Kiểm tra hệ thống pin là gì?

Anh chàng dịch vụ hiện trường gọi điện nói rằng xe nâng không bật nguồn. BMS bị khóa. Khách hàng đổ lỗi cho pin. Hóa ra ai đó đã để gói hàng trong một nhà kho không có hệ thống sưởi trong kỳ nghỉ, nhiệt độ giảm xuống dưới ngưỡng và hệ thống từ chối đóng các công tắc tơ chính. Làm việc đúng như thiết kế. Đó là quá trình kiểm tra hệ thống pin đang thực hiện công việc của nó.

Kiểm tra hệ thống pin bao gồm ba vấn đề mà người dùng cuối hầu như không nhìn thấy: tự-chẩn đoán trước khi gói hoạt động, giám sát cách điện trong khi gói đang chạy và xác minh khóa liên động để xác nhận rằng không có gì bị lỏng. Mỗi cái tồn tại vì đã xảy ra sự cố trong hiện trường, thường đến mức nó trở thành một yêu cầu tiêu chuẩn. GB 18384-2020 tại Trung Quốc, ISO 6469-3 quốc tế. Đây không phải là những gợi ý.

 Tự-Tự chẩn đoán trước bất cứ điều gì khác

Khi bạn bật công tắc chìa khóa trên xe nâng điện, BMS không chỉ đóng các công tắc tơ và hy vọng điều tốt nhất. Có một chuỗi chạy đầu tiên, thường hoàn thành trong vòng chưa đầy năm giây, đôi khi nhanh hơn. Hệ thống thăm dò điện áp và nhiệt độ của từng nhóm tế bào, kiểm tra xem bảng phụ có đang giao tiếp hay không và chạy tính năng phát hiện độ bám dính của công tắc tơ trước khi cố gắng đóng bất cứ thứ gì.

Cửa sổ điện áp chặt chẽ. Điện áp di động phải nằm trong khoảng từ 2,0V đến 4,5V, nếu không gói sẽ không hoạt động. Phạm vi nhiệt độ mô-đun là -40 độ đến 80 độ. Đây không phải là những con số tùy ý được lấy từ một bảng thông số kỹ thuật. Dưới 2V có nghĩa là tế bào đã bị phóng điện quá mức hoặc bị hư hỏng, bạn không muốn dòng điện chạy qua đó. Trên 4,5V có nghĩa là quá tải hoặc lỗi đo lường, dù thế nào đi nữa cũng có lỗi. Chúng tôi đã thấy các gói trở lại với một ô ở mức 4,6V trong khi các gói khác vẫn bình thường. Lỗi sản xuất trong tế bào, BMS đã phát hiện được trước khi nó trở thành sự kiện nhiệt.

Việc phát hiện độ bám dính của contactor bị bỏ qua cho đến khi nó quan trọng. Thử nghiệm hoạt động bằng cách đo điện áp trên các cực của công tắc tơ khi có lệnh mở công tắc tơ. Điện áp hiện tại có nghĩa là dòng điện đang chạy, có nghĩa là công tắc tơ được hàn đóng trong trường hợp dòng điện-cao trước đó. Không thể điều khiển contactor hàn. Không thể ngắt kết nối gói một cách an toàn. Một chiếc xe nâng không chịu khởi động thật khó chịu. Xe nâng không chịu tắt là nguy hiểm.

 Giám sát cách điện là về dòng điện rò rỉ, không chỉ về điện trở

Hệ thống ắc quy điện áp cao nổi so với khung xe. Không có kết nối có chủ ý giữa xe buýt DC và mặt đất. Khi lớp cách điện bị hỏng,-độ ẩm xâm nhập, mòn cáp, nhiễm bẩn-dòng điện bắt đầu rò rỉ vào khung máy. Chạm vào sai bề mặt không đúng lúc và bạn trở thành một phần của mạch đó. Đây là lý do tại sao GB 18384-2020 yêu cầu điện áp hệ thống tối thiểu 100Ω mỗi volt. Một gói 500V cần ít nhất 50kΩ giữa cực và mặt đất khung.

Toán học được lấy từ IEC/TR 60479-1, trong đó thiết lập 2mA là ngưỡng bắt đầu nhận thức của con người về dòng điện. Giữ mức rò rỉ ở mức dưới đó và việc tiếp xúc sẽ không gây nguy hiểm ngay lập tức. Trên mức đó và mọi thứ trở nên tồi tệ nhanh chóng. Tiêu chuẩn này mang lại cho bạn lợi nhuận kỹ thuật để làm việc.

Có bốn phương pháp để đo điện trở cách điện trong các ứng dụng trên xe. Phương pháp điện áp phụ cần nguồn DC 110V bên ngoài, làm phức tạp hệ thống và không thể phân biệt được cực nào bị lỗi. Phương pháp cảm biến hiện tại chỉ hoạt động khi có dòng tải chạy qua, không có tác dụng trong quá trình kiểm tra-trước khi bắt đầu. Phương pháp kháng cầu là phương pháp được hầu hết BMS ô tô sử dụng hiện nay. Kết nối các điện trở đã hiệu chỉnh giữa bus DC và khung máy, chuyển đổi giữa các cấu hình, tính toán cách điện từ các bộ chia điện áp thu được. Hoạt động liên tục trong quá trình hoạt động nhưng có điểm mù khi điện trở cực dương và cực âm bằng nhau.

Phương pháp đưa điện áp khắc phục điểm mù đó bằng cách đặt chồng-tín hiệu AC tần số thấp-thường là 10 đến 100Hz-vào mạch điện áp cao và đo phản hồi ở tham chiếu khung. Hoạt động bất kể tính đối xứng trong sự xuống cấp của vật liệu cách nhiệt. Hoạt động ngay cả khi ngắt kết nối pin khỏi tải. Việc thực hiện phức tạp hơn, kết quả chính xác hơn.

Dù bạn sử dụng phương pháp nào thì BMS cũng cần phải làm gì đó với thông tin đó. Cách điện trên 500Ω/V, hoạt động bình thường. Trong khoảng từ 100Ω/V đến 500Ω/V, cảnh báo tới bảng điều khiển, có thể hạn chế một số chức năng. Dưới 100Ω/V, tình trạng lỗi. Hệ thống cắt điện ngay lập tức hay cho phép người lái khập khiễng về nhà tùy thuộc vào tốc độ xe và chế độ vận hành. Bạn không muốn một chiếc xe nâng chết máy giữa- thang máy với một pallet ở trên không.

 Vòng khóa liên động điện áp cao khắc phục sự cố cơ học

Giám sát cách nhiệt xử lý sự xuống cấp dần dần. HVIL xử lý việc ngắt kết nối đột ngột. Một đầu nối bị lỏng khi va chạm. Nắp bảo trì được tháo ra mà không tuân theo quy trình khóa. Một sợi cáp rung lên khỏi chốt của nó.

Quá trình triển khai sẽ chạy tín hiệu thí điểm điện áp thấp thông qua các chân chuyên dụng trên mọi đầu nối-điện áp cao trong hệ thống. Các chân này về mặt cơ học ngắn hơn các tiếp điểm nguồn. Khi bạn rút phích cắm một đầu nối, mạch khóa liên động sẽ mở ra trước tiên, sau đó là các tiếp điểm nguồn sẽ tách ra. BMS phát hiện mạch hở, ra lệnh mở tất cả các công tắc tơ, điện áp cao giảm trước khi các tiếp điểm nguồn tách rời về mặt vật lý. Không có vòng cung ở mặt đầu nối. Không gây nguy hiểm cho kỹ thuật viên.

Hai cấu trúc liên kết tồn tại. Vòng lặp nối tiếp kết nối mọi điểm khóa liên động thành một mạch liên tục. Hệ thống dây điện đơn giản, một điểm đứt ở bất kỳ đâu sẽ mở ra toàn bộ vòng lặp, nhưng bạn không thể biết đầu nối nào bị lỗi nếu không kiểm tra vật lý. Giám sát song song qua CAN cho phép mỗi đầu nối báo cáo trạng thái riêng của nó một cách độc lập. Nhiều hệ thống dây điện hơn, phức tạp hơn nhưng bạn biết chính xác vấn đề nằm ở đâu. Các ứng dụng hỗ trợ mặt đất trong khai thác mỏ và sân bay có xu hướng tiếp cận song song vì thiết bị lớn và việc định vị lỗi giúp tiết kiệm thời gian.

Các dạng hư hỏng phổ biến mà chúng tôi thấy: ăn mòn chốt do hơi ẩm xâm nhập, lực tiếp xúc không đủ do vỏ đầu nối bị mòn, mỏi cáp do định tuyến kém dẫn đến uốn cong nhiều lần. Đây là các vấn đề về cài đặt và bảo trì, không phải vấn đề về thiết kế, nhưng chúng hiển thị dưới dạng lỗi HVIL bất kể đó là lỗi của ai.

 Tại sao điều này lại quan trọng đối với hoạt động của Hạm đội

Một gói từ chối bắt đầu là bất tiện. Một đàn bắt đầu vào thời điểm không nên nguy hiểm. Việc kiểm tra hệ thống pin tồn tại để ngăn chặn kết quả thứ hai bằng cách cho phép kết quả đầu tiên.

Việc chẩn đoán sẽ thêm chi phí vào BMS. Các đầu nối khóa liên động có giá cao hơn các đầu nối tiêu chuẩn. Bản thân mạch giám sát cách điện đưa ra một đường điện trở song song làm suy giảm nhẹ lớp cách điện của hệ thống. Đây là những sự cân bằng về mặt kỹ thuật tồn tại vì-gói vận chuyển thay thế không có những biện pháp bảo vệ này-sẽ tạo ra trách nhiệm pháp lý mà không ai muốn gánh chịu.

Đối với khách hàng đánh giá các nhà cung cấp pin, câu hỏi đặt ra không phải là về thành phần hóa học của tế bào hoặc các tuyên bố về vòng đời. Những điều đó quan trọng, nhưng chúng là tiền cược trên bàn. Các câu hỏi tiết lộ năng lực của nhà cung cấp là về các trường hợp khó khăn. Điều gì xảy ra ở -30 độ ? Điều gì xảy ra nếu một nhóm tế bào mất cân bằng trong quá trình bảo quản? Điều gì xảy ra nếu ai đó vô tình làm chập các dây cảm biến trong quá trình bảo trì? Nhà cung cấp có câu trả lời-cụ thể, câu trả lời kỹ thuật kèm theo dữ liệu thử nghiệm-có thể đã xây dựng đủ gói để phát hiện những vấn đề này tại hiện trường.

Kiểm tra hệ thống pin không phải là một tính năng để quảng cáo. Đó là cơ sở hạ tầng hoạt động chính xác khi không có sự cố nào xảy ra và phát hiện được sự cố trước khi chúng trở thành sự cố khi có sự cố xảy ra. Kết quả tốt nhất là bạn không bao giờ nhận thấy nó hoạt động.