Што такое маніторынг-у рэальным часе?
BMS павінен ведаць, што адбываецца ўнутры зграі. Напружанне на элемент, агульны ток, тэмпература ў некалькіх кропках. Гэтыя даныя паступаюць пастаянна, а не час ад часу. Гэта маніторынг-у рэальным часе.
Вымярэнне напружання
Вось дзе большая частка кошту ідзе на дызайн BMS.
Кожнай ячэйцы або паралельнай групе патрэбна ўласная лінія вымярэння напружання, якая вядзе да аналагавай пярэдняй мікрасхемы. Для пакета 16S, якім можна кіраваць. Для пакета 100S+ EV вы глядзіце на некалькі чыпаў AFE,-злучаных разам, ізаляваную сувязь паміж імі і джгут правадоў, які патрабуе сур'ёзных намаганняў, каб зрабіць чыстую маршрутызацыю. Улоўліванне шуму - гэта пастаянная барацьба. У якасці антэн дзейнічаюць доўгія сэнсарныя правады. Дапамагаюць вітыя пары. Падтрыманне высокіх{10}}токаў далей ад сэнсарных ліній дапамагае больш.
Спецыфікацыя дакладнасці AFE мае значна большае значэнне, чым чакаюць людзі. Элементы NMC маюць, магчыма, 1,4 В дыяпазону карыснага напружання. Пры напрузе 4,2 В вы поўныя. Пры напрузе 4,25 В вы пакрываеце літый і забіваеце клетку. Гэта 50 мВ запасу. Калі ваш AFE мае дакладнасць ±15 мВ, вы ўжо выдаткавалі больш за палову свайго бюджэту толькі на хібнасці вымярэння. Вось чаму высокавольтныя блокі ад любога прыстойнага пастаўшчыка літыевых акумулятараў выкарыстоўваюць дарагія AFE-6815, 6813, гэты ўзровень. Танныя з іх выдатна працуюць з пакетамі электраінструментаў 4S. Не для цягі.
LFP больш паблажлівы да верхняга канца, але крывая напружання настолькі плоская ў сярэдзіне, што ацэнка SOC становіцца цяжкай. Вам патрэбна добрая дакладнасць па іншай прычыне.
Ток
Датчыкі Хола або шунты. Залы маюць электрычную ізаляцыю, што спрашчае канструкцыю. Шунты больш дакладныя, але яны знаходзяцца на шляху току, таму ланцуг зандзіравання BMS павінен апрацоўваць напружанне агульнага-рэжыму, роўнае напружэнню пакета. Не трывіяльна для сістэмы 400 В.
Шунты таксама рассейваюць магутнасць. Шунт 100 мкОм пры 500 А падае на 50 мВ і спажывае 25 Вт. Гэта цяпло, якім вы павінны кіраваць. І супраціўленне шунта змяняецца з тэмпературай, таму паказанні току таксама змяншаюцца, калі вы не кампенсуеце гэта. Танныя канструкцыі BMS гэтага не робяць. Затым SOC сыходзіць на працягу дня, і ніхто не ведае, чаму.
тэмпература
Термисторы танныя. Размяшчэнне - гэта складаная частка.
Пакет можа мець 200 ячэек, але толькі 6-8 датчыкаў тэмпературы. Куды яны ідуць? Ячэйкі ў геаметрычным цэнтры працуюць больш за ўсё, таму што яны акружаны іншымі крыніцамі цяпла. Ячэйкі побач з корпусам губляюць цяпло ў навакольнае асяроддзе. Ячэйкі каля зборных шын забіраюць праведзенае цяпло ад моцнаточных злучэнняў. Вытворца сістэмы літыевых акумулятараў, які робіць гэта належным чынам, запускае CFD або, па меншай меры, спрошчаную цеплавую мадэль, перш чым вызначыць месцазнаходжанне датчыкаў. Астатнія ставяць па адным тэрмарэзістару на модуль і спадзяюцца на лепшае.
Датчык павінен дакранацца клеткі. Не лунаць у паветры каля клеткі. Тэмпература паветра ўнутры корпуса амаль нічога не кажа пра тэмпературу паверхні клетак. Мы бачылі розніцу паміж паветрам і паверхняй клетак на 8-10 градусаў у пачках, якія добра выглядалі на паперы.
Матэрыял цеплавога інтэрфейсу таксама мае значэнне. Сухі кантакт паміж тэрмістарам і ячэйкай мае высокую цеплавую супраціўляльнасць. Чытанне адстае ад рэчаіснасці. Да таго часу, калі датчык паказвае 45 градусаў, клетка можа быць ужо на 52 градусах і падымацца.
Што BMS робіць з дадзенымі
Ацэнка SOC - галоўнае. Кулонаўскі падлік інтэгруе ток у часе. Пошук OCV суадносіць напружанне ў стане спакою са станам зарада. Фільтры Калмана або падобныя спалучаюць абодва. Ні адзін з іх не працуе ідэальна. Кулонаўскі падлік дрэйфуе, таму што вымярэнне току не ідэальнае, і вы ніколі не можаце даведацца сапраўдную адпраўную кропку. Пошук OCV патрабуе, каб пакет некаторы час адпачыў, чаго не адбываецца пры бесперапыннай працы. Фільтр Калмана дапамагае, але ён настолькі добры, наколькі добрая мадэль клеткі, на якой ён пабудаваны, а клеткі старэюць.
Ацэнка SOH адсочвае дэградацыю. Ёмістасць згасае, рост супраціву. Звычайна гэта азначае перыядычны запуск кантраляванай зарадкі або разрадкі і параўнанне з базавым узроўнем. Некаторыя сістэмы спрабуюць ацаніць яго ў інтэрнэце па аператыўных дадзеных. Вынікі розныя.
Логіка абароны прасцей. Напружанне занадта высокае, спыніце зарадку. Занадта нізка, спыніце разрад. Ток занадта вялікі, адключыце. Тэмпература занадта высокая, знізіце нарматыў або адключыце. Гэта толькі парогавыя параўнанні. Каб правільна ўсталяваць парогі, трэба падумаць-занадта цесна, і вы пастаянна спатыкаецеся-, занадта свабодна, і вы дазваляеце клеткам пашкоджвацца.
Балансаванне
З часам клеткі разыходзяцца. Пасіўная балансіроўка спальвае лішні зарад праз рэзістары, звычайна пры току 50-100 мА. Гэта марудна. За 4-гадзінны цыкл зарадкі пасіўная балансіроўка можа перанесці 200-400 мАг. Калі вашы ячэйкі разбалансаваны на 2000 мАг, гэта не паменшыць.
Актыўная балансіроўка пераносіць зарад паміж клеткамі з дапамогай індуктараў або кандэнсатараў. Нашмат хутчэй, больш эфектыўна, даражэй, складаней. Для прамысловых рашэнняў літыевых акумулятараў, дзе пакеты штодня працуюць жорстка, актыўная балансіроўка мае сэнс. Для пакета, які знаходзіцца на 50% SOC большую частку часу пры перыядычным выкарыстанні, пасіўны рэжым падыходзіць.
Сувязь
CAN шына для аўтамабіляў. Modbus для стацыянарных. Абодва працуюць. Выберыце тое, што выкарыстоўвае астатняя частка сістэмы.
Воблачнае падключэнне добра гучыць на паперы. На практыцы палова сайтаў мае смеццевы сігнал сотавай сувязі, а ўсталёўшчык не вылучыў бюджэт на знешнюю антэну. Мясцовая рэгістрацыя даных з перыядычнай загрузкай працуе лепш для большасці камерцыйных пастаўшчыкоў літыевых батарэй, чым пры ўмове пастаяннага падключэння.
Стандарты
ISO 6469 і UN ECE R100 для аўтамабільнай прамысловасці. UL 9540 для стацыянарнага захоўвання. OSHA і мясцовыя супрацьпажарныя нормы для прамысловых зарадных зон. OEM-партнёр літыевых батарэй павінен ведаць, якія з іх падыходзяць для вашага мэтавага рынку. Патрабаванні да маніторынгу ізаляцыі ў аўтамабільных стандартах збіваюць людзей больш, чым што-небудзь яшчэ ў масавай вытворчасці.
Маніторынг-у рэальным часе не з'яўляецца абавязковым. Пытанне ў тым, колькі дакладнасці і вытанчанасці вам патрэбныя, і гэта залежыць ад клетак, прымянення і наступстваў памылкі.
