Čo je testovanie systému batérie?

Volá servisný technik a hovorí, že vysokozdvižný vozík sa nezapne. BMS je zablokovaný. Zákazník obviňuje batériu. Ukázalo sa, že niekto nechal balík cez sviatky sedieť v nevykurovanom sklade, teplota klesla pod prahovú hodnotu a systém odmietol zavrieť hlavné stykače. Funguje podľa návrhu. Testovanie batériového systému robí svoju prácu.

Testovanie batériového systému zahŕňa tri veci, ktoré sa dejú väčšinou neviditeľné pre koncového používateľa: vlastná{0}}diagnostika pred uvedením batérie do prevádzky, monitorovanie izolácie počas prevádzky a overenie blokovania, ktoré potvrdzuje, že sa nič neuvoľnilo. Každý z nich existuje, pretože sa v tejto oblasti niečo pokazilo, často natoľko, že sa to stalo štandardnou požiadavkou. GB 18384-2020 v Číne, ISO 6469-3 medzinárodne. Toto nie sú návrhy.

 Vlastná{0}}diagnostika pred čímkoľvek iným

Keď prepnete kľúčový spínač na elektrickom vysokozdvižnom vozíku, BMS nielen zabuchne stýkače a nebude dúfať v to najlepšie. Existuje sekvencia, ktorá beží ako prvá, zvyčajne sa dokončí za menej ako päť sekúnd, niekedy rýchlejšie. Systém zisťuje napätie a teplotu každej skupiny buniek, kontroluje, či podradené dosky komunikujú, a skôr, ako sa pokúsi niečo uzavrieť, spustí detekciu adhézie stýkača.

Okno napätia je tesné. Napätie článku musí byť medzi 2,0 V a 4,5 V, inak sa jednotka nezapne. Rozsah teploty modulu je -40 stupňov až 80 stupňov. Toto nie sú ľubovoľné čísla získané zo špecifikácie. Pod 2V znamená, že článok je hlboko vybitý alebo poškodený, nechcete cez to pretláčať prúd. Nad 4,5 V znamená prebitie alebo poruchu merania, v každom prípade niečo nie je v poriadku. Videli sme, že balenia sa vrátili s jedným článkom na 4,6 V, zatiaľ čo ostatné boli normálne. Výrobná chyba v článku, BMS ju zachytila ​​skôr, ako sa stala tepelnou udalosťou.

Detekcia adhézie stýkača sa prehliada, kým na tom nezáleží. Skúška funguje tak, že meria napätie na svorkách stýkača, keď je stýkač povel na otvorenie. Prítomné napätie znamená, že prúd tečie, čo znamená, že stykač bol pri predchádzajúcej udalosti s vysokým-prúdom uzavretý. Nie je možné ovládať zváraný stykač. Balík sa nedá bezpečne odpojiť. Vysokozdvižný vozík, ktorý sa odmieta zapnúť, je nepríjemný. Vysokozdvižný vozík, ktorý sa odmieta vypnúť, je nebezpečný.

 Monitorovanie izolácie je o zvodovom prúde, nie len o odpore

Vysokonapäťové batériové systémy plávajú relatívne k podvozku vozidla. Medzi zbernicou jednosmerného prúdu a zemou nie je žiadne úmyselné spojenie. Keď sa izolácia poruší,-do šasi začne prenikať vlhkosť, opotrebovanie kábla a kontaminácia-. Dotknite sa nesprávneho povrchu v nesprávny čas a stanete sa súčasťou tohto okruhu. To je dôvod, prečo GB 18384-2020 vyžaduje minimálne 100 Ω na volt systémového napätia. 500V súprava potrebuje aspoň 50 kΩ medzi pólom a zemou šasi.

Matematika pochádza z IEC/TR 60479-1, ktorá stanovila 2 mA ako prah, pri ktorom začína ľudské vnímanie elektrického prúdu. Udržujte únik pod touto hranicou a kontakt nie je bezprostredne nebezpečný. Nad to a veci sa rýchlo zhoršujú. Norma vám dáva inžiniersku rezervu, s ktorou môžete pracovať.

Existujú štyri metódy merania izolačného odporu vo vozidlách. Metóda pomocného napätia potrebuje externý 110V DC zdroj, komplikuje systém a nedokáže rozlíšiť, na ktorom póle je chyba. Metóda aktuálneho snímača funguje iba vtedy, keď tečie záťažový prúd, počas kontrol pred-spustením je zbytočná. Mostová metóda odporu je to, čo v súčasnosti používa väčšina automobilových BMS. Pripojte kalibrované odpory medzi DC zbernicu a šasi, prepínajte medzi konfiguráciami, vypočítajte izoláciu z výsledných rozdeľovačov napätia. Pracuje nepretržite počas prevádzky, ale má slepý bod, keď sú kladné a záporné pólové odpory rovnaké.

Metóda vstrekovania napätia napraví toto slepé miesto superponovaním nízkofrekvenčného signálu striedavého prúdu s frekvenciou 10 až 100 Hz-zvyčajne 10 až 100 Hz- do vysokonapäťového obvodu a meraním odozvy v referenčnom bode podvozku. Funguje bez ohľadu na symetriu degradácie izolácie. Funguje aj keď je batéria odpojená od záťaže. Zložitejšia implementácia, presnejšie výsledky.

Bez ohľadu na to, akú metódu použijete, BMS musí s informáciami niečo urobiť. Izolácia nad 500Ω/V, normálna prevádzka. Medzi 100Ω/V a 500Ω/V, varovanie pre prístrojovú dosku, môže obmedziť niektoré funkcie. Pod 100Ω/V, chybový stav. Či systém okamžite preruší napájanie alebo umožní vodičovi priskočiť domov, závisí od rýchlosti vozidla a prevádzkového režimu. Nechcete, aby vysokozdvižný vozík zomrel uprostred-zdvihu s paletou vo vzduchu.

 Vysokonapäťová blokovacia slučka zachytáva mechanické problémy

Monitoring izolácie zvláda postupnú degradáciu. HVIL zvláda náhle odpojenie. Počas kolízie sa uvoľnil konektor. Údržbový kryt odstránený bez nasledujúceho postupu uzamknutia. Kábel, ktorý vibroval zo západky.

Implementácia spúšťa nízkonapäťový pilotný signál prostredníctvom vyhradených kolíkov na každom vysokonapäťovom{0} konektore v systéme. Tieto kolíky sú mechanicky kratšie ako napájacie kontakty. Keď odpojíte konektor, najskôr sa otvorí blokovací obvod a ako druhé sa oddelia napájacie kontakty. BMS vidí otvorený obvod, dáva príkaz na otvorenie všetkých stýkačov, pokles vysokého napätia predtým, ako sa napájacie kontakty fyzicky oddelia. Žiadny oblúk na čele konektora. Žiadne nebezpečenstvo pre technika.

Existujú dve topológie. Sériová slučka spája každý blokovací bod do jedného súvislého okruhu. Jednoduché zapojenie, jedno prerušenie kdekoľvek otvorí celú slučku, ale bez fyzickej kontroly nemôžete zistiť, ktorý konektor je chybný. Paralelné monitorovanie cez CAN umožňuje každému konektoru nezávisle hlásiť svoj vlastný stav. Viac kabeláže, väčšia zložitosť, ale presne viete, kde je problém. Aplikácie ťažby a pozemnej podpory letísk majú tendenciu k paralelnému prístupu, pretože zariadenie je veľké a lokalizácia porúch šetrí čas.

Bežné spôsoby porúch, ktoré vidíme: korózia kolíkov v dôsledku prenikania vlhkosti, nedostatočná spojovacia sila z opotrebovaných krytov konektorov, únava kábla zo zlého vedenia, ktoré umožňuje opakované ohýbanie. Ide o problémy s inštaláciou a údržbou, nie o problémy s dizajnom, ale prejavujú sa ako chyby HVIL bez ohľadu na to, koho chyba to je.

 Prečo je to dôležité pre operácie flotily

Balík, ktorý odmietne naštartovať, je nepohodlný. Balík, ktorý začína vtedy, keď by nemal, je nebezpečný. Existuje testovanie batériového systému, aby sa zabránilo druhému výsledku tým, že sa umožní prvý.

Diagnostika zvyšuje náklady na BMS. Blokovacie konektory sú drahšie ako štandardné konektory. Samotný obvod monitorovania izolácie zavádza paralelnú odporovú cestu, ktorá mierne zhoršuje izoláciu systému. Ide o technické kompromisy, ktoré existujú, pretože alternatíva-dopravných balíkov bez tejto ochrany-vytvára zodpovednosť, ktorú nikto nechce niesť.

Pre zákazníkov hodnotiacich dodávateľov batérií sa otázky netýkajú chémie článkov alebo tvrdení o životnosti cyklu. Na tom záleží, ale ide o stolové stávky. Otázky, ktoré odhaľujú schopnosti dodávateľa, sa týkajú okrajových prípadov. Čo sa stane pri -30 stupňoch? Čo sa stane, ak sa bunková skupinka počas skladovania vychýli z rovnováhy? Čo sa stane, ak niekto počas údržby náhodne skratuje snímacie vodiče? Dodávateľ, ktorý má odpovede-špecifické, technické odpovede s testovacími údajmi, pravdepodobne vytvoril dostatok balíkov na to, aby tieto problémy videl v teréne.

Testovanie systému batérie nie je funkcia, ktorá by sa dala inzerovať. Je to infraštruktúra, ktorá funguje správne, keď sa nič nepokazí, a zachytí problémy skôr, ako sa stanú incidentmi, keď sa niečo stane. Najlepším výsledkom je, že si nikdy nevšimnete, že to funguje.