Cos'é o monitoraggio da tenscion?
L'anno passou un cliente todesco o l'à portou a man perché trei carrelli elevatoî into seu magazzin se son refuæ de travaggiâ tutt'assemme. S'é descoverto che e battëie ean ben-o BMS o l'aiva anæto à deriva de 40mV pöcassæ in scê lettue de tenscion e o l'à deçiso che e paccoe ean sorvecarreghe. Serrou tutto giò. Trei machine mòrte pe unna giornâ intrega. Facturan pe l'oa lì de là.
Unn'istöia assæ tipica, in veitæ. O monitoraggio da tenscion o pâ a cösa ciù de base che fa un BMS. E comunque sta «fonçion de base» a pròvoca ciù problemi de campo che squæxi tutto o resto.
Che tenscion a ti dixe
Quæ se segge persoña ch’a travaggia co-e battëie a sa che a tenscion terminale a l’é in sostansa un spegio do stato da çellola in tempo reale. A stimma do SOC a depende da quello. A proteçion da sorvecarrega e sorvescarrega a depende da quello. I contròlli da coerensa de çellole dependan da quello. IEC 62619:2022 o ô mette de mainea diretta: a tenscion a l’é ciù critica che a corrente ò a temperatua, e o BMS o dev’arrembâ a carrega avanti ò no guæi che a tenscion de çellole a tocca o soffito de seguessa.
Perché coscì definitivo? Pecöse a tenscion a cangia primma. L’aumento da rescistensa interna, a scentâ da capaçitæ, o reisego de placcatua de litio-sti chì se mostran into comportamento de tenscion de settemañe ò di meixi avanti de anomalie de temperatua. Pe-o momento che ti gh'æ un allarme termico, e cöse son za anæte de scianco.
O scistema de battëie ibride AHR10W de Toyota o l'öfre unn'utile çellola de referensa. 168 à 1,2V ciascheduña, serie{3}}collegâ à 201,6V totale. L'ECU o tratta ògni doî mòdoli comme unn'unitæ de monitoraggio, con tracciâ 14 unitæ insemme. Sto raggruppamento o permette a-o scistema d’indicâ quæ unitæ a contëgne unna çellola problematica. A mæxima lògica a vâ pe-i pacchetti industriali-no se peu dâ à ògni scingola çellola o seu cannâ de communicaçion, ma gh'é de beseugno de granularitæ assæ pe tracciâ i problemi a-o manco a-o livello de mòdolo.
Quattro metodi de relevaçion
A rilevaçion da tenscion do pacco de battëie a s’é stabilia inte quattro metodologie prinçipæ. I ciù tanti accattanti che parlan con un fornitô de battëie à litio no domandan sto dettaggio, ma sto dettaggio o l'imposta o livello d'affidabilitæ pe tutto o BMS.
Relè-e-condensatô
Pe primma cösa l’é o campionamento d’isolamento do relè-e-condensatô. Conçetto sencio: o condensatô o campiona a tenscion da-a çellola, dapeu se mesua o condensatô. I problemi son òvvi tròppo-campionamento lento, scarsa preçixon, desgasto do relè. Çerti primmi progetti de inmazaghinamento d'energia an deuviou sto fæto. Pe-o ciù scompassou oua.
Galleggiante-Terra
A segonda a l’é a rilevaçion do terren flottante-. Un comparatô de barcon o verifica se o potençiale de terra corrente o fonçioña pe-a converscion A/D; se no, D/A o l'aggiusta. E preuve van ben into laboratöio. Cazze à tòcchi into campo. I carrelli elevatoî, i AGV-l'interferensa de l'açion do motô a l'é tròppo pesante. O potençiâ do terren o no l'arresta lì.
Modo commun-
A tersa a l’é a rilevaçion de modalitæ commun-. Tutte e çellole mesuæ contra un ponto de referensa, i divisoî de rexistense de preçixon reduxan tutto, e dapeu se sottrae pe ottegnî de tenscioin de çellole de pe loiatre. Çircuito sencillo. Ma i erroî da rexistensa s’ammuggian. Funçioña ben sotta 8S. Passou quello, a preçixon a vëgne discutibile. Sto problema d’impilamento o no peu ëse correzuo do tutto co-a taratura-a l’é incorporâ inta metodologia.
Modo differençiâ-
A quarta a l’é a rilevaçion de modalitæ differençiale-. I amplificatoî Op-refuan a tenscion de modalitæ commun-e e mesuan direttamente o differençiale inte tutte e çellole. A preçixon a batte i atri trei con un margine fòrte. O compromisso o l’é a complescitæ e o costo do çircuito. I pacchetti ciù erti de 12S pe-o sòlito se scompartiscian inte ciù mòdoli de relevaçion, ciaschedun o manezza un segmento, e o communica i exiti in sce un bus. A ciù parte di produttoî de scistemi de battëie à litio che travaggian inte l’industria an portou inte sta direçion.
A trappoa de corrente de perdia
Façile da trascuâ questo.
I circuiti de relevaçion da tenscion piggian corrente da-e çellole. Quantitæ picciñe-microampere à millampere-ma continue. E eccome a cösa: inte un pacchetto de serie, e çellole ciù vexiñe a-o terminale negativo pòrtan ciù corrente de perdia. Piggiâ un pacco de 16S. A çellola 1 in sciâ banda poxitiva a vedde solo che unna perdia da-o seu circuito de relevaçion. A çellola 16 in sciâ banda negativa a vedde unna perdia cumulativa da tutti i 16 circuiti de relevaçion, ciù o contròllo BMS, ciù quæ se segge atro referensa negativa.
Inte çentanæa de çicli, e çellole finale negative-se descargan ciù in profonditæ e invegian ciù a-a spedia. A coerensa a se deriva. Sto chì o no l’é un problema de qualitæ de çellole. O l'é un problema de progettaçion de scistema.
Existe de correçioin: aumentâ l'impedensa d'input do çircuito de rilevaçion pe taggiâ a perdia assolua; azzonze di interruttoî pe desconnette i percorsci de campionamento quande no se mesua; ò solo che speçificâ de çellole de capaçitæ un pittin ciù erta pe-e poxiçioin de fin negative-e e açettâ l’ascimmetria. Se un fornitô à l'ingrosso de battëie LiFePO4 o no peu responde à de domande in sce questo, i seu paccoei con tutta probabilitæ sviluppan un disequilibrio accelerou into campo. Bonna domanda de filtro quande s'é apreuvo à verificâ i fornitoî.
A preçixon e o perché a l'importa ciù che quello che suggeriscian e speçifiche
IEC 62619 o l’afferma che a proteçion da tenscion a deve agî avanti ò quande a tenscion de çellole a razzonze o livello de seguessa. Pâ che ghe segge do margine. In prattica, no gh'é tanti.
Piggiâ o LFP. Carrega completa in gio à 3,65V. A zòna de pericolo a comensa verso i 3,70V. Quello o l'é un barcon de 50mV. Se a preçixon de relevaçion a l’é ±30mV-commun inti progetti BMS econòmichi-sola l’inçertessa de mesuaçion a mangia ciù da meitæ do margine de seguessa. BMS o mostra 3,65V, a tenscion reale a porrieiva ëse za 3,68V. Corremo ±5mV de drento. Bisogna de ADC megio, de referense de tenscion ciù streite, un layout do PCB ciù attento. Costa ciù. Ma in confronto à quello che va mâ quande a preçixon a sciorte, no vagghe a pena mensonâlo.
A l'à avuo un caxo: o pacco do cliente o l'é anæto avanti pe doî anni, a preçixon de relevaçion a l'é anæta da ±8mV a-a consegna à ±35mV. Nisciuña deriva de còdiçi d'errô-a l'é stæta gradduâ. Un giorno inta carrega, unna çellola a l'à toccou 3,72V, tanto che o scistema o pensava ch'o fïse 3,65V e o l'anæva avanti. A l'é stæta affortunâ che quella çellola a s'é tegnua. Sensa quello o l'é un rappòrto d'inçidente.
Sto tipo de fallimento progrescivo o s'asconde ben. I contròlli de taratua annuali son o minimo.
Equilibrio, temperatua e tutto o resto
Attivo ò pascivo, l’equilibrio o fonçioña solo se se sa quæ çellole en erte e quæ son basse. A negativa deteçion a veu dî un equilibrio òrbo. L’equilibrio pascivo o sciortisce pe mezo de rescistense. A tipica corrente d’equilibrio de 50mA a domanda de oe pe tiâ unna çellola zu de 0.1V. Se i erroî de mesuaçion da tenscion cangian a direçion anche de vòtte, ti aggravi o disequilibrio tanto che bruxi l'energia. Quande se valuta un fornitô de battëie à litio industriale, domandâ insemme a strategia d’equilibrio e a preçixon da relevaçion. "O l'à un bilançio attivo" o no veu dî ninte se i dæti de sotta son de rumenta.
A compensaçion da temperatua a l'é unn'atra cösa che de ræo a se mostra inti feuggi de speçifiche. A mæxima çellola à 3,30V a leze de mainea despægia à 25 graddi contra 0 graddi. A rescistensa interna a se mescia, o mæximo çircuito de mesuaçion o se dirizze co-a temperatua. Sensa compenso, e stimme do SOC cangian in base a-e stagioin. A carrega à bassa temperatua-a vëgne ciù complessa-e çellole à -5 graddi no se compòrtan comme de çellole à temperatua ambiente. BMS ch’o l’osserva solo che a tenscion sensa a temperatua de referensa incroxâ o porrieiva permette a carrega quande o no dovieiva ò bloccâ a carrega quande o porrieiva. T'æ da domandâ direttamente a-a squaddra tecnica do fornitô in sce sta cösa.
Comm'o l'assomeggia o fallimento
Falla à l'impruviso
I problemi de monitoraggio da tenscion se mostran inte quarche mainea. A ciù òvvia a l'é a colpa à l'impruviso. Unna tenscion de çellola a leze 0V ò tenscion de pacchetto completo. O scistema o lancia un còdiçe e o se blocca. Fastidioso, ma a-o manco o scistema o sa che quarcösa o l'é rotto.
Deriva gradduale
Pezo a l'é a deriva gradduale. I valoî mesuæ diverzan cian cianin da-a realtæ. Nisciun còdiçe de errô. I livelli de proteçion son effettivamente disabilitæ. O peu corrî doî anni avanti che quarchedun o se n'accapisce-pe commun perché l'é avvegnuo quarcösa de grammo.
Contatto intermittente
Dapeu gh'é di problemi de contatto de vòtte. A vibraçion a sciorte i connettoî de fî de senso. E lettue de tenscion van e vegnan. De vòtte reproduçibile, de vòtte no. Pescimo pe resòlve i problemi.
O monitoraggio da tenscion o va in profonditæ se se veu cavâ, ma o ponto çentrale o l'é sencio: sto chì o l'é o fondamento di dæti pe tutto o resto che o BMS o fa. A fondaçion a no l'é solida, ninte tiou sciù in çimma o l'importa.
Quande s'é apreuvo à acquistâ di paccoei de battëie, no ammiâ solo a capaçitæ, a duâ do çiclo, o prexo. A preçixon da relevaçion do BMS, l’architettua de relevaçion, i protocòlli de taratua-sti interni contan o mæximo. Domande son benvenue. Noemme emmo misso in sce assæ de mine inti anni pe avei de opinioin.
