Wat is intydse-monitering?
BMS moet weet wat binne die pak aangaan. Spanning per sel, totale stroom, temperature by verskeie punte. Hierdie data kom voortdurend in, nie af en toe gemonster nie. Dit is intydse-monitering.
Spanningsmeting
Dit is waar die meeste van die koste in 'n BMS-ontwerp gaan.
Elke sel of parallelle groep benodig sy eie spanningssensorlyn terug na 'n analoog voorkant IC. Vir 'n 16S-pak wat hanteerbaar is. Vir 'n 100S+ EV-pak kyk jy na veelvuldige AFE-skyfies daisy-aanmekaar geketting, geïsoleerde kommunikasie tussen hulle, en 'n bedrading wat baie moeite verg om skoon te roeteer. Geraasbakkie is 'n konstante geveg. Langsinnige drade dien as antennas. Gedraaide pare help. Om hoë-stroompaaie weg van sinlyne te hou, help meer.
Die AFE-akkuraatheidspesifikasie maak baie meer saak as wat mense verwag. NMC-selle het miskien 1.4V bruikbare spanningsreeks. By 4.2V is jy vol. Teen 4.25V plat jy litium en maak die sel dood. Dit is 50mV se marge. As jou AFE ±15mV akkuraatheid het, het jy reeds meer as die helfte van jou begroting op meetfout alleen verbrand. Dit is hoekom hoë-spanningspakke van enige ordentlike litiumbatterypakverskaffer die duur AFEs-6815, 6813, daardie vlak gebruik. Die goedkoops werk goed vir 4S-kraggereedskappakke. Nie vir traksie nie.
LFP is meer vergewensgesind aan die bokant, maar die spanningskromme is so plat in die middel dat SOC-skatting moeilik word. Jy benodig goeie akkuraatheid om 'n ander rede.
Huidige
Hall effek sensors of shunts. Sale is elektries geïsoleer wat die ontwerp vereenvoudig. Shunts is meer akkuraat, maar hulle sit in die stroombaan, so die BMS-waarnemingkring moet algemene-modusspanning gelykstaande aan pakspanning hanteer. Nie triviaal op 'n 400V-stelsel nie.
Shunts verdryf ook krag. ’n 100µΩ-shunt by 500A verlaag 50mV en verbrand 25W. Dis hitte wat jy moet bestuur. En shuntweerstand dryf met temperatuur, so die huidige lesing dryf ook, tensy jy vergoed. Goedkoop BMS-ontwerpe nie. Dan stap SOC in die loop van 'n dag weg en niemand weet hoekom nie.
Temperatuur
Termistors is goedkoop. Plasing is die moeilike deel.
'n Pakkie mag dalk 200 selle hê, maar slegs 6-8 temperatuursensors. Waarheen gaan hulle? Die selle in die geometriese middelpunt loop die warmste omdat hulle deur ander hittebronne omring word. Selle naby die omhulsel verloor hitte na die omgewing. Selle naby stroomstawe neem gelei hitte van hoëstroomverbindings op. 'n Vervaardiger van 'n litiumbatterystelsel wat dit doen, laat CFD of ten minste 'n vereenvoudigde termiese model behoorlik hardloop voordat dit tot sensorliggings verbind word. Die res sit een termistor per module en hoop vir die beste.
Die sensor moet aan die sel raak. Moenie naby die sel in die lug dryf nie. Lugtemperatuur binne 'n omhulsel vertel jou byna niks oor seloppervlaktemperatuur nie. Ons het 8-10 grade verskille tussen lug en seloppervlak gesien in pakke wat goed gelyk het op papier.
Termiese koppelvlakmateriaal maak ook saak. 'n Droë kontak tussen termistor en selblik het hoë termiese weerstand. Die lees loop agter die werklikheid. Teen die tyd dat die sensor 45 grade wys, is die sel dalk reeds op 52 grade en besig om te klim.
Wat die BMS met die data doen
SOC skatting is die belangrikste ding. Coulomb-telling integreer stroom met verloop van tyd. OCV-opsoek korreleer russpanning met toestand van lading. Kalman-filters of soortgelyke kombineer die twee. Nie een van hierdie werk perfek nie. Coulomb-telling dryf omdat stroommeting nie perfek is nie en jy kan nooit die ware beginpunt weet nie. OCV-opsoek moet die pak vir 'n rukkie rus, wat nie in deurlopende werking gebeur nie. Die Kalman-filter help, maar dit is net so goed soos die selmodel waarop dit gebou is, en selle verouder.
SOH-skatting volg agteruitgang. Kapasiteit vervaag, weerstandsgroei. Dit beteken gewoonlik om 'n beheerde lading of ontlading periodiek te laat loop en met die basislyn te vergelyk. Sommige stelsels probeer dit aanlyn skat uit operasionele data. Resultate verskil.
Beskermingslogika is eenvoudiger. Spanning te hoog, hou op laai. Te laag, hou op om te ontlaai. Stroom te hoog, ontkoppel. Temperatuur te hoog, verminder of ontkoppel. Dit is net drempelvergelykings. Om die drempels reg te kry, verg 'n bietjie-te nou en jy vals-trippel voortdurend, te los en jy laat die selle beskadig word.
Balansering
Selle dryf mettertyd uitmekaar. Passiewe balansering verbrand oortollige lading deur resistors, tipies by 50-100mA. Dit is stadig. Tydens 'n laaisiklus van 4 uur kan passiewe balansering 200-400mAh beweeg. As jou selle 2000mAh uit balans is, gaan dit dit nie sny nie.
Aktiewe balansering dra lading tussen selle oor met behulp van induktors of kapasitors. Baie vinniger, meer doeltreffend, duurder, meer ingewikkeld. Vir industriële litiumbatteryoplossings waar pakke daagliks hard fietsry, maak aktiewe balansering sin. Vir 'n pakkie wat die meeste van die tyd op 50% SOC sit met af en toe gebruik, is passief goed.
Kommunikasie
CAN-bus vir voertuie. Modbus vir skryfbehoeftes. Albei werk. Kies wat die res van die stelsel ook al gebruik.
Wolkverbinding klink goed op papier. In die praktyk het die helfte van die terreine vullis sellulêre sein en die installeerder het nie vir 'n eksterne antenna begroot nie. Plaaslike dataregistrasie met periodieke oplaai werk beter vir die meeste kommersiële litiumbatteryverskaffer-ontplooiings as om konstante verbinding te aanvaar.
Standaarde
ISO 6469 en UN ECE R100 vir motor. UL 9540 vir stilstaande berging. OSHA en plaaslike brandkodes vir industriële laaiareas. 'n Litiumbattery OEM-vennoot behoort te weet watter van toepassing is op jou teikenmark. Die vereistes vir isolasiemonitering in die motorstandaarde laat mense meer as enigiets anders in volume produksie oplaai.
Intydse-monitering is nie opsioneel nie. Die vraag is hoeveel akkuraatheid en sofistikasie jy nodig het, en dit hang af van die selle, die toepassing en die gevolge daarvan om dit verkeerd te kry.
