Giám sát điện áp là gì?

Năm ngoái, một khách hàng người Đức đã phải liên hệ vì ba xe nâng trong kho của họ đột nhiên không hoạt động. Hóa ra pin vẫn ổn-BMS đã chênh lệch khoảng 40mV khi đọc điện áp và quyết định rằng các gói đã bị sạc quá mức. Đã khóa mọi thứ lại. Ba máy chết cả ngày. Ở đó họ tính tiền theo giờ.

Thực ra, câu chuyện khá điển hình. Giám sát điện áp nghe có vẻ là điều cơ bản nhất mà BMS thực hiện. Tuy nhiên, “chức năng cơ bản” này gây ra nhiều vấn đề thực địa hơn hầu hết mọi vấn đề khác.

 Bốn phương pháp phát hiện

Việc phát hiện điện áp bộ pin đã được chia thành bốn phương pháp chính. Hầu hết người mua khi nói chuyện với nhà cung cấp bộ pin lithium sẽ không hỏi về chi tiết này, nhưng chi tiết này đặt ra mức độ tin cậy cho toàn bộ BMS.

 Bẫy dòng điện rò rỉ

Dễ dàng bỏ qua điều này.

Mạch phát hiện điện áp lấy dòng điện từ các tế bào. Lượng nhỏ-từ microamp đến milliamp-nhưng liên tục. Và đây là điều đáng chú ý: trong một gói nối tiếp, các tế bào ở gần cực âm hơn sẽ mang nhiều dòng điện rò hơn. Lấy một gói 16S. Ô 1 ở cực dương chỉ thấy rò rỉ từ mạch phát hiện của chính nó. Ô 16 ở đầu âm nhận thấy sự rò rỉ tích lũy từ tất cả 16 mạch phát hiện, cộng với bộ điều khiển BMS, cộng với bất kỳ gói tham chiếu âm nào khác.

Trải qua hàng trăm chu kỳ,-các tế bào cuối âm tính thải ra sâu hơn và già đi nhanh hơn. Sự trôi dạt nhất quán. Đây không phải là vấn đề về chất lượng tế bào. Đó là một vấn đề thiết kế hệ thống.

 Độ chính xác và tại sao nó quan trọng hơn thông số kỹ thuật đề xuất

IEC 62619 cho biết bảo vệ điện áp phải hoạt động trước hoặc khi điện áp di động đạt đến ngưỡng an toàn. Có vẻ như có lề. Trong thực tế, không có nhiều.

Lấy LFP. Sạc đầy khoảng 3,65V. Vùng nguy hiểm bắt đầu vào khoảng 3,70V. Đó là một cửa sổ 50mV. Nếu độ chính xác phát hiện là ±30mV-thường gặp trong các thiết kế BMS giá rẻ-riêng độ không đảm bảo đo đã ngốn hơn một nửa biên độ an toàn của bạn. BMS hiển thị 3,65V, điện áp thực có thể đã là 3,68V. Chúng tôi chạy ±5mV nội bộ. Cần ADC tốt hơn, tham chiếu điện áp chặt chẽ hơn, bố trí PCB cẩn thận hơn. Chi phí nhiều hơn. Nhưng so với những gì xảy ra khi độ chính xác bị giảm sút thì không có gì đáng nói.

Đã xảy ra trường hợp: gói hàng của khách hàng đã chạy được hai năm, độ chính xác phát hiện giảm từ ±8mV khi giao hàng xuống ±35mV. Không có mã lỗi nào-bị trôi dần. Một ngày nọ, trong khi sạc, một tế bào thực sự đạt mức 3,72V trong khi hệ thống cho rằng đó là 3,65V và tiếp tục hoạt động. Thật may mắn là tế bào đó vẫn giữ được. Nếu không thì đó là một báo cáo sự cố.

Loại thất bại tiến bộ này được che giấu rất tốt. Kiểm tra hiệu chuẩn hàng năm là tối thiểu.

 Cân bằng, nhiệt độ và mọi thứ khác

Chủ động hay thụ động, việc cân bằng chỉ có tác dụng nếu bạn biết ô nào cao, ô nào thấp. Phát hiện kém có nghĩa là cân bằng mù. Cân bằng thụ động chảy máu qua điện trở. Dòng cân bằng 50mA thông thường phải mất hàng giờ để kéo một ô xuống 0,1V. Nếu thỉnh thoảng lỗi đo điện áp đảo chiều, bạn đang làm cho sự mất cân bằng trở nên tồi tệ hơn trong khi đốt cháy năng lượng. Khi đánh giá một nhà cung cấp pin lithium công nghiệp, hãy hỏi về việc cân bằng giữa chiến lược và độ chính xác của việc phát hiện. "Có cân bằng hoạt động" chẳng có ý nghĩa gì nếu dữ liệu cơ bản là rác.

Bù nhiệt độ là một thứ khác hiếm khi xuất hiện trong bảng thông số kỹ thuật. Cùng một ô ở 3,30V đọc khác nhau ở 25 độ so với 0 độ. Điện trở trong thay đổi, mạch đo tự trôi theo nhiệt độ. Nếu không có bồi thường, ước tính SOC thay đổi theo mùa. Sạc ở nhiệt độ-thấp khiến các tế bào-ở nhiệt độ -5 độ trở nên phức tạp hơn, không hoạt động giống như các tế bào ở nhiệt độ phòng. BMS chỉ theo dõi điện áp mà không tham chiếu chéo nhiệt độ có thể cho phép sạc khi không nên hoặc chặn sạc khi có thể. Bạn phải hỏi trực tiếp đội ngũ kỹ thuật của nhà cung cấp về nội dung này.

Việc giám sát điện áp sẽ đi sâu nếu bạn muốn tìm hiểu sâu, nhưng điểm cốt lõi rất đơn giản: đây là nền tảng dữ liệu cho mọi thứ khác mà BMS thực hiện. Nền tảng không vững chắc, không có gì được xây dựng trên những vấn đề hàng đầu.

Khi bạn tìm nguồn cung cấp bộ pin, đừng chỉ nhìn vào dung lượng, vòng đời, giá cả. Độ chính xác của việc phát hiện BMS, cấu trúc phát hiện, giao thức hiệu chuẩn-những nội dung bên trong này cũng quan trọng không kém. Câu hỏi chào mừng. Chúng ta đã dẫm phải đủ số mìn trong nhiều năm để có ý kiến.