BMS эмнени билдирет?
Батарея башкаруу системасытүшүндүрдү
Биз 2021-жылы DALY BMS бирдиктеринин партиясын дээрлик сатып алдык. Баасы сонун көрүндү, спецификациялар кагазда текшерилди жана сатуу өкүлү CAN автобусунун биздин Victron инверторлору менен шайкеш келээрин убада кылды. Пилоттук AGV флотуна орнотулгандан үч жума өткөндөн кийин, биз блоктордун эс алууда эмес, заряддоо учурунда тең салмактуу клеткаларды гана таптык. Колдонмо тынымсыз бузулуп калды. Bluetooth бир нече күн сайын -жупташтыруу керек. Биз бардык 24 бирдикти JBD такталары менен эки эсе арзан алмаштырдык.
Бул тажрыйба бизге спецификациялык баракчаларда эч качан айтылбаган нерсени үйрөттү: BMS сапаты бир нече айга созулган деталдарда көрүнүп турат.
Ошентип, BMS деген эмне?
Окуу китеби жооп
Батареяны башкаруу системасы клетканын чыңалууларын көзөмөлдөйт, токтун агымын башкарат, температураларды көзөмөлдөйт жана литий клеткаларын өрт же эрте өлүмгө алып келген шарттардан коргойт.
Практикалык жооп
бул сиздин 15 000 долларлык батарейкаңыз 4 жылга же 12 жылга жете турганын аныктаган компонент. Сиздин жүк ташуучу паркыңыз бир жылуулук окуясын же нөлдү башынан өткөрөбү. Кепилдик дооматтарыңыз 1%дан ашпайбы же 3%дан ашабы.
Polinovelде биз 2018-жылдан бери сегиз BMS камсыздоочусунун кепилдик маалыматтарына көз салдык. Сандар так окуяны айтып турат.
Жабдуучунун деңгээли боюнча Кепилдик доосунун баалары (2018-2022, 3 247 бирдик)
| Жабдуучу категориясы | 24 айлык ийгиликсиздик көрсөткүчү | Негизги ката режими | Эскертүүлөр |
|---|---|---|---|
| Орион, REC | 0.4-0.7% | Сенсордун жылышы | Партиялар боюнча ырааттуу |
| JK (JIKONG), JBD | 0.8-1.2% | Микропрограмма мүчүлүштүктөрү (оңдолсо болот) | Күчтүү колдонмо колдоо |
| Ата мекендик бренд А | 2.1% | Баланстоо схемасы | 2023 партияларда жакшыртылган |
| Ата мекендик бренд Б | 3.1% | MOSFET каталары | Сапатты контролдоо маселелери |
| ДАЛИ | 3.8% | Көп маселелер | Төмөндөгү эскертүүлөрдү караңыз |
DALY кырдаалы түшүндүрүүгө татыктуу. Алардын пломбаланган корпусунун дизайны чындыгында гидроизоляция үчүн жакшы иштейт. Бирок алардын колдонмосу жүйөлүү себептерден улам 1,7 жылдыз рейтингине ээ. Биз заводдук конфигурацияда каталары бар бирдиктерди алдык. Алардын "100А разряд" рейтинги көбүнчө 50А заряддоо кубаттуулугун билдирет, аны эч ким алдын ала айтпайт. Бир кардар муну кубаттоо инфраструктурасы күтүлгөн өндүрүмдүүлүктү бере албагандан кийин байкады.
Калыстык үчүн, DALY бирдиктери техникалык колдоого муктаж болбогон бюджеттик долбоорлор үчүн жакшы иштейт. Бир нерсе туура эмес болгондо жардам күтпөңүз.
Чындыгында маанилүү болгон экономика
Ар бир адам electravehicles.com сайтынан "143% ROI жакшыртуу" көрсөткүчүн келтирет. Биз өзүбүздүн жайгаштырууларыбызда ушундай сандарды көрдүк, бирок эсептөө оңой эмес.
Сатып алуу комитеттерине муну кантип түшүндүрөбүз:
Нарктарды салыштыруу: 8 жылдан ашык 50 бирдик AGV флоту
| Нарк категориясы | Бюджеттик BMS опциясы | Сапаттуу BMS опциясы |
|---|---|---|
| Баштапкы BMS баасы (бирдигине) | $180 | $650 |
| Fleet BMS инвестициясы | $9,000 | $32,500 |
| Батарея пакетинин баасы (48V 100Ah LFP) | $45,000 × 50 = $2.25M | Ошол эле |
| Күтүлгөн пакетти алмаштыруу | 4-5 жыл (толук флот) | 10+ жылы (жарым-жартылай) |
| 5-жылы алмаштыруу наркы | ~$2.0M (баа эрозиясы) | $0 |
| Пландан тышкары токтоп калуу окуялары | жылына 12-18 | жылына 2-4 |
| Токтоп калуу баасы ($800/инцидент) | $76,800-$115,200 | $12,800-$25,600 |
BMS инвестициясындагы 23 500 долларлык айырма, сиз бир батареяны алмаштыруу циклине кошулмайынча олуттуу көрүнөт. Бизде кардарлар бир нече жума бою бул боюнча талашып-тартышып, андан кийин эки жылдан кийин бизге чалып, жакшыраак BMS бирдиктерин кайра жабдууну суранышты. Ага чейин кээ бир клеткалар калыбына келтирилбей калган.
Айрыкча бир долбоор биздин бул сүйлөшүүлөргө болгон мамилебизди өзгөрттү. Огайо штатындагы кампа оператору биздин сунуштарыбызга карабай бюджеттик вариантты талап кылды. Он сегиз ай өткөндөн кийин, алар бир пакетте жылуулук окуяны башынан өткөрүштү. Эч ким жабыркаган жок, бирок камсыздандыруу иликтөөсү жана объектинин токтоп калуусу аларга аккумулятордун баштапкы салымынан да кымбатыраак чыгым тартты. Биз компаниянын атын бөлүшө албайбыз, бирок окуянын отчету жергиликтүү өрт кызматынын кеңсеси аркылуу ачык жазылган.
Техникалык мүнөздөмөлөр: Иш жүзүндө эмнени издөө керек
Көпчүлүк BMS спецификация баракчаларында чыңалуунун тактыгы "±0,5%" же "±10мВ" деп көрсөтүлгөн. Экөө тең так угулат. Экөө тең сага эмне маанилүү экенин айтпайт.
LiFePO4 тиркемелери үчүн маанилүү суроо: система 3,2-3,35V плато аймагындагы тактыкты сактайбы? Бул жерде LFP клеткалары иштөө убактысынын 80% өткөрүшөт жана чыңалуунун-СОК менен байланышы дээрлик жалпак. Бул диапазондогу 5мВ өлчөө катасы 8% SOC баалоо катасын жаратышы мүмкүн. Бул сизде 30% мүмкүнчүлүккө ээ деп ойлошуңуз менен иш жүзүндө 22%га ээ болуу ортосундагы айырма.
Биз AGV тиркемелерибиз үчүн 0,3% тактыкты белгилейбиз, бул стандарттык 0,5% системалардан болжол менен 15% кымбат. Ишенимдүү диапазонду алдын ала айтууну талап кылган операциялар үчүн айырбаштоо арзырлык.
Биз чындыгында текшерген спецификациялар (маалымат баракчаларынан гана кабыл алынбайт)
| Параметр | Datasheet доо | Биз эмнени сынайбыз | Эмне үчүн бул маанилүү |
|---|---|---|---|
| Чыңалуу тактыгы | 25 градуста ±0,5% | ±? -10 градус жана 45 градус | Складдын температурасы ар кандай |
| Ток салмактуу | "Активдүү баланстоо" | Иш жүзүндөгү мА өлчөө | Көптөр 40мА пассивдүү менен "активдүү" дешет |
| Учурдагы рейтинг | 100А үзгүлтүксүз | Пик иштетүү, кыйшык сызык | 130А чокулары 100А-баалуу бирдиктерди өлтүрөт |
| Байланыш | "CAN туура келет" | Максаттуу инвертор менен протоколду текшерүү | "Шайкеш" ар кандай нерселерди билдирет |
Учурдагы тең салмактуулук маселеси басым жасоого татыктуу. Эгерде спецификациялык баракчада токтун тең салмактуулугу үчүн белгилүү бир миллиампер мааниси айтылбаса, "балансдаштыруу функциясы" эч кандай мааниге ээ болбошу мүмкүн. Пассивдүү системалар, адатта, 30-100mA иштейт. Клеткалардын ортосунда энергияны өткөрүп берүүчү активдүү системалар 600mA же андан жогору иштейт. Биз тестирлөөдө 45мА өлчөгөн "активдүү баланстоо" катары сатылган бирдиктерди көрдүк.
Арзан BMS архитектурасы боюнча эскертүү
Бул бизди туура эмес чечимден сактап калган инженердик форумдун талкуусунан келип чыгат. Кээ бир арзан{1}}баасы BMS конструкцияларында көп клетка конфигурацияларын түзүү үчүн параллелдүү зымдуу жеке бир-клеткадан коргоо чиптери (DW01 сыяктуу) колдонулат. Чиптер 1S колдонмолору үчүн гана иштелип чыккан. Өндүрүүчүлөр аларды 4S, 10S же 20S таңгактары үчүн чынжырлашканда, ар бир чип эч кандай макулдашылган коргоосуз өз алдынча иштейт.
Иштебей калуу режими кооптуу: эгерде бир чип статикалык разряддан же нымдуулуктан өлсө, ал клеткалар тобу бардык коргоосун жоготот, ал эми системанын калган бөлүгү иштей берет. Пакет жабылбайт. Бул сизге эскертпейт. Ал бир нерсе катастрофалык түрдө ишке ашмайынча, корголбой иштейт.
Сапаттуу BMS дизайнында Texas Instruments, Analog Devices же ушуга окшош камсыздоочулардан бөлүнгөн көп{0}}клеткалык мониторинг ИКтери колдонулат. Бул микросхемалар коопсуз өчүрүү үчүн демейки ката режимдери бар интегралдык микросхемалар аркылуу бардык клеткаларды көзөмөлдөйт. Нарк айырмасы көлөмү боюнча бирдигине $15-30 болушу мүмкүн. Коопсуздук айырмасы салыштырууга болбойт.
Биз IC архитектурасын түшүндүрө албаган ар бир жеткирүүчүнү кароону токтоттук. Эгерде сатуу боюнча инженер бир{1}}уяча микросхемаларын параллелдүү же туура көп-клетка IC колдонуп жатканын билбесе, бул алардын инженердик тереңдиги жөнүндө бир нерсе айтып берет.
Сертификаттар: Алар эмнени билдирет жана эмнени билдирбейт
Түндүк Америкадагы кардарларыбыз көбүнчө "UL тастыкталган" BMS сурашат. Бул жерде терминология маанилүү.
UN38.3 сертификациясы транспорттук коопсуздукту камтыйт. Вибрация, бийиктик, термикалык айлануу, таасир. Бул иш жүзүндө колдонуу учурунда коопсуздукту чечпейт. Эл аралык жөнөтүлгөн ар бир литий батареясы UN38.3 керек. Бул сиздин товарыңыз мыйзамдуу түрдө чек арадан өтө алат дегенди билдирет. Бул BMS заряддоо катасы учурунда клеткаларыңызды коргойт дегенди билдирбейт.
IEC 62619 өнөр жай колдонмолору үчүн -фазалык коопсуздукту камтыйт. Бул жылуулук качуунун алдын алуу жана BMS интеграциялоо талаптарын караган стандарт. Эгер сиз литий батарейкаларын жүк ташуучу машиналарда, AGVтерде же стационардык сактоодо жайгаштырып жатсаңыз, бул иш жүзүндө коопсуздук үчүн маанилүү болгон сертификат.
UL 1973 Түндүк Америкада стационардык энергия сактоо үчүн колдонулат. Бул IEC 62619 толук камтыбаган жылуулук таралышын сыноо жана катага чыдамкайлык үчүн талаптарды камтыйт.
Сертификаттын камтылышынын корутундусу
| Стандарт | Транспортту камтыйт | Операцияны камтыйт | Thermal Runaway камтыйт | үчүн талап кылынат |
|---|---|---|---|---|
| UN38.3 | Ооба | Жок | Жок | Эл аралык жеткирүү |
| IEC 62619 | Жок | Ооба | Ооба | Өнөр жайлык жайылтуу |
| UL 1973 | Жок | Ооба | Ооба | Түндүк Американын стационардык сактагычы |
| UL 9540 | Жок | Система-деңгээли | Ооба | Толук ESS орнотуулары |
Биз жеткирүүчүлөр "UL таанылган компонент" статусун (сары карта) толук UL листингине барабар деп ырасташканын көрдүк. андай эмес. Биз тапшырган Түндүк Америка долбоору кардардын инженердик тобу сары картанын документтерин кабыл алып, акыркы текшерүү учурунда юрисдикцияга ээ болгон орган аны четке каккандыктан дисквалификацияланды. Долбоор үч айга кечиктирилип, алар талапка жооп берген жабдууларды алып келишти.
Бул жерде IEEE 2686-2024 стандарты жөнүндө сөз кылууга болот. Бул милдеттүү сертификация эмес, бирок ал стационардык энергия сактоочу BMS үчүн биринчи сунушталган практиканы билдирет. IEEE 2686га ылайык келүүгө шилтеме берген жеткирүүчүлөр, жок эле дегенде, учурдагы мыкты тажрыйбаларга көңүл бурушат. (Эгер сиз тереңирээк окугуңуз келсе, exponent.com бул стандарттардын жакшы техникалык корутундуларын камтыйт.)
Биз азыр жеткирүүчүлөрдү кантип баалайбыз
Жетиштүү сабактарды алгандан кийин, биз ырааттуу баалоо процессин иштеп чыктык. Ар бир долбоор ар бир текшерүүнү талап кылбайт, бирок кадамдарды өткөрүп жиберүү бизге жетиштүү убакытты талап кылды.
Коопсуздук жана шайкештикти текшерүү биринчи орунда турат. Биз жөн гана сертификациялык дооматтарды эмес, чыныгы сыноо отчетунун номерлерин сурайбыз. Жарактуу IEC 62619 сыноо отчетунда документтин номери, сыноо лабораториясы жана атайын сыноо шарттары бар. Эгерде жеткирүүчү сертификаттын сүрөтүн гана бере алса, биз тереңирээк казабыз.
Кийинки техникалык дал келүү. BMS чыңалуу диапазону чындыгында пакетиңиздин конфигурациясын маржа менен камтыйбы? Максималдуу чегинде 16S BMS 16Sде иштеген 20S BMS менен бирдей эмес. Байланыш протоколу чындыгында кубаттагычыңыз жана инверторуңуз менен иштейби же "CAN туура келет" дегени "биз CAN колдонобуз, бирок билдирүүнүн менчик форматтоосу менен" дегенди билдиреби?
Мүмкүн болсо, биз балансташтырылган токту өз алдынча текшеребиз. Жеткирүүчүлөр биз текшерип жатканыбызды билишет, бул спецификация баракчаларын чынчыл сактоого умтулат.
Көпчүлүк сатып алуу топтору түшүнгөндөн да, камсыздоонун үзгүлтүксүздүгү маанилүү. Сиздин моделдин ортоңку{1}}долбооруңузду токтоткон BMS камсыздоочусу жылдар бою баш ооруну жаратат. Биз өнүмдөрдүн жол карталары, келечектеги сатып алуулар үчүн минималдуу буйрутмалардын көлөмү жана дизайн жеткиликтүү болбой калышы мүмкүн болгон товардык компоненттерди же ыңгайлаштырылган ASICтерди колдонобу же жокпу деп сурайбыз.
Полиновелдеги өнөр жай батарейкаларыбыз үчүн BMS интеграциясы клетканын{0}}то- таңгагынын дизайнында ишке ашат. Биз үчүнчү тараптын BMS-сын даяр топтомдорго жаңыртып жаткан жокпуз. Бул бизге сенсорлорду жайгаштырууну, зымдарды багыттоону жана жылуулукту башкарууну оптималдаштырууга мүмкүндүк берет, тескерисинче, сатуудан кийинки орнотуунун компромисстери менен күрөшпөй. Биздин инженердик командабыз BMS спецификацияларын чыныгы колдонуу талаптарына жараша өлчөтөт: кызматтык циклдер, учурдагы профилдердин чокусу, айлана-чөйрөнүн температурасы диапазондору, байланыш протоколунун муктаждыктары.
Эгер сиз материалды иштетүүчү жабдуулар же өнөр жай унаалары үчүн литий батареясынын варианттарын баалап жатсаңыз, BMS сүйлөшүүсү кийинчерээк эмес, спецификация процессинин башында болушу керек. Маанилүү суроолор колдонмого тиешелүү{1}}жана жалпы мүнөздөмөлөрдү салыштыруу узак мөөнөттүү ишенимдүүлүккө таасир этүүчү нерселердин көбүн байкабай калат.
Колдонмоңуздун чоо-жайы менен биздин байланыш баракчасы аркылуу кайрылыңыз. Биздин чечимдер талаптарыңызга жооп береби же башка жерден издешиңиз керекпи же жокпу, биз сизге чынчылдык менен айтабыз.
