వోల్టేజ్ మానిటరింగ్ అంటే ఏమిటి?
గత సంవత్సరం ఒక జర్మన్ కస్టమర్ వారి గిడ్డంగిలో మూడు ఫోర్క్లిఫ్ట్లు అకస్మాత్తుగా పని చేయడానికి నిరాకరించినందున చేరుకున్నారు. బ్యాటరీలు బాగానే ఉన్నాయని తేలింది-వోల్టేజీ రీడింగ్లపై BMS దాదాపు 40mV డ్రిఫ్ట్ అయ్యింది మరియు ప్యాక్లు ఓవర్ఛార్జ్ చేయబడిందని నిర్ణయించుకుంది. అన్నింటినీ లాక్ చేశాడు. ఒక రోజంతా మూడు యంత్రాలు డెడ్. వారు అక్కడ గంటకు బిల్లు చేస్తారు.
నిజానికి చాలా సాధారణ కథ. వోల్టేజ్ మానిటరింగ్ అనేది BMS చేసే అత్యంత ప్రాథమిక విషయంగా అనిపిస్తుంది. ఇంకా ఈ "ప్రాథమిక ఫంక్షన్" దాదాపు అన్నిటికంటే ఎక్కువ ఫీల్డ్ సమస్యలను కలిగిస్తుంది.
వోల్టేజ్ మీకు ఏమి చెబుతుంది
బ్యాటరీలతో పని చేసే ఎవరికైనా టెర్మినల్ వోల్టేజ్ ప్రాథమికంగా సెల్ స్థితికి నిజమైన-టైమ్ మిర్రర్ అని తెలుసు. SOC అంచనా దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఓవర్ఛార్జ్ మరియు ఓవర్ డిశ్చార్జ్ రక్షణ దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెల్ స్థిరత్వ తనిఖీలు దానిపై ఆధారపడి ఉంటాయి. IEC 62619:2022 నిర్మొహమాటంగా చెప్పింది: వోల్టేజ్ కరెంట్ లేదా ఉష్ణోగ్రత కంటే చాలా కీలకం, మరియు సెల్ వోల్టేజ్ భద్రతా సీలింగ్ను తాకడానికి ముందు లేదా వెంటనే BMS ఛార్జింగ్ను కట్ చేయాలి.
ఎందుకు అంత ఖచ్చితమైనది? ఎందుకంటే వోల్టేజ్ మొదట మారుతుంది. పెరుగుతున్న అంతర్గత నిరోధం, కెపాసిటీ ఫేడ్, లిథియం ప్లేటింగ్ ప్రమాదం-ఇవి ఉష్ణోగ్రత క్రమరాహిత్యాలకు వారాలు లేదా నెలల ముందు వోల్టేజ్ ప్రవర్తనలో కనిపిస్తాయి. మీకు థర్మల్ అలారం వచ్చే సమయానికి, విషయాలు ఇప్పటికే పక్కకు వెళ్లిపోయాయి.
టొయోటా యొక్క AHR10W హైబ్రిడ్ బ్యాటరీ సిస్టమ్ 1.2V వద్ద ఉపయోగకరమైన సూచన{1}} సెల్లను అందిస్తుంది, సిరీస్-మొత్తం 201.6Vకి కనెక్ట్ చేయబడింది. ECU ప్రతి రెండు మాడ్యూల్లను ఒక మానిటరింగ్ యూనిట్గా పరిగణిస్తుంది, మొత్తం 14 యూనిట్లను ట్రాక్ చేస్తుంది. ఈ గ్రూపింగ్ ఏ యూనిట్లో సమస్య సెల్ని కలిగి ఉందో గుర్తించడానికి సిస్టమ్ని అనుమతిస్తుంది. అదే లాజిక్ ఇండస్ట్రియల్ ప్యాక్లకు వర్తిస్తుంది-మీరు ప్రతి ఒక్క సెల్కి దాని స్వంత కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్ని ఇవ్వలేరు, కానీ సమస్యలను కనిష్టంగా మాడ్యూల్ స్థాయికి కనుగొనడానికి మీకు తగినంత గ్రాన్యులారిటీ అవసరం.
నాలుగు గుర్తింపు పద్ధతులు
బ్యాటరీ ప్యాక్ వోల్టేజ్ గుర్తింపు నాలుగు ప్రధాన విధానాలుగా స్థిరపడింది. లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్ సరఫరాదారుతో మాట్లాడే చాలా మంది కొనుగోలుదారులు ఈ వివరాల గురించి అడగరు, కానీ ఈ వివరాలు మొత్తం BMS కోసం విశ్వసనీయతను సెట్ చేస్తుంది.
రిలే-మరియు-కెపాసిటర్
మొదటిది రిలే-మరియు-కెపాసిటర్ ఐసోలేషన్ నమూనా. సాధారణ భావన: సెల్ నుండి కెపాసిటర్ నమూనాల వోల్టేజ్, అప్పుడు మీరు కెపాసిటర్ను కొలుస్తారు. -నెమ్మదైన నమూనా, పేలవమైన ఖచ్చితత్వం, రిలే దుస్తులు ధరించడం వంటి సమస్యలు కూడా స్పష్టంగా ఉన్నాయి. కొన్ని ప్రారంభ శక్తి నిల్వ ప్రాజెక్టులు దీనిని ఉపయోగించాయి. ఇప్పుడు చాలా వరకు వాడుకలో లేదు.
ఫ్లోటింగ్-గ్రౌండ్
రెండవది ఫ్లోటింగ్-గ్రౌండ్ డిటెక్షన్. A/D మార్పిడి కోసం ప్రస్తుత గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్ పనిచేస్తుందో లేదో విండో కంపారిటర్ తనిఖీ చేస్తుంది; కాకపోతే, D/A దాన్ని సర్దుబాటు చేస్తుంది. ల్యాబ్లో పరీక్షలు బాగానే ఉన్నాయి. పొలంలో పడిపోతుంది. ఫోర్క్లిఫ్ట్లు, AGVలు{5}}మోటార్ డ్రైవ్ జోక్యం చాలా భారీగా ఉంది. గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్ నిలకడగా ఉండదు.
సాధారణ-మోడ్
మూడవది సాధారణ-మోడ్ డిటెక్షన్. అన్ని సెల్లు ఒక రిఫరెన్స్ పాయింట్తో కొలుస్తారు, ప్రెసిషన్ రెసిస్టర్ డివైడర్లు అన్నింటినీ స్కేల్ చేస్తాయి, ఆపై మీరు వ్యక్తిగత సెల్ వోల్టేజ్లను పొందడానికి తీసివేయండి. సాధారణ సర్క్యూట్. కానీ రెసిస్టర్ లోపాలు పేర్చబడి ఉంటాయి. 8S కింద పని చేస్తుంది. గతంలో, ఖచ్చితత్వం ప్రశ్నార్థకం అవుతుంది. ఈ స్టాకింగ్ సమస్యను కాలిబ్రేషన్తో పూర్తిగా పరిష్కరించడం సాధ్యం కాదు-ఇది అప్రోచ్లో బేక్ చేయబడింది.
అవకలన-మోడ్
నాల్గవది అవకలన-మోడ్ డిటెక్షన్. Op-amps సాధారణ-మోడ్ వోల్టేజ్ని తిరస్కరిస్తుంది మరియు ప్రతి సెల్లోని అవకలనను నేరుగా కొలుస్తుంది. ఖచ్చితత్వం ఇతర మూడింటిని ఘన మార్జిన్తో ఓడించింది. ట్రేడ్-ఆఫ్ అనేది సర్క్యూట్ సంక్లిష్టత మరియు ధర. 12S కంటే ఎక్కువ ప్యాక్లు సాధారణంగా బహుళ గుర్తింపు మాడ్యూల్లుగా విభజించబడతాయి, ప్రతి ఒక్కటి ఒక విభాగాన్ని నిర్వహిస్తుంది, బస్సు ద్వారా ఫలితాలను తెలియజేస్తుంది. పారిశ్రామిక పని చేస్తున్న చాలా లిథియం బ్యాటరీ సిస్టమ్ తయారీదారులు ఈ దిశను మార్చారు.
లీకేజ్ కరెంట్ ట్రాప్
దీన్ని పట్టించుకోవడం సులభం.
వోల్టేజ్ డిటెక్షన్ సర్క్యూట్లు కణాల నుండి కరెంట్ను తీసుకుంటాయి. చిన్న మొత్తాలు-మైక్రోయాంప్లు నుండి మిల్లియాంప్లు-కానీ నిరంతరంగా ఉంటాయి. మరియు ఇక్కడ క్యాచ్ ఉంది: సిరీస్ ప్యాక్లో, నెగటివ్ టెర్మినల్కు దగ్గరగా ఉన్న సెల్లు ఎక్కువ లీకేజ్ కరెంట్ను కలిగి ఉంటాయి. 16S ప్యాక్ తీసుకోండి. సానుకూల ముగింపులో సెల్ 1 దాని స్వంత గుర్తింపు సర్క్యూట్ నుండి లీకేజీని మాత్రమే చూస్తుంది. ప్రతికూల ముగింపులో ఉన్న సెల్ 16 మొత్తం 16 డిటెక్షన్ సర్క్యూట్ల నుండి సంచిత లీకేజీని చూస్తుంది, దానితో పాటు BMS కంట్రోలర్, ఇంకా ఏవైనా సూచనలు ప్రతికూలంగా ఉంటాయి.
వందల కొద్దీ సైకిల్లు, ప్రతికూల-ముగింపు కణాలు లోతుగా విడుదలవుతాయి మరియు వేగంగా వృద్ధాప్యం అవుతాయి. స్థిరత్వం డ్రిఫ్ట్లు. ఇది సెల్ నాణ్యత సమస్య కాదు. ఇది సిస్టమ్ డిజైన్ సమస్య.
పరిష్కారాలు ఉన్నాయి: సంపూర్ణ లీకేజీని తగ్గించడానికి డిటెక్షన్ సర్క్యూట్ ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ని పెంచండి; కొలవనప్పుడు నమూనా మార్గాలను డిస్కనెక్ట్ చేయడానికి స్విచ్లను జోడించండి; లేదా ప్రతికూల-ముగింపు స్థానాల కోసం కొంచెం ఎక్కువ సామర్థ్యం గల సెల్లను నిర్దేశించండి మరియు అసమానతను అంగీకరించండి. LiFePO4 బ్యాటరీ హోల్సేల్ సరఫరాదారు దీని గురించిన ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వలేకపోతే, వారి ప్యాక్లు బహుశా ఫీల్డ్లో వేగవంతమైన అసమతుల్యతను అభివృద్ధి చేస్తాయి. మీరు విక్రేతలను తనిఖీ చేస్తున్నప్పుడు మంచి ఫిల్టర్ ప్రశ్న.
ఖచ్చితత్వం మరియు స్పెక్స్ సూచించిన దాని కంటే ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది
IEC 62619 సెల్ వోల్టేజ్ భద్రతా థ్రెషోల్డ్కు చేరుకునే ముందు లేదా ముందు వోల్టేజ్ రక్షణ తప్పక పని చేస్తుంది. మార్జిన్ ఉన్నట్లుగా ఉంది. ఆచరణలో, చాలా లేదు.
LFP తీసుకోండి. పూర్తి ఛార్జ్ సుమారు 3.65V. డేంజర్ జోన్ 3.70V చుట్టూ ప్రారంభమవుతుంది. అది 50mV విండో. గుర్తించే ఖచ్చితత్వం ±30mV-చౌకైన BMS డిజైన్లలో సాధారణం-కొలత అనిశ్చితి మాత్రమే మీ భద్రతా మార్జిన్లో సగానికి పైగా నష్టపోతుంది. BMS 3.65V చూపిస్తుంది, నిజమైన వోల్టేజ్ ఇప్పటికే 3.68V కావచ్చు. మేము ±5mV అంతర్గతంగా అమలు చేస్తాము. మెరుగైన ADCలు, గట్టి వోల్టేజ్ సూచనలు, మరింత జాగ్రత్తగా PCB లేఅవుట్ అవసరం. ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది. కానీ ఖచ్చితత్వం జారిపోయినప్పుడు ఏమి తప్పు అవుతుంది అనేదానితో పోలిస్తే, ప్రస్తావించాల్సిన అవసరం లేదు.
ఒక సందర్భం ఉంది: కస్టమర్ ప్యాక్ రెండు సంవత్సరాలు నడిచింది, డెలివరీ సమయంలో డిటెక్షన్ ఖచ్చితత్వం ±8mV నుండి ±35mVకి మళ్లింది. తప్పు కోడ్లు లేవు-డ్రిఫ్ట్ క్రమంగా జరిగింది. ఒక రోజు ఛార్జింగ్ సమయంలో, ఒక సెల్ వాస్తవానికి 3.72Vని తాకింది, అయితే సిస్టమ్ అది 3.65V అని భావించి కొనసాగుతుంది. అదృష్టవశాత్తూ సెల్ని నిలబెట్టింది. కాకపోతే అది సంఘటన నివేదిక.
ఈ రకమైన ప్రగతిశీల వైఫల్యం బాగా దాక్కుంటుంది. వార్షిక అమరిక తనిఖీలు కనిష్టంగా ఉంటాయి.
బ్యాలెన్సింగ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు మిగతావన్నీ
యాక్టివ్ లేదా పాసివ్, ఏ కణాలు ఎక్కువగా ఉన్నాయో, ఏవి తక్కువగా ఉన్నాయో మీకు తెలిస్తేనే బ్యాలెన్సింగ్ పని చేస్తుంది. బాడ్ డిటెక్షన్ అంటే బ్లైండ్ బ్యాలెన్సింగ్. పాసివ్ బ్యాలెన్సింగ్ రెసిస్టర్ల ద్వారా రక్తస్రావం అవుతుంది. సాధారణ 50mA బ్యాలెన్సింగ్ కరెంట్ ఒక సెల్ను 0.1V క్రిందికి లాగడానికి గంటలు పడుతుంది. వోల్టేజ్ కొలత లోపాలు అప్పుడప్పుడు కూడా దిశను తిప్పికొట్టినట్లయితే, మీరు శక్తిని బర్న్ చేస్తున్నప్పుడు అసమతుల్యతను మరింత దిగజార్చుతున్నారు. పారిశ్రామిక లిథియం బ్యాటరీ విక్రేతను మూల్యాంకనం చేస్తున్నప్పుడు, బ్యాలెన్సింగ్ వ్యూహం మరియు గుర్తింపు ఖచ్చితత్వం గురించి అడగండి. "యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ ఉంది" అంటే అంతర్లీన డేటా చెత్త అయితే ఏమీ కాదు.
ఉష్ణోగ్రత పరిహారం అనేది స్పెక్ షీట్లలో అరుదుగా కనిపించే మరొక విషయం. 3.30V వద్ద ఒకే సెల్ 25 డిగ్రీ మరియు 0 డిగ్రీ వద్ద భిన్నంగా ఉంటుంది. అంతర్గత నిరోధం మారుతుంది, కొలత సర్క్యూట్ ఉష్ణోగ్రతతో ప్రవహిస్తుంది. పరిహారం లేకుండా, SOC అంచనాలు కాలానుగుణంగా మారుతూ ఉంటాయి. తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ఛార్జింగ్ ఉపాయాన్ని పొందుతుంది- -5 డిగ్రీ సెల్లు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సెల్ల వలె ప్రవర్తించవు. క్రాస్-రిఫరెన్సింగ్ ఉష్ణోగ్రత లేకుండా వోల్టేజ్ను మాత్రమే చూసే BMS అది చేయకూడని సమయంలో ఛార్జింగ్ని అనుమతించవచ్చు లేదా ఛార్జింగ్ను బ్లాక్ చేయగలిగినప్పుడు నిరోధించవచ్చు. మీరు ఈ విషయం గురించి నేరుగా సరఫరాదారు యొక్క సాంకేతిక బృందాన్ని అడగాలి.
వైఫల్యం ఎలా కనిపిస్తుంది
ఆకస్మిక లోపం
వోల్టేజ్ పర్యవేక్షణ సమస్యలు కొన్ని మార్గాలను చూపుతాయి. చాలా స్పష్టంగా ఆకస్మిక లోపం. ఒక సెల్ వోల్టేజ్ 0V లేదా పూర్తి ప్యాక్ వోల్టేజీని చదువుతుంది. సిస్టమ్ కోడ్ని విసిరి లాక్ అవుట్ చేస్తుంది. బాధించేది, కానీ కనీసం సిస్టమ్ ఏదో విచ్ఛిన్నమైందని తెలుసు.
క్రమంగా డ్రిఫ్ట్
అధ్వాన్నంగా క్రమంగా డ్రిఫ్ట్. కొలిచిన విలువలు నెమ్మదిగా వాస్తవికత నుండి వేరు చేయబడతాయి. తప్పు కోడ్లు లేవు. రక్షణ థ్రెషోల్డ్లు సమర్థవంతంగా నిలిపివేయబడ్డాయి. సాధారణంగా ఏదైనా చెడు జరిగినందున-ఎవరైనా గమనించే ముందు రెండేళ్లు పరిగెత్తవచ్చు.
అడపాదడపా పరిచయం
అప్పుడు అడపాదడపా సంప్రదింపు సమస్యలు ఉన్నాయి. వైబ్రేషన్ సెన్స్ వైర్ కనెక్టర్లను వదులుతుంది. వోల్టేజీ రీడింగ్లు వస్తాయి మరియు పోతాయి. కొన్నిసార్లు పునరుత్పత్తి, కొన్నిసార్లు కాదు. ట్రబుల్షూట్ చేయడానికి పీడకల.
మీరు తవ్వాలనుకుంటే వోల్టేజ్ పర్యవేక్షణ లోతుగా ఉంటుంది, కానీ ప్రధాన అంశం చాలా సులభం: ఇది BMS చేసే అన్నిటికీ డేటా పునాది. పునాది పటిష్టంగా లేదు, ముఖ్య విషయాలపై ఏదీ నిర్మించబడలేదు.
మీరు బ్యాటరీ ప్యాక్లను సోర్సింగ్ చేస్తున్నప్పుడు, కేవలం కెపాసిటీ, సైకిల్ లైఫ్, ధర మాత్రమే చూడకండి. BMS డిటెక్షన్ ఖచ్చితత్వం, డిటెక్షన్ ఆర్కిటెక్చర్, క్యాలిబ్రేషన్ ప్రోటోకాల్లు-ఈ ఇంటర్నల్లు కూడా అంతే ముఖ్యమైనవి. ప్రశ్నలు స్వాగతం. మేము అభిప్రాయాలను కలిగి ఉండటానికి సంవత్సరాలుగా తగినంత ల్యాండ్మైన్లపై అడుగుపెట్టాము.
