Что такое контроль аккумуляторной системы?

Этот вопрос часто возникает, когда команды по закупкам сравнивают предложения. Они посмотрят на две батареи 48 В, 400 Ач, увидят одни и те же элементы, указанные в обеих спецификациях, и спросят, почему одна из них стоит на 30% дороже. Ответ почти всегда в системе управления. Но это сложно продать, потому что невозможно сфотографировать алгоритм управления.

Управление аккумуляторной системой – это логика, которая координирует работу аккумулятора,-когда он разрешает зарядку, как он переключает контакторы, балансирует ли он элементы, как он реагирует на температуру. На данный момент клетки являются товаром. CATL, EVE, CALB-все они создают достойные клетки LFP. То, что определяет, прослужит ли упаковка 3000 циклов или 1500 циклов при одном и том же использовании, в основном зависит от того, как управляются эти ячейки.

 

Что на самом деле идет не так

Вот что до сих пор удивляет людей. Литиевые элементы нельзя заряжать при температуре ниже 0 градусов. Не "не должно быть"-нельзя, без ущерба. Происходит следующее: ионы лития не могут должным образом интеркалироваться в графитовый анод, когда он холодный. Вместо этого они выпадают на поверхность в виде металлического лития. Это навсегда. Батарея выглядит нормально, заряжается нормально, работает нормально несколько месяцев. Затем вы получаете ускоренное снижение мощности и, в конечном итоге, внутренние замыкания из-за роста дендритов.

Таким образом, BMS должна обеспечить соблюдение температурного ограничения. Если зимой вы эксплуатируете вилочные погрузчики в холодильных складах или на открытых площадках, аккумулятор должен не заряжаться ниже порогового значения. Не просто предупредить-на самом деле отказать. Мы установили отсечку на -10 градусов для зарядки, с уменьшенным током от -10 градусов до 0 градусов. Некоторые более дешевые системы вообще не имеют такой защиты.

Холодное хранение и логистика замороженных продуктов являются худшими для этого случая. Пакеты поступают в морозильные камеры и вывозятся из них, загружаются в неотапливаемых погрузочных платформах. Операторы об этом не задумываются, поскольку свинцово--кислотная продукция не имеет такого ограничения.

Балансирующая часть

 

Это меня расстраивает, потому что это поправимо. Вы можете купить элементы класса A- у известного производителя промышленных аккумуляторов LiFePO4, собрать их идеально, но при этом получить посредственный аккумулятор, потому что в нем нет балансировки.

 

Вопрос в производственной толерантности. Ячейки из одной и той же производственной партии различаются по емкости на 1-3%. Это просто реальность. В последовательной строке ячейка с наименьшей-емкостью ограничивает разрядку (сначала достигает полного разряда), а ячейка с наибольшей емкостью ограничивает заряд (сначала достигает полной разрядки). Без балансировки вы используете около 90% фактической емкости аккумулятора. И эта слабая клетка испытывает больший стресс с каждым циклом, быстрее стареет и становится слабее. Положительная обратная связь.

 

Пассивная балансировка обычно отводит избыточный заряд через резисторы. 50-100мА. Если ячейка на 50 мАч опережает другие, это час на исправление. Нормально для ночной зарядки. Но погрузочно-разгрузочное оборудование не взимает плату за ночь-, вы можете взимать плату во время перерывов, работать в несколько смен, обеспечивать движение грузовиков. Пассивная балансировка не справляется.

Активная балансировка перемещает энергию между клетками. Более высокие токи, никаких потерь энергии. Наши пакеты поддерживают активную балансировку на уровне 1А+, поскольку этого требуют приложения.

Логика отслеживает среднее напряжение во всех ячейках-до 160 в более крупных упаковках-и помечает ячейки, отклоняющиеся от среднего значения. Балансировка активируется при среднем напряжении элемента выше 3,7 В во время зарядки, когда отсутствуют флаги неисправности. Когда ячейка достигает среднего значения в пределах 10 мВ, она выходит из очереди балансировки.

Разница проявляется в долгосрочном-сохранении емкости. Пакеты с хорошей активной балансировкой сохраняют отклонение от ячейки-к-ячейки 20 мВ в течение тысяч циклов. Блоки без него в течение года достигают отклонения в 100 мВ+, что означает значительное снижение полезной емкости.

 

Термический отклик

Все знают об отключении при высоких-температурах: предупреждение при 55 градусах, отключение при 60 градусах. Более полезная часть — это то, как вы отреагируете, не просто убивая оборудование.

Вилочный погрузчик посреди склада с грузом на вилах не должен просто останавливаться из-за того, что температура достигла порога. Это опасно. Вам нужно постепенное снижение номинальных значений-уменьшение предельных значений тока при повышении температуры, предоставление оператору возможности завершить немедленную задачу при пониженной мощности, а затем принудительное-период охлаждения.

Наша тепловая логика контролирует несколько точек на модуль, поскольку при большой нагрузке градиент температуры внутри блока может достигать 15 градусов. Один датчик на всю пачку ничего полезного вам не сообщит. Если один модуль постоянно нагревается на 10 градусов выше, чем другие, обычно это повышенное внутреннее сопротивление в этих ячейках-раннее предупреждение о развивающейся проблеме. Мы отмечаем перепады выше 10 градусов для расследования.

Пороги срабатывания многоуровневые: выше 45 градусов уменьшают ток заряда. При температуре выше 55 градусов предупреждение плюс снижение номинальных характеристик разряда. При температуре выше 60 градусов контролируемая последовательность отключения. При температуре выше 65 градусов упаковка помечается как неисправная и ожидает проверки. Каждый шаг дает оператору информацию и варианты выбора, а не просто отключает мощность.