Kas yra akumuliatoriaus saugos apsauga?

Iš anksto pasakysiu atvirai: dauguma baterijų gaisrų, kuriuos matėme šioje pramonėje, nebuvo paslaptingi. Jie buvo nuspėjami. Kažkas praleido apsauginį sluoksnį, norėdamas sutaupyti 50 USD, arba pirkimo vadybininkas pasirinko pigiausią „Alibaba“ BMS, arba-ir taip atsitinka dažniau, nei jūs manote

Akumuliatoriaus saugos apsauga nėra kokia nors abstrakti inžinerinė koncepcija. Tai aparatinės įrangos, programinės įrangos ir dizaino pasirinkimų rinkinys, dėl kurio jūsų 15 000 USD vertės akumuliatoriaus paketas nepavirs 150 000 USD draudimo išmoka. Arba dar blogiau.

Jau daugiau nei dešimtmetį kuriame LiFePO4 pakuotes, skirtas medžiagoms krauti ir pramoninėms transporto priemonėms. Šis straipsnis iš esmės yra viskas, ko norėtume, kad kas nors mums būtų pasakęs, kai pradėjome,-bei kelios brangios pamokos, kurias išmokome sunkiai.

Pramoninės klasės prizminėms ląstelėms reikia tvirtų stebėjimo sistemų.

Kodėl LiFePO4 ir kodėl jam vis dar reikia apsaugos

Štai klausimas, kurį nuolat sulaukiame iš klientų: „Maniau, kad ličio geležies fosfatas yra saugi chemija. Kam man reikia visos šios apsaugos priemonės?

Teisingas taškas. LiFePO4 yra tikrai saugesnis nei NCM arba NCA. Olivino kristalų struktūra neišskiria deguonies, kai jis įkaista, o tai reiškia, kad jis nekurs savo ugnies taip, kaip gali trinarė chemija. Atlikome penkių skirtingų tiekėjų ląstelių įsiskverbimo į nagus testus-LiFePO4 ląstelės paprastai pasiekia gal 150 laipsnių ir tiesiog sėdime rūkant. NCM ląstelės tame pačiame teste? Mes matėme 600 laipsnių + ir tikrą liepsną.

Tačiau „saugesnis“ nereiškia „saugesnis“. 2021 m. turėjome klientą, -logistikos įmonę Guangdonge{10}}, kuris suprato, kad LiFePO4 reiškia, kad jam nereikia stebėti temperatūros. Sutaupė gal 800 RMB už pakuotę. Tada atėjo rugpjūtis, sandėlyje temperatūra pasiekė 45 laipsnius, įkrovimo sistema neturėjo terminio sumažinimo, o galiausiai buvo trys išpūstos pakuotės ir viena, kuri iš tikrųjų išsipūtė. Laimei, niekas nenukentėjo. Tačiau dabar jie yra mūsų entuziastingiausi klientai, kurie ieško visų funkcijų BMS.

Daiktai, kurie iš tikrųjų sukelia gaisrus

Pamatę dešimtis lauko gedimų (mūsų ir konkurentų), štai kas iš tikrųjų negerai:

Įkrovimas yra vieta, kur įvyksta 70% problemų.Neiškraunama, ne{0}}įkraunama saugykla. Tiksliau:

• Įkraunama žemesnėje nei 0 laipsnių temperatūroje be apsaugos nuo žemos temperatūros. Ličio plokštės ant anodo, o ne tinkamai įsiterpusios. Jūs nematote, kaip tai vyksta. Po šešių mėnesių vidinis trumpasis jungimas, terminis pabėgimas. Mūsų klientas Harbine išmoko tai brangiai.
• Perkrovimas, nes BMS įtampos matavimas nukrypo ir niekas nepastebėjo. Elementai, kurių įtampa yra 3,65 V, kiekvieną ciklą stumiami iki 3,8 V. Tris mėnesius veikia gerai, o vieną dieną ne.
• Įkroviklio-BMS ryšio sutrikimas. Įkroviklis mano, kad akumuliatoriaus SOC yra 50%, o iš tikrųjų - 95%. Visa srovė į beveik -visą pakuotę. Blogi laikai.

Ląstelių disbalansas, kurio niekas nestebi.16S pakuotėje, jei vienas elementas yra 50 mAh mažesnės talpos nei kiti, jis pasieks 100 % SOC anksčiau nei paketas. Važiuokite dviračiu nebalansuodami, nes tas elementas kiekvieną kartą perkraunamas. Matėme, kad dėl garantijos grąžinamos pakuotės, kuriose vienas elementas buvo 3,9 V, o kiti 3,5 V. Tai gaisras, kuris laukia.

Mechaniniai pažeidimai, kurie pažeidžia separatorių.Šakiniai krautuvai atsitrenkia į daiktus. Tai tik realybė. Jei smūgis pažeidžia vidines ląsteles-net jei išorinė apžiūra atrodo gerai-, galite uždelsti vidinius trumpiklius. Dėl šios priežasties šakiniams krautuvui mes nustatome plieninius, o ne aliuminio korpusus. Taip, jis sunkesnis. Taip, verta.

Aktyvi apsauga: neleidžia kilti problemoms

Pramonė tai skirsto į „aktyviąją“ ir „pasyviąją“ apsaugą. Aktyvus reiškia užkirsti kelią blogiems dalykams. Pasyvus reiškia žalos valdymą, kai jie vis tiek įvyksta.

Pradėkite nuo pačių ląstelių

Skamba akivaizdžiai, bet: pirkite geras ląsteles. Per daugelį metų išbandėme gal 20 skirtingų tiekėjų elementus. Kokybės skirtumas tikrai šokiruoja. Tos pačios nominalios specifikacijos, visiškai kitoks elgesys tikrinant piktnaudžiavimą.

Į ką atkreipti dėmesį, jei vertinatepramoninio ličio baterijų tiekėjas:

• Klauskite nagų įsiskverbimo testo vaizdo įrašų. Ne duomenų lapai{1}}tikrieji vaizdo įrašai. Geros ląstelės rūko ir šnypščia. Blogos ląstelės skleidžia liepsną.
• Patikrinkite separatoriaus specifikacijas. Keramika{1}}dengti separatoriai geriau atlaiko šiluminį įtempimą. 2019 m. perėjome prie tik keraminės-dangos, kai dėl blogos įprastų separatorių partijos per vieną ketvirtį įvyko trys lauko gedimai.
• Svarbūs elektrolitų priedai. Ugnį slopinantys priedai, apsaugos nuo perkrovimo priedai-tai nėra rinkodara, tai skirtumas tarp elemento, kuris sugenda grakščiai, ir to, kuris sugenda smarkiai.

Dvejus metus praleidome kvalifikuodami savo dabartinį elementų tiekėją. Gamykloje lankėsi keturis kartus. Stebėjo jų kokybės kontrolės procesą. Tai nuobodus darbas, bet dėl ​​to miegame naktimis.

BMS yra akumuliatoriaus smegenys, stebinčios įtampą, srovę ir temperatūrą.

BMS: smegenys, kurios palaiko viską gyvą

Būkime tikri,{0}}BMS gali būti bet kas – nuo ​​15 USD kainuojančio vieno-lusto sprendimo iki 500 USD vertės kelių lentų sistemos su pertekliumi. Jūs gaunate tai, už ką mokate.

Pigios BMS problemos, kurias matėme:

• Įtampos matavimo tikslumas ±30mV. Elemente su 100 mV tarp „pilna“ ir „pavojingai perkrauta“ to nepakanka.
• Jokio ląstelių balansavimo arba tik pasyvaus balansavimo. Pasyvus balansavimas esant 50 mA užtrunka pažodžiui savaites, kad būtų ištaisytas didelis disbalansas.
• Vienas-taškas-iš-gedimo dizaino. Vienas MOSFET miršta, visa pakuotė neapsaugota.
• Nėra temperatūros jutiklių arba vienas jutiklis visam paketui. Šiluminiai gradientai 20 kWh pakuotėje gali lengvai pasiekti 15 laipsnių. Vienas jutiklis nieko nesako.

Ką daro tinkamas BMS:

• Stebi kiekvieno elemento įtampą atskirai. Ne modulio-lygio, langelio-lygio.
• Aktyvus balansavimas esant reikšmingoms srovėms (savo pakuotėse veikia 1A+)
• Keli temperatūros jutikliai su padėties registravimu
• Srovės jutimas pakankamai tikslus, kad būtų galima atlikti tikrą kulonų skaičiavimą
• Ryšys su įkrovikliu koordinuotai apsaugai
• Aparatinės įrangos atsarginė kopija atsijungia nepriklausomai nuo pagrindinio procesoriaus

Kainų skirtumas tarp šiukšlių BMS ir tinkamo gali būti 200–300 USD už šakinio krautuvo pakuotę. Pakuotė kainuoja 8 USD,000+. Šakinis krautuvas kainuoja 30 USD,000+. Sandėlis, kuriame jis stovi, vertas... matote, kur tai vyksta.

Kai klientai klausia mūsų patarimo renkantis aličio baterijų gamintojas, mes jiems sakome: paklauskite apie BMS. Paprašykite pamatyti schemą. Jei jie tau neparodys, eik šalin.

Įkrovimo valdymas: kur iš tikrųjų prasideda dauguma gaisrų

Mes tai jau minėjome, bet verta kartoti. Įkrovimas yra pavojingas.

Štai kaip atrodo tinkama įkrovimo apsauga:

Temperatūra{0}}kompensuojamas įkrovimas.Žemiau 0 laipsnių? Nekraukite arba įkraukite smarkiai sumažinta srove. Virš 45 laipsnių? Tas pats sandoris. Tai neprivaloma. Mūsų standartinės pakuotės net nepriima įkrovimo žemiau -10 laipsnių – BMS tiesiog atsisako uždaryti įkrovimo kontaktorių.

Šalutinė pastaba: pardavėjai pažadėjo klientams „-20 laipsnių įkrovimo galimybę“, o tada inžinieriai turi paaiškinti, kodėl taip nėra. Ličio dengimas yra ličio dengimas. Fizikai nerūpi jūsų pardavimo tikslas.

Įtampa{0}}pagrįstas užbaigimas su marža.Jei elementų nominalioji įtampa yra 3,65 V, baigiame 3,60 V. Taip, prarandate gal 2-3% naudingo pajėgumo. Tu taip pat nesprogdi. Geras kompromisas.

Pasyvi apsauga: kai vis tiek viskas klostosi ne taip

Žiūrėkite, mes galime sukurti geriausias apsaugos sistemas pasaulyje ir vis tiek kartais nepavyks. Sunkvežimis važiuoja per jūsų akumuliatorių. Potvynis išjungia elektroniką. Kažkas nepaiso kiekvieno įspėjimo ir priverčia įkrauti -30 laipsnių, nes siuntinys turi išeiti.

Pasyvioji apsauga – tai žalos apribojimas, kai aktyvioji apsauga sugenda.

Šilumos barjerai

Tarp langelių, tarp modulių ir aplink pakuotės išorę. Tikslas nėra sustabdyti šiluminį bėgimą,{1}}kai jis prasideda, jis vyksta. Tikslas yra sulėtinti plitimą, kad turėtumėte laiko reaguoti.

Mes naudojame keraminio pluošto lakštų derinį tarp modulių ir aerogelio antklodžių ant vidinių sienų. Nepigu. Tačiau kai nueina viena ląstelė, gretimos ląstelės turi papildomų 30–60 sekundžių, kol pasiekia kritinę temperatūrą. To dažnai pakanka, kad suaktyvintų slopinimo sistemas arba kad paketas atsijungtų ir saugiai ištuštėtų.

Visiems, kurie tiekia iš aLiFePO4 baterijų sprendimų tiekėjas, teiraukitės apie šilumos barjero specifikacijas. Jei jie negali pasakyti savo barjerinių medžiagų šilumos laidumo ir atsparumo užsidegimui, tai yra raudona vėliava.

Gaisro gesinimas

Didelės{0}}vertės diegimams reikia specialaus slopinimo. Standartiniai gesintuvai blogai veikia su ličio baterijomis-ugnis yra vidinė, ją sukelia savaiminio-kaitimo reakcijos, kurių vanduo negali sustabdyti.

Dirbome su slopinimo sistemomis, kuriose naudojamos perfluorheksanono{0}}pagrįstos priemonės. Jie aušina ląsteles, chemiškai trukdydami degimui. Ne tobula, bet žymiai geriau nei bandymas išpurkšti CO2 vykstant vidinei cheminei reakcijai.

Tačiau tikros kalbos: slopinimas yra paskutinė priemonė. Jei suaktyvinama slopinimo sistema, akumuliatorius jau sugadintas. Tuo metu jūs tiesiog apribojate papildomą žalą. Geriau niekada to neprireikti.

Korpuso dizainas

Korpusas turi atlikti keletą dalykų:

• Sulaikykite visas išleidžiamas dujas ir nukreipkite jas nuo žmonių
• Išgyvenkite mechaninį pažeidimą (krautuvo pakuotės nukrenta, atsitrenkia, atsitrenkia į daiktus)
• Išlaikykite IP reitingą net ir po smūgių
• Leiskite šilumai sklaidytis įprasto veikimo metu, o šilumos metu sulaikykite šilumą

Pristatome plieninius gaubtus su nukreiptais ventiliacijos takais visoms mūsų šakinių krautuvų reikmėms. Ventiliacijos kelias yra svarbus-jūs nenorite, kad perkaitintos dujos būtų nukreiptos į operatorių arba į degias medžiagas.

Gedimų diagnostika: pastebėkite problemas, kol jos nedega

Tai dalis, kuri atskiria rimtas akumuliatorių sistemas nuo pigių.

Stebėjimas realiuoju laiku{0}}užfiksuoja tiesioginius pavojus-įtampos kritimas iškrovimo metu reiškia, kad kažkas trumpai sujungė; temperatūros padidėjimas įkrovimo metu reiškia, kad kažkas negerai. Jiems reikia skubios apsaugos.

Tačiau vertingas dalykas yra tendencijų analizė. Ląstelė, kuri nuolat 5 laipsniais šiltesnė už kaimynines, tikriausiai turi padidintą vidinį pasipriešinimą. Šiandien tai nėra pavojinga. Tai bus po šešių mėnesių. Gera BMS registruoja šiuos duomenis, pažymi tendencijas ir leidžia jas spręsti planinės priežiūros metu, o ne sandėlio gaisro metu.

Kas mėnesį atliekame visų mūsų{0}}parko įdiegtų paketų duomenų rinkimą. Mažiausiai tuziną kartų pastebėjome, kad atsiranda gedimų, kurie būtų tapę lauko gedimais, jei nebūtų ignoruojami. Vienoje pakuotėje buvo matyti, kad viena ląstelė dreifavo 20 mV aukštyje per tris mėnesius. Ištraukė, apžiūrėjo, nustatė ankstyvos{5}}etapų separatoriaus gedimą. Pakeistas modulis, paketas vis dar veikia gerai ir po dvejų metų.

Jei kalbate su potencialuličio baterijų OEM partneris, paklauskite apie jų diagnostikos galimybes. Paprašykite, kad pamatytumėte pavyzdines transporto parko duomenų ataskaitas. Jei jie negali parodyti tendencijų analizės ir nuspėjamųjų priežiūros duomenų, jų BMS tikriausiai atlieka tik pagrindinį slenksčio stebėjimą{2}}, kuris yra pats minimumas.

Standartai ir ką jie iš tikrųjų reiškia

UN38.3, IEC 62619, UL 1973 – šiuos sertifikatus matysite visur. Štai nepatogi tiesa: šių standartų atitikimas reiškia, kad jūsų baterija atitinka minimalius reikalavimus. Tai nereiškia, kad tai gerai.

Išbandėme konkurentų paketus, kurie turėjo visus sertifikatus ir vis tiek neatitiko pagrindinių piktnaudžiavimo testų, kuriuos atliekame-namuose. Standartai yra grindys, o ne lubos.

Tai reiškia, kad jei tiekėjas negali jums parodyti šių sertifikatų, bėkite. Jie yra stalo statymai. Tik nemanykite, kad sertifikatas yra lygus kokybei.

Mūsų vidinis bandymas viršija standartinius reikalavimus. Žemesnės temperatūros ribos. Didesnės srovės piktnaudžiavimas. Prailgintas terminis ciklas. Norime žinoti, kaip mūsų pakuotės sugenda, o ne tik, kad jos išlaiko konkretų testą.

Klientams, kuriems reikia tinkintų konfigūracijų-neįprastos įtampos, specifinių formos veiksnių, integracijos su patentuotomis sistemomis-, veikiančiomis suIndividualus ličio baterijų gamintojaskas atlieka tokį išplėstinį testavimą, vertas premijos. Sertifikatas nurodo, kad pakuotė atitinka kodą. Išplėstinis testavimas parodo, kaip jis iš tikrųjų veiks jūsų programoje.

Ką mes iš tikrųjų rekomenduojame

Po viso to, ką turėtumėte daryti, jei nurodote baterijas, skirtas pramoninėms reikmėms?

Sąžiningai, ši pramonė per pastaruosius penkerius metus tapo daug geresnė. Kai pradėjome, pusė rinkoje esančių pakuočių iš esmės buvo uždelsto veikimo bombos. Dabar dauguma rimtų tiekėjų kuria pakankamai saugias sistemas. Tačiau „pagrįstai saugus“ vis tiek palieka vietos tokiam-kaštų mažinimui, dėl kurio kyla gaisrai. Jūsų darbas yra išsiaiškinti, kurie tiekėjai iš tikrųjų atlieka darbą, o kurie tik pažymi langelius.

Baterijos sauga nėra seksualu. Tai neduoda geros rinkodaros. Niekas niekada nepirko šakinio krautuvo, nes akumuliatorius turėjo didelį atsparumą šilumos plitimui.

Tačiau suklyskite ir visa kita gana greitai nustos reikšmės. Mes sukūrėme savo reputaciją ant pakuotės, kurios tiesiog veikia metai iš metų tokiomis sąlygomis, kurios sunaikintų pigesnes sistemas. Būtent to turėtumėte ieškoti bet kuriame vertinamame tiekėjuje.

Klausimai? Mes visada džiaugiamės galėdami kalbėtis per konkrečias programas. Tam mes čia ir esame.