Co je testování systému baterie?

Volá servisní technik a říká, že vysokozdvižný vozík nejde zapnout. BMS je uzamčen. Zákazník obviňuje baterii. Ukázalo se, že někdo nechal balíček přes prázdniny sedět v nevytápěném skladu, teplota klesla pod prahovou hodnotu a systém odmítl sepnout hlavní stykače. Pracuje podle návrhu. To je testování systému baterií, které dělá svou práci.

Testování bateriového systému zahrnuje tři věci, které se pro koncového uživatele stávají většinou neviditelné: vlastní diagnostika-před uvedením baterie do provozu, monitorování izolace za chodu a ověření blokování, které potvrzuje, že se nic neuvolnilo. Každý z nich existuje, protože se v oboru něco pokazilo, často natolik, že se to stalo standardním požadavkem. GB 18384-2020 v Číně, ISO 6469-3 mezinárodně. To nejsou návrhy.

 Vlastní{0}}diagnostika před čímkoli jiným

Když otočíte klíčový spínač na elektrickém vysokozdvižném vozíku, BMS nejen sepne stykače a doufá v to nejlepší. Existuje sekvence, která běží jako první, obvykle se dokončí za méně než pět sekund, někdy rychleji. Systém se dotazuje každé skupiny článků na napětí a teplotu, kontroluje, zda podřízené desky komunikují, a než se pokusí cokoliv sepnout, spustí detekci adheze stykače.

Okno napětí je těsné. Napětí článku musí být mezi 2,0 V a 4,5 V, jinak se sada nezapne. Rozsah teplot modulu je -40 stupňů až 80 stupňů. Toto nejsou libovolná čísla vytažená ze specifikace. Pod 2V znamená, že článek je hluboce vybitý nebo poškozený, nechcete, aby jím procházel proud. Nad 4,5V znamená přebití nebo chybu měření, v každém případě je něco špatně. Viděli jsme, že se balíčky vrátily s jedním článkem na 4,6 V, zatímco ostatní byly normální. Výrobní defekt v článku, BMS ji zachytil dříve, než se stala tepelnou událostí.

Detekce adheze stykače je přehlížena, dokud na tom nezáleží. Test funguje tak, že měří napětí na svorkách stykače, když je stykač rozepnutý. Přítomné napětí znamená, že proud teče, což znamená, že stykač byl při předchozí události s vysokým-proudem uzavřen. Nelze ovládat svařovaný stykač. Balíček nelze bezpečně odpojit. Vysokozdvižný vozík, který se odmítá zapnout, je nepříjemný. Vysokozdvižný vozík, který se odmítá vypnout, je nebezpečný.

 Monitorování izolace je o svodovém proudu, nejen o odporu

Vysokonapěťové akumulátorové systémy plavou vzhledem k podvozku vozidla. Mezi stejnosměrnou sběrnicí a zemí není žádné záměrné spojení. Když se izolace porouchá,-do šasi začne unikat vlhkost, opotřebení kabelů a kontaminace-. Dotkněte se nesprávného povrchu ve špatnou dobu a stanete se součástí tohoto okruhu. To je důvod, proč GB 18384-2020 vyžaduje minimálně 100 Ω na volt systémového napětí. 500V sada potřebuje alespoň 50 kΩ mezi pólem a kostrou.

Matematika pochází z IEC/TR 60479-1, která stanovila 2 mA jako práh, kde začíná lidské vnímání elektrického proudu. Udržujte únik pod touto hranicí a kontakt není bezprostředně nebezpečný. Nad to a věci se rychle zhoršují. Norma vám dává inženýrskou rezervu, se kterou můžete pracovat.

Pro měření izolačního odporu ve vozidlech existují čtyři metody. Metoda pomocného napětí potřebuje externí zdroj 110V DC, komplikuje systém a nedokáže rozlišit, na kterém pólu je chyba. Metoda proudového senzoru funguje pouze tehdy, když teče zátěžový proud, při kontrolách před spuštěním-nepoužitelná. Mostní odporová metoda je to, co nyní používá většina automobilových BMS. Připojte kalibrované odpory mezi DC sběrnici a šasi, přepínejte mezi konfiguracemi, vypočítejte izolaci z výsledných děličů napětí. Pracuje nepřetržitě během provozu, ale má slepé místo, když jsou kladné a záporné pólové odpory stejné.

Metoda napěťové injekce opravuje toto slepé místo superponováním nízko{0}}frekvenčního střídavého signálu-obvykle 10 až 100 Hz- do vysokonapěťového obvodu a měřením odezvy v referenčním bodě podvozku. Funguje bez ohledu na symetrii degradace izolace. Funguje, i když je baterie odpojena od zátěže. Složitější implementace, přesnější výsledky.

Ať už použijete kteroukoli metodu, BMS musí s informacemi něco udělat. Izolace nad 500Ω/V, normální provoz. Mezi 100Ω/V a 500Ω/V, upozornění na přístrojovou desku, možná omezení některých funkcí. Pod 100Ω/V, poruchový stav. Zda systém okamžitě vypne napájení nebo umožní řidiči kulhat domů, závisí na rychlosti vozidla a provozním režimu. Nechcete, aby vysokozdvižný vozík umíral uprostřed-zdvihu s paletou ve vzduchu.

 Vysokonapěťová blokovací smyčka zachycuje mechanické problémy

Monitoring izolace řeší postupnou degradaci. HVIL zvládne náhlé odpojení. Při srážce se uvolnil konektor. Údržbový kryt byl odstraněn bez následujícího postupu zablokování. Kabel, který vibroval ze západky.

Implementace spouští nízkonapěťový pilotní signál prostřednictvím vyhrazených kolíků na každém vysokonapěťovém konektoru{0} v systému. Tyto kolíky jsou mechanicky kratší než napájecí kontakty. Když odpojíte konektor, nejprve se otevře blokovací obvod a poté se oddělí napájecí kontakty. BMS vidí přerušený obvod, přikáže všechny stykače otevřít, vysoké napětí poklesne, než se silové kontakty fyzicky oddělí. Žádný oblouk na ploše konektoru. Žádné nebezpečí pro technika.

Existují dvě topologie. Sériová smyčka spojuje každý blokovací bod do jednoho spojitého okruhu. Jednoduché zapojení, jedno přerušení kdekoli otevře celou smyčku, ale bez fyzické kontroly nemůžete zjistit, který konektor je vadný. Paralelní monitorování přes CAN umožňuje každému konektoru nezávisle hlásit svůj vlastní stav. Více kabeláže, větší složitost, ale přesně víte, kde je problém. Důlní a letištní aplikace pozemní podpory inklinují k paralelnímu přístupu, protože zařízení je velké a lokalizace poruch šetří čas.

Běžné způsoby selhání vidíme: koroze kolíků v důsledku pronikání vlhkosti, nedostatečná spojovací síla z opotřebovaných krytů konektorů, únava kabelu ze špatného vedení, které umožňuje opakované ohýbání. Jedná se o problémy s instalací a údržbou, nikoli o problémy s návrhem, ale projevují se jako chyby HVIL bez ohledu na to, čí chyba je.

 Proč je to důležité pro operace flotily

Smečka, která odmítne nastartovat, je nepohodlná. Smečka, která začíná, když by neměla, je nebezpečná. Existuje testování bateriového systému, aby se zabránilo druhému výsledku tím, že povolí první.

Diagnostika zvyšuje náklady na BMS. Blokovací konektory jsou dražší než standardní konektory. Samotný obvod monitorování izolace zavádí paralelní odporovou cestu, která mírně zhoršuje izolaci systému. Jedná se o technické kompromisy, které existují, protože alternativní-přepravní balíčky bez těchto ochran-vytváří odpovědnost, kterou nikdo nechce nést.

Pro zákazníky hodnotící dodavatele baterií se otázky netýkají chemie článků nebo tvrzení o životnosti. Na tom záleží, ale jde o sázky na stůl. Otázky, které odhalují schopnosti dodavatele, se týkají okrajových případů. Co se stane při -30 stupních? Co se stane, když se buněčná skupinka během skladování vychýlí z rovnováhy? Co se stane, když někdo během údržby náhodně zkratuje snímací vodiče? Dodavatel, který má odpovědi-specifické, technické odpovědi s testovacími daty, pravděpodobně vytvořil dostatek balíčků, aby tyto problémy viděl v terénu.

Testování bateriového systému není funkce, která by se dala inzerovat. Je to infrastruktura, která funguje správně, když se nic nepokazí, a zachytí problémy dříve, než se stanou incidenty, když se něco stane. Nejlepší výsledek je, že si nikdy nevšimnete, že to funguje.