מהי בדיקת מערכת הסוללה?
איש שירות בשטח מתקשר ואומר שהמלגזה לא נדלקת. BMS ננעל. הלקוח מאשים את הסוללה. מסתבר שמישהו השאיר את החפיסה יושבת במחסן לא מחומם במהלך החג, הטמפרטורה ירדה מתחת לסף, והמערכת סירבה לסגור את המגעים הראשיים. עובד כמתוכנן. זו בדיקת מערכת הסוללה שעושה את העבודה שלה.
בדיקת מערכת הסוללה מכסה שלושה דברים שקורים ברובם בלתי נראים למשתמש הקצה: אבחון עצמי-לפני שהחבילה עולה לאוויר, ניטור בידוד בזמן שהיא פועלת ואימות מנעול שמאשר ששום דבר לא השתחרר. כל אחד קיים כי משהו השתבש בשטח, לעתים קרובות מספיק שזה הפך לדרישה סטנדרטית. GB 18384-2020 בסין, ISO 6469-3 בינלאומי. אלו לא הצעות.
אבחון עצמי- לפני כל דבר אחר
כשאתה הופך את מתג המפתח במלגזה חשמלית, ה-BMS לא סתם טורק את המגעים ומקווה לטוב. יש רצף שרץ ראשון, בדרך כלל מסתיים תוך פחות מחמש שניות, לפעמים מהר יותר. המערכת בודקת כל קבוצת תאים עבור מתח וטמפרטורה, בודקת שלוחות העבדים מתקשרים ומפעילה זיהוי היצמדות למגע לפני ניסיון לסגור משהו.
ספי הפעלה קריטיים
חלון מתח
2.0V - 4.5V
מגבלות לתא. מחוץ לטווח זה מונע הפעלה.
טווח טמפ'
-40 מעלות - 80 מעלות
מגבלות בטיחות מודול למניעת אירועים תרמיים.
חלון המתח צפוף. מתח התא צריך להיות בין 2.0V ל-4.5V, אחרת החבילה לא תעבור לאוויר. טווח הטמפרטורה של המודול הוא -40 מעלות עד 80 מעלות. אלה אינם מספרים שרירותיים שנשלפו מגיליון מפרט. מתחת ל-2V פירושו שתא משוחרר עמוקות או פגום, אתה לא רוצה להפעיל זרם דרך זה. מעל 4.5V פירושו טעינת יתר או תקלת מדידה, בכל מקרה משהו לא בסדר. ראינו חבילות חוזרות עם תא אחד ב-4.6V בעוד האחרים היו תקינים. פגם בייצור בתא, BMS תפס אותו לפני שהפך לאירוע תרמי.
זיהוי הידבקות מגע מתעלם עד שזה משנה. הבדיקה פועלת על ידי מדידת מתח על פני מסופי מגע כאשר המגע מקבל פקודה פתוחה. המתח הנוכחי פירושו שהזרם זורם, כלומר המגע מרותך סגור במהלך אירוע זרם גבוה- קודם. לא יכול לשלוט במגע מרותך. לא ניתן לנתק את החבילה בבטחה. מלגזה שמסרבת להידלק היא מעצבנת. מלגזה שמסרבת לכבות היא מסוכנת.
התזמון עובד כך: BMU מאתחל, ממתין 0.1 שניות, נכנס למצב בדיקה עצמית-, עובר את כל התנאים. אם הכל עובר תוך 5 שניות, המגעים הראשיים נסגרים. אם לא, תקלת אתחול, החבילה נשארת מנותקת. חלק מהלקוחות מתלוננים על העיכוב בהפעלה. אנו מסבירים שחמש שניות זולות יותר משריפת סוללה.
ניטור בידוד הוא זרם דליפה, לא רק התנגדות
מערכות מצברים במתח גבוה צפות ביחס לשלדת הרכב. אין קשר מכוון בין אוטובוס DC לאדמה. כאשר הבידוד מתפרק-חדירת לחות, בלאי כבלים, זיהום-מתחיל לדלוף למרכב. גע במשטח הלא נכון בזמן הלא נכון ואתה הופך לחלק מהמעגל הזה. זו הסיבה ש-GB 18384-2020 דורש מינימום 100Ω לכל וולט של מתח המערכת. חבילת 500V צריך לפחות 50kΩ בין העמוד והארקה של המארז.
המתמטיקה מגיעה מ-IEC/TR 60479-1, שקבע את 2mA כסף שבו מתחילה התפיסה האנושית של זרם חשמלי. שמור על דליפה מתחת לזה ומגע אינו מסוכן מיד. מעל זה והדברים מחמירים מהר. התקן נותן לך מרווח הנדסי לעבוד איתו.
קיימות ארבע שיטות למדידת התנגדות בידוד ביישומי רכב. שיטת מתח העזר זקוקה למקור חיצוני 110V DC, מסבכת את המערכת, ואינה יכולה להבחין באיזה קוטב יש תקלה. שיטת חיישן זרם פועלת רק כאשר זרם העומס זורם, חסרת תועלת במהלך-בדיקות לפני התחלה. שיטת ההתנגדות לגשר היא מה שרוב ה-BMS לרכב משתמש כעת. חבר נגדים מכוילים בין אפיק DC לשלדה, מעבר בין תצורות, חישוב בידוד ממחלקי המתח המתקבלים. עובד ברציפות במהלך הפעולה אך יש לו נקודה עיוורת כאשר במקרה של התנגדות קוטב חיובית ושליליה שוות.
שיטת הזרקת המתח מתקנת את הנקודה העיוורת על ידי הטלת אות AC בתדר-נמוך-בדרך כלל 10 עד 100 הרץ-על מעגל המתח הגבוה ומדידת התגובה בהתייחסות המארז. עובד ללא קשר לסימטריה בפירוק הבידוד. עובד גם כשהסוללה מנותקת מעומס. מורכב יותר ליישום, תוצאות מדויקות יותר.
לא משנה באיזו שיטה תשתמש, ה-BMS צריך לעשות משהו עם המידע. בידוד מעל 500Ω/V, פעולה רגילה. בין 100Ω/V ל-500Ω/V, אזהרה ללוח המחוונים, אולי תגביל כמה פונקציות. מתחת ל-100Ω/V, מצב תקלה. האם המערכת מנתקת את החשמל באופן מיידי או מאפשרת לנהג לצלול הביתה תלוי במהירות הרכב ובמצב הפעולה. אתה לא רוצה שמלגזה מתה באמצע-עם משטח באוויר.
לולאת נעילת מתח גבוה תופסת בעיות מכניות
ניטור בידוד מטפל בהידרדרות הדרגתית. HVIL מטפל בניתוק פתאומי. מחבר השתחרר במהלך התנגשות. מכסה תחזוקה הוסר מבלי לבצע את הליך הנעילה. כבל שרטט מתוך הבריח שלו.
היישום מפעיל אות טייס במתח נמוך דרך פינים ייעודיים בכל מחבר-מתח גבוה במערכת. פינים אלה קצרים מכנית ממגעי הכוח. כאשר אתה מנתק מחבר, מעגל הנעילה נפתח ראשון, מגעי החשמל נפרדים שנית. ה-BMS רואה את המעגל הפתוח, מצווה על כל המגעים לפתוח, מתח גבוה יורד לפני שמגעי החשמל נפרדים פיזית. אין קשת בחזית המחבר. אין סכנה לטכנאי.
ביקורתיות תזמון
זה נשמע פשוט עד שאתה שוקל תזמון. חלון התגובה נמדד באלפיות שניות. המערכת צריכה לזהות את ההפסקה, להחליט מה לעשות ולפקודה על מגעים להיפתח מהר יותר ממה שניתן לפרק את המחבר פיזית. עבור מחברים מעל 400V, יש בדרך כלל אינטרנעל מכאני משני שמאלץ הפסקה מכוונת-עליך ללחוץ על שחרור, לחכות, ואז למשוך-כדי לתת למערכת הבקרה זמן להגיב.
קיימות שתי טופולוגיות. לולאה סדרתית מחברת כל נקודת נעילה למעגל רציף אחד. חיווט פשוט, הפסקה אחת בכל מקום פותחת את כל הלולאה, אבל אתה לא יכול לדעת איזה מחבר פגום ללא בדיקה פיזית. ניטור מקביל באמצעות CAN מאפשר לכל מחבר לדווח על מצב משלו באופן עצמאי. יותר חיווט, יותר מורכבות, אבל אתה יודע בדיוק איפה הבעיה. יישומי כרייה ותמיכה קרקעית בשדה התעופה נוטים לגישה המקבילה מכיוון שהציוד גדול ולוקליזציה של תקלות חוסכת זמן.
מצבי כשל נפוצים שאנו רואים: קורוזיה בפינים מחדירת לחות, כוח התאמה לא מספיק מבתי מחברים בלויים, עייפות כבלים כתוצאה מניתוב לקוי המאפשר כיפוף חוזר. אלו הן בעיות התקנה ותחזוקה, לא בעיות תכנון, אבל הן מופיעות כתקלות HVIL ללא קשר לאשמת מי הן.
למה זה חשוב לפעולות הצי
חבילה שמסרבת להתחיל היא לא נוחה. חבילה שמתחילה כשהיא לא צריכה היא מסוכנת. בדיקת מערכת הסוללה קיימת כדי למנוע את התוצאה השנייה על ידי התרת התוצאה הראשונה.
האבחון מוסיף עלות ל-BMS. מחברי הנעילה עולים יותר ממחברים סטנדרטיים. מעגל ניטור הבידוד עצמו מציג נתיב התנגדות מקביל הפוגע מעט בבידוד המערכת. אלו הן פשרות הנדסיות שקיימות מכיוון שחבילות המשלוח החלופיות-ללא ההגנות האלה-יוצרות אחריות שאף אחד לא רוצה לשאת.
עבור לקוחות המעריכים ספקי סוללות, השאלות שיש לשאול אינן קשורות לכימיה של התא או לתביעות לגבי חיי מחזור. זה חשוב, אבל הם הימורים על השולחן. השאלות שחושפות את יכולת הספק הן על מקרי הקצה. מה קורה ב--30 מעלות? מה קורה אם קבוצת תאים יוצאת מאיזון במהלך האחסון? מה קורה אם מישהו מקצר בטעות את חוטי החישה במהלך תחזוקה? ספק שיש לו תשובות-ספציפיות וטכניות עם נתוני בדיקה - כנראה בנה מספיק חבילות כדי לראות את הבעיות האלה בשטח.
בדיקת מערכת סוללה אינה תכונה לפרסום. זו תשתית שעובדת נכון כששום דבר לא משתבש ותופסת בעיות לפני שהן הופכות לאירועים כשמשהו קורה. התוצאה הטובה ביותר היא שאתה אף פעם לא שם לב שזה עובד.
