배터리 시스템 제어란 무엇입니까?

견적을 비교하는 조달 팀에서 질문이 많이 나옵니다. 그들은 두 개의 48V 400Ah 팩을 살펴보고 두 사양 시트에 나열된 동일한 셀을 확인한 다음 하나의 가격이 왜 30% 더 비싼지 묻습니다. 대답은 거의 항상 제어 시스템에 있습니다. 하지만 제어 알고리즘의 사진을 찍을 수 없기 때문에 판매가 어렵습니다.

배터리 시스템 제어는 충전이 허용될 때 팩이 작동하는 방식,{0}}접촉기 순서를 지정하는 방식, 셀의 균형을 맞추는지 여부, 온도에 반응하는 방식을 조정하는 논리입니다. 이 시점에서 세포는 상품입니다. CATL, EVE, CALB-모두 괜찮은 LFP 셀을 만듭니다. 동일한 사용량으로 팩이 3000주기 또는 1500주기 동안 지속되는지 결정하는 것은 대부분 해당 셀을 관리하는 방법에 달려 있습니다.

 

실제로 무엇이 잘못되었는지

여기에 여전히 사람들을 놀라게 하는 것이 있습니다. 리튬 셀은 0도 이하에서는 충전할 수 없습니다. 손상 없이는 "해서는 안 된다"-할 수 없습니다. 리튬 이온은 차가울 때 흑연 양극에 적절하게 삽입될 수 없습니다. 대신 표면에 금속 리튬으로 도금됩니다. 이는 영구적입니다. 셀은 괜찮아 보이고, 충전도 잘 되고, 몇 달 동안 잘 작동합니다. 그런 다음 가속되는 용량 감소가 발생하고 결국 수상돌기 성장으로 인한 내부 단락이 발생합니다.

따라서 BMS는 온도 제한을 시행해야 합니다. 겨울철에 냉장 보관 시설이나 야외 마당에서 지게차를 운행하는 경우, 팩은 임계값 미만의 충전을 거부해야 합니다. 단지 경고만 하는 것이 아니라-실제로는 거절하세요. 우리는 충전을 위해 -10도 컷오프로 설정하고 -10도에서 0도 사이에서 전류를 줄였습니다. 일부 저렴한 시스템에는 이러한 보호 기능이 전혀 없습니다.

냉장보관과 냉동식품 물류는 이에 최악이다. 냉동고 환경에 들어오고 나가는 팩, 가열되지 않은 로딩 도크에서 충전. 납-에는 이러한 제한이 없기 때문에 운영자는 그것에 대해 생각하지 않습니다.

균형잡는 부분

 

이것은 너무 고칠 수 있기 때문에 나를 좌절시킵니다. 평판이 좋은 산업 LiFePO4 배터리 제조업체로부터 A-등급 셀을 구입하여 완벽하게 조립하더라도 균형이 맞지 않기 때문에 여전히 평범한 팩을 가질 수 있습니다.

 

문제는 제조 공차입니다. 동일한 생산 배치의 셀은 용량이 1-3%만큼 다릅니다. 그것은 단지 현실입니다. 직렬 스트링에서 가장 낮은-용량 셀은 방전을 제한하고(먼저 비어 있음) 가장 높은 용량 셀은 충전을 제한합니다(완전히 먼저 도달). 균형을 맞추지 않으면 실제 팩 용량의 90%를 사용하게 됩니다. 그리고 그 약한 세포는 매 주기마다 더 큰 스트레스를 받고, 더 빨리 노화되고, 더 약해집니다. 긍정적인 피드백 루프.

 

패시브 밸런싱은 일반적으로 저항기. 50-100mA를 통해 과도한 전하를 제거합니다. 셀이 다른 셀보다 50mAh 앞서 있다면 수정하는 데 한 시간이 걸립니다. 밤새 충전해도 괜찮습니다. 하지만 자재 취급 장비는 밤새 충전되지 않습니다.-휴식 시간에 충전할 수 있고, 여러 교대 근무를 하고, 트럭을 계속 움직일 수 있습니다. 패시브 밸런싱으로는 따라잡을 수 없습니다.

능동적 균형은 세포 사이에서 에너지를 이동시킵니다. 더 높은 전류, 에너지 낭비 없음. 우리 팩은 애플리케이션이 요구하기 때문에 1A+에서 활성 밸런싱을 실행합니다.

이 로직은 모든 ​​셀({0}}더 큰 팩에서는 최대 160개-)의 평균 전압을 추적하고 평균에서 벗어난 셀에 플래그를 지정합니다. 밸런싱은 충전 중에 오류 플래그가 없을 때 평균 셀 전압 3.7V 이상에서 활성화됩니다. 셀이 평균의 10mV 이내로 들어가면 밸런싱 대기열을 종료합니다.

그 차이는 -장기적인 용량 보존에서 나타납니다. 우수한 활성 밸런싱 기능을 갖춘 팩은 수천 주기에 걸쳐 20mV 셀-~-셀 변동 범위 내에서 유지됩니다. 이 기능이 없는 팩은 1년 이내에 100mV+ 변동으로 이동하며, 이는 사용 가능한 용량이 크게 감소함을 의미합니다.

 

열 반응

고온 차단 온도-는 55도 경고, 60도 정지에 대해 모두가 알고 있습니다. 더 유용한 부분은 장비를 죽이지 않고 대응하는 방법입니다.

포크에 짐을 싣고 창고 한가운데에 있는 지게차는 온도가 임계값에 도달했다고 해서 그냥 정지되어서는 안 됩니다. 그건 위험해요. 원하는 것은 점진적인 감소-온도 상승에 따라 전류 제한을 줄이고 작업자가 감소된 전력으로 즉각적인 작업을 완료할 수 있도록 한 다음 냉각 기간을 강제로 적용하는 것입니다-.

팩 내부의 온도 변화는 과부하 상태에서 15도에 도달할 수 있기 때문에 우리의 열 로직은 모듈당 여러 지점에서 모니터링합니다. 전체 팩에 대한 하나의 센서는 유용한 정보를 제공하지 않습니다. 한 모듈이 다른 모듈보다 지속적으로 10도 더 뜨겁게 실행되는 경우 이는 일반적으로 해당 셀의 내부 저항이 높아지는 것입니다.{4}}문제 발생을 조기에 경고합니다. 조사를 위해 10도 이상의 차이를 표시합니다.

응답 임계값은 계층화되어 있습니다. 45도 이상에서는 충전 전류가 감소합니다. 55도 이상에서는 경고와 방전 감소가 발생합니다. 60도 이상에서는 종료 순서가 제어됩니다. 65도 이상에서는 팩이 검사 보류 실패로 표시됩니다. 각 단계는 단순한 전력 차단이 아닌 운전자에게 정보와 옵션을 제공합니다.