Wat is batterijsysteemcontrole?

Deze vraag komt veel voor bij inkoopteams die offertes vergelijken. Ze kijken naar twee 48V 400Ah-pakketten, zien dezelfde cellen op beide specificatiebladen staan ​​en vragen zich af waarom één 30% meer kost. Het antwoord ligt vrijwel altijd in het besturingssysteem. Maar dat is moeilijk te verkopen, omdat je een controle-algoritme niet kunt fotograferen.

De controle van het batterijsysteem is de logica die coördineert hoe een pakket werkt-wanneer het opladen toestaat, hoe het de contactors in volgorde zet, of het de cellen in evenwicht brengt en hoe het op temperatuur reageert. De cellen zijn op dit moment handelswaar. CATL, EVE, CALB-ze zijn allemaal goede LFP-cellen. Wat bepaalt of een pakket bij hetzelfde gebruik 3000 cycli of 1500 cycli meegaat, hangt vooral af van de manier waarop die cellen worden beheerd.

 

Wat er eigenlijk misgaat

Hier is iets dat mensen nog steeds verrast. Lithiumcellen kunnen niet onder 0 graden worden opgeladen. Niet "zou niet moeten zijn"-kan niet, zonder schade. Wat er gebeurt, is dat de lithiumionen niet goed in de grafietanode kunnen intercaleren als het koud is. In plaats daarvan komen ze uit als metallisch lithium op het oppervlak. Dit is permanent. De cel ziet er prima uit, laadt prima op, werkt maandenlang prima. Dan krijg je capaciteitsvervaging die versnelt, en uiteindelijk interne tekorten door dendrietgroei.

Het BMS moet dus de temperatuurlimiet handhaven. Als u in de winter vorkheftrucks gebruikt in een koelopslag of buitenterrein, moet het peloton lading onder de drempel weigeren. Niet alleen waarschuwen-eigenlijk weigeren. We hebben de onze ingesteld op een grenswaarde van -10 graden voor opladen, met verminderde stroom tussen -10 graden en 0 graden. Sommige goedkopere systemen hebben deze bescherming helemaal niet.

De logistiek voor koude opslag en diepvriesgoederen is hiervoor het slechtst. Verpakkingen gaan vriesruimtes in en uit en worden opgeladen in onverwarmde laaddocks. De operators denken er niet over na, omdat lood-zuur deze beperking niet had.

Het balancerende deel

 

Dit frustreert mij omdat het zo op te lossen is. Je kunt cellen van A-kwaliteit kopen bij een gerenommeerde fabrikant van industriële LiFePO4-batterijen, ze perfect in elkaar zetten en toch een middelmatig pakket hebben omdat er geen balans is.

 

Het probleem is de productietolerantie. Cellen uit dezelfde productiebatch variëren in capaciteit met 1-3%. Dat is gewoon de realiteit. In een seriereeks beperkt de cel met de laagste -capaciteit de ontlading (komt als eerste leeg) en beperkt de cel met de hoogste capaciteit de lading (als deze eerst vol is). Zonder balanceren gebruikt u misschien 90% van de werkelijke pakcapaciteit. En die zwakke cel wordt elke cyclus harder belast, veroudert sneller en wordt zwakker. Positieve feedbacklus.

 

Bij passieve balancering wordt overtollige lading afgevoerd via weerstanden, doorgaans . 50-100mA. Als een cel 50 mAh voorloopt op de anderen, is dat een uur om te corrigeren. Prima voor 's nachts opladen. Maar apparatuur voor intern transport laadt niet van de ene op de andere dag op-u kunt opladen tijdens pauzes, meerdere diensten draaien en de vrachtwagens in beweging houden. Passief balanceren kan het niet bijbenen.

Actief balanceren verplaatst energie tussen cellen. Hogere stromen, geen energieverspilling. Onze pakketten draaien actieve balancering op 1A+ omdat de toepassingen dit vereisen.

De logica volgt de gemiddelde spanning over alle cellen-tot 160 in de grotere pakketten-en markeert cellen die afwijken van het gemiddelde. De balancering wordt geactiveerd boven de gemiddelde celspanning van 3,7 V tijdens het opladen, als er geen foutvlaggen zijn. Wanneer een cel binnen een gemiddelde van 10 mV komt, verlaat deze de balanceringswachtrij.

Het verschil komt tot uiting in het capaciteitsbehoud op de lange- termijn. Pakketten met een goede actieve balancering blijven binnen de 20 mV cel-tot-celafwijking gedurende duizenden cycli. Pakketten zonder dit drijven binnen een jaar naar een variantie van meer dan 100 mV, wat een aanzienlijk verminderde bruikbare capaciteit betekent.

 

Thermische respons

Iedereen kent de uitschakeling bij hoge-temperaturen: waarschuwing van 55 graden, uitschakeling bij 60 graden. Het nuttigste deel is hoe je reageert zonder alleen de apparatuur te doden.

Een vorkheftruck midden in een magazijn met een lading op de vorken mag niet zomaar worden uitgeschakeld omdat de temperatuur een drempel bereikt. Dat is gevaarlijk. Wat u wilt is een progressieve derating-het verlagen van de stroomlimieten naarmate de temperatuur stijgt, de operator de onmiddellijke taak laten voltooien met een lager vermogen en vervolgens een afkoelperiode- forceren.

Onze thermische logica controleert op meerdere punten per module, omdat temperatuurgradiënten in een pakket onder zware belasting 15 graden kunnen bereiken. Eén sensor voor het hele pakket vertelt je niets nuttigs. Als één module consequent 10 graden warmer wordt dan de andere, is dat meestal een verhoogde interne weerstand in die cellen-een vroege waarschuwing voor een zich ontwikkelend probleem. We signaleren verschillen boven de 10 graden voor onderzoek.

De responsdrempels zijn gelaagd: boven 45 graden, verlaag de laadstroom. Boven 55 graden, waarschuwing plus ontladingsreductie. Boven 60 graden, gecontroleerde uitschakelvolgorde. Boven de 65 graden wordt het pakket gemarkeerd als mislukt in afwachting van inspectie. Elke stap geeft de machinist informatie en opties, in plaats van alleen maar de stroom uit te schakelen.