتاز (8 دلار) اساساً چیزی جز 8 دلار برای هر سنسور نداشتند؟ ما از ژاپنی ها استفاده می کنیم. بهترین ارزش برای محصولات صنعتی

چرا ما در همه چیز Pt100 را استاندارد کردیم

قبلاً ترکیبی داشتیم: ترمیستورهای NTC در بسته‌های{0} ارزان قیمت، Pt100 در بسته‌های ممتاز، برخی حسگرهای KTY عجیب و غریب در محصولات قدیمی. این یک کابوس بود. منحنی های کالیبراسیون مختلف، شاخه های سیستم عامل BMS مختلف، موجودی قطعات یدکی مختلف.

الان همه جا Pt100 هست. حسگر یکسان، تامین کننده مشابه، روش های مدیریت مشابه. وقتی مشکلی پیش می آید، لازم نیست بپرسیم "صبر کنید، کدام نوع سنسور در این بسته وجود دارد؟" یکپارچه‌سازی سیستم باتری زمانی ساده‌تر می‌شود که از پنج نوع سنسور مختلف استفاده نکنید.

تفاوت هزینه بین NTC و Pt100 حدود 1.50 دلار برای هر سنسور است. در بسته باتری لیفتراک 3000 دلاری، این نویز است. در مورد قابلیت اطمینان و هزینه های پشتیبانی، همه چیز است.

برای هر کسی که در حال حاضر حسگرها را تعیین می کند

اگر شما یک مهندس طراحی هستید که این را می خوانید، نسخه کوتاه آن در اینجا آمده است:

از Pt100 یا Pt1000 استفاده کنید. المنت سیم پیچ برای هر چیزی بیش از 100 ولت یا هر چیزی که لرزش دارد. لایه نازک برای آزمایش روی نیمکت و اگر در حال انجام گواهی‌نامه یا کار دقیق هستید،-پایین‌داشتن میزان پایین. 3-حداقل سیم، 4 سیم مناسب است.

از سازندگان سنسور با قابلیت ردیابی واقعی خرید کنید. ما Pt100 های تقلبی را دیده ایم که در واقع NTC هایی با علامت های جعلی بودند. اگر قیمت خیلی خوب به نظر می رسد که درست باشد، اینطور است.

سنسورهای خود را در گلدان قرار دهید. از مواد رابط حرارتی استفاده کنید. کابل های خود را صاف کنید-. مکان های حسگر خود را مستند کنید تا تکنسین فقیر 5 سال بعد بداند کجا باید نگاه کند.

و برای هر کسی که بسته‌ها را تامین می‌کند: از تامین‌کننده خود بپرسید که از چه حسگرهایی استفاده می‌کنند و چرا. اگر آنها نمی توانند پاسخ مستقیمی به شما بدهند، این چیزی به شما می گوید. اگر آنها بگویند "ما از RTD های پلاتینیوم استفاده می کنیم زیرا به سختی یاد گرفتیم که وقتی شما این کار را نمی کنید چه اتفاقی می افتد"، این تامین کننده ای است که به اندازه کافی در اطراف بوده است تا بداند چه چیزی مهم است.

ما اکنون بیش از یک دهه است که بسته‌های باتری لیتیومی را - لیفتراک، چرخ دستی گلف، AGV، اسکرابر کف، شما نام ببرید. سنجش دما شاید 0.5٪ از هزینه BOM و 50٪ از علل اصلی خرابی میدان است که ما تشخیص داده ایم. فقط ارزش ارزانی ندارد.

اگر به دنبال تیمی هستید که در واقع جزئیات مواردی از این قبیل را بررسی می کند، می دانید ما را کجا پیدا کنید. ما همیشه خوشحالیم که با هر کسی که در مورد درست کردن آن جدی است صحبت می کنیم.

و اگر یکی از اعضای تیم شما پیشنهاد کرد که با تغییر به NTC ها، 1.5 دلار در هر بسته پس انداز کنید، این مقاله را برای آنها ارسال کنید. یا فاکتور مربوط به آن حادثه 2019. هر چه کار می کند.