Прогнозування залишкового терміну служби (RUL) акумуляторів
Усі продукти мають залишковий термін служби (RUL), який визначається станом здоров'я (SoH). Це також стосується акумуляторів, і краща оцінка SoH покращить оцінки RUL. Акумулятори рідко виходять з ладу несподівано, більшість досягають кінця терміну служби, слідуючи за SoH. Ємність є провідним показником здоров'я, який лінійно та передбачувано зменшується. Аномалії трапляються, багато з них мають механічний характер, спричинений агресивним використанням, що може призвести до збільшення внутрішнього опору (Ri) або короткого замикання. Дендрити в літій-іонних акумуляторах є прикладом цього.
Акумулятор нагадує живий організм, який неможливо виміряти, його можна лише оцінити за допомогою діагностики, подібно до того, як лікар оглядає пацієнта. Точність експрес-тестування залежить від симптомів, які змінюються залежно від стану заряду (SoC), струшування після заряджання та розряджання, температури та зберігання. Добре функціонуючий експрес-тест повинен розрізняти частково заряджений хороший акумулятор та повністю заряджений слабкий. Обидва забезпечують подібні миттєві характеристики продуктивності.
Батарейні монітори
Відстежуй основні показники акумуляторів та будь у курсі стану твого акб
Батарейний монітор Victron BMV-700
Монітор підходить для AGM, GEL, а також літієвих батарей LiFePO4, і вимірює напругу, струм, спожиту ємність, час до розрядження, а також може опціонально відображати температуру батареї.
Купити
Батарейний монітор Victron SmartShunt 500A
Це інтелектуальний шунт з функціями повноцінного батарейного монітору, який підключається до вашого смартфона або GX-пристрою через вбудований Bluetooth або VE.Direct порт.
Купити
Батарейний монітор Victron SmartShunt 500A IP65
Вдосконалена версія популярного SmartShunt, розроблена для використання у вологих, пилових або морських умовах, з повним захистом корпусу за стандартом IP65
КупитиОсновним показником справності акумулятора є ємність. Ємність відображає запас енергії, величину, яка поступово та безповоротно виснажується в процесі використання. Іншими характеристиками, що відповідають за стан заряду (SoH), є внутрішній опір (Ri), який регулює струм навантаження, та саморозряд, який впливає на механічну цілісність акумулятора. У багатоелементних батареях також слід перевірити баланс елементів, з'єднаних послідовно та паралельно. Ці чотири характеристики повинні бути дотримані, щоб акумулятор мав бездоганний стан.
У цій статті описано аналогові та цифрові методи тестування акумуляторів. Аналоговий метод передбачає використання електричного навантаження для вимірювання ємності як функції часу, доки заряд не буде повністю розряджений. Навантаження також вимірює внутрішній опір (Ri) на основі падіння напруги.
Цифровий метод тестування включає технологію інтелектуальних акумуляторів, яка оцінює SoC та ємність шляхом вимірювання вхідних та вихідних кулонів. Завдяки періодичному калібруванню інтелектуальні акумулятори надають цінну інформацію про SoH у режимі реального часу. Ось короткий огляд аналогових та цифрових методів тестування акумуляторів.
Огляд методів тестування акумуляторів
⚡️Напруга
Виявляє SoC. Навантаження, підключене до акумулятора, та перемішування після навантаження або заряджання впливають на напругу, і акумулятору потрібно дати відпочити кілька годин. Оцінка ємності неможлива.
📉Омічний тест
Вимірює внутрішній опір акумулятора для перевірки характеристик навантаження та виявлення несправностей. Це виконується методом змінного або постійного струму, обидва дають різні показники. Показники опору не корелюють з ємністю.
🔄Повний цикл
Зчитує ємність хімічного акумулятора за допомогою циклу заряджання/розряджання/заряджання. Результати точні, але акумулятор часто доводиться виводити з експлуатації, а тестування триває кілька годин.
🚀Експрес-тест
Більшість методів базуються на аналізі в часовій або частотній області. Вони вимагають складних алгоритмів з параметрами або матрицями, які служать таблицями пошуку. Приклади: QSMS, EDR, EIS.
🧠BMS (ЗСУ)
Системи керування акумуляторами оцінюють SoC, контролюючи напругу, струм і температуру. Деякі BMS для літій-іонних акумуляторів також підраховують кулони*. BMS може виявити дефект, але не може точно оцінити ємність.
💻Парсер батареї
Вимірює ємність літій-іонного акумулятора, роблячи знімок залишкового заряду за допомогою розширеного фільтра Калмана (EKF), а потім використовуючи кулонівський підрахунок для досягнення повного заряду. Сума показує корисну ємність.
📊SOLI
Індикатор стану ресурсу (SOLI) прогнозує залишковий корисний термін служби (RUL) акумулятора, відстежуючи вироблену енергію кулонів у відсотках від загального очікуваного терміну служби, що визначається за допомогою індикатора кулонівської енергії (CEL).
* Один кулон дорівнює кількості заряду, що передається струмом 1 А за одну секунду.
Жоден окремий тест не може охопити всі характеристики справності акумулятора. Багато пристроїв для експрес-тестування враховують лише напругу та внутрішній опір. Заява про можливість оцінки ємності за допомогою таких методів змушує промисловість вважати, що складні результати можна отримати за допомогою спрощених методів. Прилади на основі опору справді можуть виявити розрядку, але те саме може зробити і користувач.
На результати роботи акумуляторів впливають рівні SoC, струшування та температура. Лабораторії Cadex також виявили відмінності у процесах старіння акумуляторів. Найбільше дивує, чому природне старіння дає різні результати, ніж стрес-тестування в кліматичній камері.
Короткий зміст
Тестування акумуляторів завжди дає результати, що суперечать протоколам тестування. Правильні прогнози для акумуляторів, що працюють, мають бути 9 з 10. До результатів, що виходять за межі норми, можуть належати нові акумулятори, які не були повністю відформатовані, або акумулятори, що зберігалися. Низький рівень заряду (SoC) також спричиняє помилки.
Ємність – це показник стану акумулятора, який впливає на час роботи та прогнозує закінчення терміну служби. Термін «ємність» погано вивчений. Акумулятор зазвичай замінюють, коли його ємність падає до 80 відсотків. У деяких випадках допускається нижчий поріг ємності, а стартерний акумулятор слід замінити, коли ємність падає нижче 40%.
Вибираючи поріг закінчення терміну служби, організація повинна переконатися, що найменш продуктивний акумулятор забезпечує очікуваний час роботи. Стають доступними діагностичні зарядні пристрої та аналізатори акумуляторів, які оцінюють мінімальний робочий резерв (MOR) – стандарт перевірки, який регулюється користувачем за допомогою налаштованого користувачем селектора цілей. Діагностика дозволяє повноцінно використовувати кожен акумулятор, знижує витрати, підвищує надійність системи та захищає навколишнє середовище.
