Τι είναι η δοκιμή συστήματος μπαταρίας;

Ο τύπος της υπηρεσίας πεδίου τηλεφωνεί λέγοντας ότι το περονοφόρο ανυψωτικό δεν θα ανάψει. Το BMS κλειδώθηκε. Ο πελάτης κατηγορεί την μπαταρία. Αποδεικνύεται ότι κάποιος άφησε το πακέτο καθισμένος σε μια μη θερμαινόμενη αποθήκη κατά τη διάρκεια των διακοπών, η θερμοκρασία έπεσε κάτω από το όριο και το σύστημα αρνήθηκε να κλείσει τους κύριους επαφές. Λειτουργεί όπως έχει σχεδιαστεί. Αυτό είναι το τεστ του συστήματος μπαταρίας που κάνει τη δουλειά του.

Η δοκιμή του συστήματος μπαταριών καλύπτει τρία πράγματα που συμβαίνουν ως επί το πλείστον αόρατα στον τελικό χρήστη: αυτοδιάγνωση πριν από τη λειτουργία του πακέτου, παρακολούθηση μόνωσης κατά τη λειτουργία του και επαλήθευση διασύνδεσης που επιβεβαιώνει ότι τίποτα δεν χάθηκε. Το καθένα υπάρχει επειδή κάτι πήγε στραβά στο γήπεδο, αρκετά συχνά που έγινε τυπική απαίτηση. GB 18384-2020 στην Κίνα, ISO 6469-3 διεθνώς. Αυτά δεν είναι προτάσεις.

 Αυτο-Διαγνωστικά πριν από οτιδήποτε άλλο

Όταν γυρίζετε τον διακόπτη με κλειδί σε ένα ηλεκτρικό περονοφόρο ανυψωτικό, το BMS δεν κλείνει απλώς τους επαφές και ελπίζει για το καλύτερο. Υπάρχει μια ακολουθία που εκτελείται πρώτη, συνήθως ολοκληρώνεται σε λιγότερο από πέντε δευτερόλεπτα, μερικές φορές πιο γρήγορα. Το σύστημα μετράει κάθε ομάδα κυψελών για τάση και θερμοκρασία, ελέγχει ότι οι εξαρτημένες πλακέτες επικοινωνούν και εκτελεί ανίχνευση πρόσφυσης του επαφέα πριν επιχειρήσει να κλείσει οτιδήποτε.

Το παράθυρο τάσης είναι σφιχτό. Η τάση της κυψέλης πρέπει να είναι μεταξύ 2,0 V και 4,5 V, διαφορετικά το πακέτο δεν θα ενεργοποιηθεί. Το εύρος θερμοκρασίας της μονάδας είναι -40 βαθμοί έως 80 μοίρες. Αυτοί δεν είναι αυθαίρετοι αριθμοί που προέρχονται από ένα φύλλο προδιαγραφών. Κάτω από 2 V σημαίνει ότι μια κυψέλη είναι βαθιά εκφορτισμένη ή κατεστραμμένη, δεν θέλετε να πιέσετε ρεύμα μέσω αυτού. Πάνω από 4,5 V σημαίνει υπερφόρτιση ή σφάλμα μέτρησης, σε κάθε περίπτωση κάτι δεν πάει καλά. Είδαμε πακέτα να επιστρέφουν με μια κυψέλη στα 4,6 V ενώ τα άλλα ήταν κανονικά. Κατασκευαστικό ελάττωμα στην κυψέλη, το BMS το έπιασε πριν γίνει θερμικό συμβάν.

Η ανίχνευση πρόσφυσης του επαφέα παραβλέπεται μέχρι να έχει σημασία. Η δοκιμή λειτουργεί με τη μέτρηση της τάσης στους ακροδέκτες του επαφέα όταν δοθεί εντολή για άνοιγμα του επαφέα. Η παρούσα τάση σημαίνει ότι ρέει ρεύμα, που σημαίνει ότι ο επαφέας έκλεισε κατά τη διάρκεια ενός προηγούμενου συμβάντος υψηλού ρεύματος-. Δεν μπορείτε να ελέγξετε έναν συγκολλημένο επαφέα. Δεν είναι δυνατή η ασφαλής αποσύνδεση του πακέτου. Ένα περονοφόρο ανυψωτικό που αρνείται να ανάψει είναι ενοχλητικό. Ένα περονοφόρο ανυψωτικό που αρνείται να σβήσει είναι επικίνδυνο.

 Η παρακολούθηση μόνωσης αφορά το ρεύμα διαρροής, όχι μόνο την αντίσταση

Τα συστήματα μπαταριών υψηλής τάσης επιπλέουν σε σχέση με το πλαίσιο του οχήματος. Δεν υπάρχει σκόπιμη σύνδεση μεταξύ του διαύλου DC και της γείωσης. Όταν η μόνωση σπάσει-εισόδου υγρασίας, φθορά καλωδίων, μόλυνση-το ρεύμα αρχίζει να διαρρέει στο πλαίσιο. Αγγίξτε τη λάθος επιφάνεια τη λάθος στιγμή και γίνετε μέρος αυτού του κυκλώματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το GB 18384-2020 απαιτεί τουλάχιστον 100Ω ανά βολτ τάσης συστήματος. Ένα πακέτο 500 V χρειάζεται τουλάχιστον 50 kΩ μεταξύ του πόλου και της γείωσης του πλαισίου.

Τα μαθηματικά προέρχονται από το IEC/TR 60479-1, το οποίο καθιέρωσε τα 2mA ως το κατώφλι όπου αρχίζει η ανθρώπινη αντίληψη του ηλεκτρικού ρεύματος. Κρατήστε τη διαρροή κάτω από αυτό και η επαφή δεν είναι άμεσα επικίνδυνη. Πάνω από αυτό και τα πράγματα χειροτερεύουν γρήγορα. Το πρότυπο σάς δίνει μηχανολογικό περιθώριο για να εργαστείτε.

Υπάρχουν τέσσερις μέθοδοι για τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης σε εφαρμογές οχημάτων. Η μέθοδος της βοηθητικής τάσης χρειάζεται μια εξωτερική πηγή συνεχούς ρεύματος 110 V, περιπλέκει το σύστημα και δεν μπορεί να διακρίνει ποιος πόλος έχει το σφάλμα. Η τρέχουσα μέθοδος αισθητήρα λειτουργεί μόνο όταν ρέει ρεύμα φορτίου, άχρηστη κατά τους ελέγχους πριν από την έναρξη-. Η μέθοδος αντίστασης γέφυρας είναι αυτή που χρησιμοποιούν πλέον τα περισσότερα αυτοκίνητα BMS. Συνδέστε βαθμονομημένες αντιστάσεις μεταξύ του διαύλου DC και του πλαισίου, κάντε εναλλαγή μεταξύ των διαμορφώσεων, υπολογίστε τη μόνωση από τους διαιρέτες τάσης που προκύπτουν. Λειτουργεί συνεχώς κατά τη λειτουργία αλλά έχει τυφλό σημείο όταν οι αντιστάσεις θετικού και αρνητικού πόλου τυχαίνει να είναι ίσες.

Η μέθοδος έγχυσης τάσης διορθώνει αυτό το τυφλό σημείο υπερθέτοντας ένα-σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής συχνότητας-συνήθως 10 έως 100 Hz-στο κύκλωμα υψηλής τάσης και μετρώντας την απόκριση στην αναφορά του πλαισίου. Λειτουργεί ανεξάρτητα από τη συμμετρία στην υποβάθμιση της μόνωσης. Λειτουργεί ακόμα και όταν η μπαταρία είναι αποσυνδεδεμένη από το φορτίο. Πιο πολύπλοκο στην εφαρμογή, πιο ακριβή αποτελέσματα.

Όποια μέθοδο κι αν χρησιμοποιείτε, το BMS πρέπει να κάνει κάτι με τις πληροφορίες. Μόνωση άνω των 500Ω/V, κανονική λειτουργία. Μεταξύ 100Ω/V και 500Ω/V, προειδοποίηση στο ταμπλό, ενδέχεται να περιορίσει ορισμένες λειτουργίες. Κάτω από 100Ω/V, κατάσταση σφάλματος. Το αν το σύστημα διακόπτει αμέσως την τροφοδοσία ή επιτρέπει στον οδηγό να πάει κουτσαίνοντας στο σπίτι εξαρτάται από την ταχύτητα του οχήματος και τον τρόπο λειτουργίας. Δεν θέλετε ένα περονοφόρο ανυψωτικό να πεθαίνει στη μέση-με μια παλέτα στον αέρα.

 Ο βρόχος διακλάδωσης υψηλής τάσης πιάνει μηχανικά προβλήματα

Η παρακολούθηση της μόνωσης αντιμετωπίζει τη σταδιακή υποβάθμιση. Το HVIL χειρίζεται την ξαφνική αποσύνδεση. Ένας σύνδεσμος τραβήχτηκε χαλαρά κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης. Ένα κάλυμμα συντήρησης αφαιρέθηκε χωρίς να ακολουθηθεί η διαδικασία κλειδώματος. Ένα καλώδιο που δονήθηκε από το μάνδαλό του.

Η υλοποίηση εκτελεί ένα πιλοτικό σήμα χαμηλής τάσης μέσω αποκλειστικών ακίδων σε κάθε σύνδεσμο υψηλής-τάσης στο σύστημα. Αυτές οι ακίδες είναι μηχανικά μικρότερες από τις επαφές ισχύος. Όταν αποσυνδέετε ένα βύσμα, το κύκλωμα ασφάλισης ανοίγει πρώτο και οι επαφές τροφοδοσίας διαχωρίζονται μετά. Το BMS βλέπει το ανοιχτό κύκλωμα, δίνει εντολή σε όλους τους επαφές να ανοίξουν, η υψηλή τάση πέφτει πριν διαχωριστούν φυσικά οι επαφές ισχύος. Δεν υπάρχει τόξο στην όψη του συνδετήρα. Κανένας κίνδυνος για τον τεχνικό.

Υπάρχουν δύο τοπολογίες. Ο βρόχος σειράς συνδέει κάθε σημείο ασφάλισης σε ένα συνεχές κύκλωμα. Απλή καλωδίωση, ένα σπάσιμο οπουδήποτε ανοίγει ολόκληρο τον βρόχο, αλλά δεν μπορείτε να καταλάβετε ποιος σύνδεσμος παρουσίασε βλάβη χωρίς φυσική επιθεώρηση. Η παράλληλη παρακολούθηση μέσω CAN επιτρέπει σε κάθε σύνδεσμο να αναφέρει τη δική του κατάσταση ανεξάρτητα. Περισσότερη καλωδίωση, περισσότερη πολυπλοκότητα, αλλά ξέρετε ακριβώς πού βρίσκεται το πρόβλημα. Οι εφαρμογές εξόρυξης και υποστήριξης εδάφους αεροδρομίου τείνουν προς την παράλληλη προσέγγιση επειδή ο εξοπλισμός είναι μεγάλος και ο εντοπισμός σφαλμάτων εξοικονομεί χρόνο.

Συνηθισμένοι τρόποι αστοχίας που βλέπουμε: διάβρωση πείρων από εισροή υγρασίας, ανεπαρκής δύναμη ζευγαρώματος από φθαρμένα περιβλήματα συνδετήρων, κόπωση καλωδίου από κακή δρομολόγηση που επιτρέπει την επαναλαμβανόμενη κάμψη. Αυτά είναι ζητήματα εγκατάστασης και συντήρησης, όχι ζητήματα σχεδιασμού, αλλά εμφανίζονται ως σφάλματα HVIL ανεξάρτητα από το ποιος φταίει.

 Γιατί αυτό έχει σημασία για τις επιχειρήσεις στόλου

Ένα πακέτο που αρνείται να ξεκινήσει είναι άβολο. Ένα πακέτο που ξεκινά όταν δεν πρέπει είναι επικίνδυνο. Η δοκιμή του συστήματος μπαταρίας υπάρχει για να αποτρέψει το δεύτερο αποτέλεσμα επιτρέποντας το πρώτο.

Τα διαγνωστικά προσθέτουν κόστος στο BMS. Οι σύνδεσμοι αλληλομανδάλωσης κοστίζουν περισσότερο από τους τυπικούς συνδέσμους. Το ίδιο το κύκλωμα παρακολούθησης μόνωσης εισάγει μια παράλληλη διαδρομή αντίστασης που υποβαθμίζει ελαφρώς τη μόνωση του συστήματος. Πρόκειται για μηχανικούς συμβιβασμούς που υπάρχουν επειδή τα εναλλακτικά-πακέτα αποστολής χωρίς αυτές τις προστασίες-δημιουργούν ευθύνη που κανείς δεν θέλει να φέρει.

Για τους πελάτες που αξιολογούν τους προμηθευτές μπαταριών, οι ερωτήσεις που πρέπει να κάνουν δεν αφορούν τη χημεία των κυττάρων ή τους ισχυρισμούς ζωής του κύκλου. Αυτά έχουν σημασία, αλλά είναι στοιχήματα τραπεζιού. Οι ερωτήσεις που αποκαλύπτουν την ικανότητα του προμηθευτή αφορούν τις ακραίες περιπτώσεις. Τι συμβαίνει στους -30 βαθμούς ; Τι συμβαίνει εάν μια ομάδα κυττάρων βγει εκτός ισορροπίας κατά την αποθήκευση; Τι συμβαίνει εάν κάποιος βραχυκυκλώσει κατά λάθος τα καλώδια ανίχνευσης κατά τη διάρκεια της συντήρησης; Ένας προμηθευτής που έχει απαντήσεις-συγκεκριμένες, τεχνικές απαντήσεις με δεδομένα δοκιμής - πιθανότατα έχει δημιουργήσει αρκετά πακέτα για να έχει δει αυτά τα προβλήματα στο πεδίο.

Η δοκιμή του συστήματος μπαταρίας δεν είναι μια δυνατότητα διαφήμισης. Είναι μια υποδομή που λειτουργεί σωστά όταν τίποτα δεν πάει στραβά και αντιμετωπίζει προβλήματα πριν γίνουν περιστατικά όταν κάτι συμβεί. Το καλύτερο αποτέλεσμα είναι να μην παρατηρήσετε ποτέ ότι λειτουργεί.