Диаграма на най-доброто напрежение на LiFePO4: Пълно ръководство за управление на батерията

Справка за промишлена двигателна мощност - 24V до 80V конфигурации.

Шест години спецификации и пускане в експлоатация на промишлени LFP системи в разпределителните и-операциите на студената верига ще ви научат на едно нещо за диаграмите на напрежението, което нито един лист с данни не споменава: числото на дисплея на BMS по време на активна смяна се променя от поне четири променливи едновременно, а диаграмата отчита точно нула от тях. Наблюдавал съм решенията за обществени поръчки да се вземат върху чисти спецификации-номера, които след това се разпадат на пътеката в рамките на осем месеца. Ето за какво всъщност става дума в това ръководство - таблицата по-долу е отправната точка, а не отговорът.

Еталонно напрежение: Индустриални конфигурации

Стандартните LFP диаграми онлайн са създадени за битови слънчеви потребители на 4S или 8S конфигурации. Точно за тези, грешно за складово оборудване. Цифрите по-долу отразяват действителните промишлени конфигурации на двигателната мощност.

Единична клетка: 3,20 V номинално / 3,65 V таван на заряда / 2,50 V абсолютен под.

Има капан от 48 V, който си струва да знаете, преди да приключи поръчката. Някои наследени оловно{2}}зарядни устройства и контролери за превозни средства са фабрично-калибрирани за 15S пакети, които зареждат до 54,75 V напълно, вместо стандартния 16S таван от 58,4 V. Инсталирайте пакет 16S в тази система и тя никога не достига истински пълен заряд. Симптомът изглежда като дефект в капацитета. Виждали сме съоръжения да прекарват седмици в преследване на проблем с клетката, който всъщност е несъответствие на калибрирането. Контролният списък за пускане в експлоатация на Polinovel изпълнява проверка за съвместимост на напрежението на контролера-зарядно устройство-пакет при всяка инсталация точно поради тази причина - това е нещо, което се появява след PO, не преди.

Защо отчитането на напрежението по време на смяна на живо е по същество измислица

Кривата на разреждане на LFP е почти плоска между 20% и 80% SOC. При система от 48 V, целият продуктивен работен обхват на една смяна - частта, която действително има значение за работа - обхваща приблизително 52V до 54V. Два волта на 60% от наличния капацитет. SOC алгоритъм,-базиран на напрежение, работещ в тази лента, не измерва нищо; той се интерполира чрез шум и химията не му дава нищо, към което да се закотви. (diysolarforum.com)

Получаването на чисто напрежение в покой, което се съпоставя точно със SOC, изисква пакетът да не работи за 30 минути до 4 часа без натоварване и без заряден ток. При двусменна-работа свъзможност за таксуваневграден в графици за почивка, този прозорец не съществува. BMS отчита комбинация от каквото и да е спадане на напрежението, останало от последното събитие на натоварване, остатъчен повърхностен заряд от най-новото зареждане-нагоре и ефекти на вътрешно съпротивление, които се покачват с остаряването на клетките. Подредете ги заедно и SOC дисплеят носи ±15–20% систематична грешка, когато напрежението прави изчислението. Виждали сме дисплеи да показват 45% на опаковки, които са били на 28%. Вижда се 60% точно преди-задействане на прекъсване на ниско напрежение.

Индустриалната BMS на Polinovel работи на базата на прецизен шунт-кулоново броенекато основен SOC метод. Шунтът измерва действителната пропускателна способност в ампер-секунди и алгоритъмът поддържа работещ енергиен баланс, коригиран за температура и стареене. Точността на полето постоянно достига ±3–5%, което съответства на това, което показват нашите данни за пускане в експлоатация за всички внедрени системи. Напрежението все още се записва - то се използва за откриване на повреда на ниво клетка-и идентифициране на дисбаланс. Просто не му се вярва за оценка на състоянието, защото физиката на LFP химията не го поддържа по време на активна работа.

Корпусът от 80 V прави аритметиката очевидна. Двадесет-клетки в серия. Консервативна несигурност на измерване от 0,1 V на -клетка се натрупва до 2,5 V на ниво пакет. Това е достатъчно, за да представи погрешно SOC с 15–20 процентни пункта в зависимост от позицията на кривата. Оперативно: камион, показващ 40% на дисплея, който се изключва по време на-повдигане, тъй като действителният заряд е 22%.

 

Хладилно съхранение: два проблема, а продавачите ви казват само за един

Повечето разговори за продажби заLFP със студена{0}}веригапризнайте видимия проблем: под 0 градуса, вътрешното съпротивление на клетката се повишава достатъчно, че спадовете на напрежението при тежко повдигане задействат защита от ниско-напрежение, докато в пакета остава значителен заряд.

Операторите смятат, че батерията е повредена. Това е температурен ефект, влошава се през февруари и е досадно. Също така управляем и документиран в повечето материали на доставчици, ако питате.

 

Вторият проблем е това, което не се предлага доброволно, и е по-лошо.

 

Заредете LFP клетка под температурата на замръзване и литиевите йони, които трябва да се интеркалират в графитния анод, вместо това да се поставят върху повърхността като метален литий. Този покрит литий не се реинтегрира при изпразване. Той се натрупва, цикъл след цикъл, трайно намалявайки активния капацитет. Частта, която го прави търговски токсичен: на кривата на избледняване на капацитета, той е графично неразличим от нормалното стареене на календара. Ударете цикъл 1800 със 70% капацитет на пакет, гарантиран за 80% задържане през цикъл 3500, и нито една от страните няма данни, които ясно да разделят „зареждане при -5 градуса четиридесет пъти миналия януари“ от „нормално влошаване“. Тези гаранционни дискусии не се разрешават ясно и операторът поема оперативното въздействие, докато тече спорът.

 

BMS със студена{0}}верига на Polinovel блокира инициирането на зареждане в хардуерната схема, докато клетките изчистят 5 градуса. Грешна конфигурация или актуализация на фърмуера не може да го отмени - блокирането се намира под софтуерния слой. Отоплителният кръг работи от зарядното устройство, не е необходимо участието на оператор. За съоръжения, работещи под -10 градуса на околната среда, ние оразмеряваме термичното управление към най-студения коридор в сградата. Посочването на средна складова температура води до система, която работи на основния етаж и се влошава в коридора на фризера, което е грешка в спецификацията, която се показва като жалба за продукт 14 месеца след пускането в експлоатация.

 

Ако текущата ви спецификация на батерията е написана без дискусия за намаляване на температурата за действителния обхват на вашето съоръжение, настоявайте за това, преди нещо да бъде подписано.

Таван на таксата: настройката, която никой не проверява след инсталирането

Бърз въпрос за всеки, който управлява наследен литиев парк: на какъв таван на напрежението е конфигуриран вашият BMS?

Повечето хора не могат да отговорят на това. Инженерът по пускането в експлоатация го настрои, продължи напред и системата работи на каквото и да беше това по подразбиране. Има значение, защото таванът на таксата определя дали пакетът работи 3500 цикъла или по-близо до 7500 при еднакви работни условия - и промяната не струва нищо, след като знаете какво трябва да бъде.

Разграждането на LFP електрода се концентрира в горната част на кривата на заряда. Всеки цикъл до пълния таван от 3,65 V/клетка води до максимален литиен стрес през анода. Издърпайте този таван до 3,45 V/клетка и това пиково напрежение изчезва от всеки отделен цикъл за целия живот на пакета. Компромисът е приблизително 15% от номиналния капацитет за събитие на зареждане -, но за операции, които изпълняват възможност за зареждане през периоди на прекъсване, тези 15% се поглъщат най-вече от по-висока честота на зареждане. Шофьорите не забелязват. Календарът го прави.

Работите на една-смяна, зареждането през нощта трябва да работи до 3,65 V. Има време за възстановяване, честотата на цикъла е ниска и разликата в деградацията не се затваря в рамките на нормалните срокове за смяна на оборудването. Двусменните-операции при 1,5 цикъла на ден са на прага за вземане на решение: 3,50 V удължава календарния живот с 40–60% в сравнение с пълно-циклично зареждане, а в разгърнатите флоти сме конфигурирали по този начин намаляването на-капацитета на цикъл не е предизвикало оплаквания от оператора. Хладилната-верига и критичните операции 24/7 се определят на 3,45 V от самото начало, като намалението от 15% е вградено в размера на опаковката, вместо да бъде открито оперативно след шест месеца.

Всяка инсталация на Polinovel се доставя с документиран конфигурационен запис на BMS, свързан със серийния номер на актива - таван на зареждането, задействане на баланса, прекъсване на ниско-напрежение, блокиране на температурата, CAN настройки. Когато мениджър на автопарк наследи системата две години по-късно, конфигурацията е записана и подлежи на проверка. Това е детайл, който има повече значение, отколкото звучи, когато моделите на смяна се променят и някой трябва да знае дали оригиналните настройки все още отговарят на операцията.

Спецификация на капацитета: Разликата между листа с данни и доставката

Номиналният капацитет на лист с данни за LFP е измерен при 25 градуса околна температура, 0,5C разряд, до 2,5 V на -клетка прекъсване. Вашето съоръжение работи при различна температура, вашите камиони теглят по-силно от 0,5C при пълен товар на повдигане, а вашият BMS прекъсва над 2,5V, за да защити клетките. Нито едно от тези условия не отговаря на оценката.

Намаляването на температурата е мястото, където се появяват най-големите пропуски в доставките на студена{0}}верига. Груби цифри от характеристиките на производствената батерия в целия работен диапазон: 1–2% загуба на капацитет на градус над 25 градуса, 2–4% на градус под 25 градуса, като долният край на този диапазон се ускорява рязко под -10 градуса. Номинален пакет от 600Ah, доставящ в -15-градусова фризерна пътека при пиково повдигащо натоварване, доставя по-близо до 420–460Ah. Посочването на капацитета на табелката без извършване на това изчисление е най-постоянният източник на оплаквания за производителност през първата година, които виждаме при преходите на флота със студена верига.

В пакетната архитектура - това е мястото, където операциите с единична-смяна срещу двойна-смяна срещу три-смяна се различават значително. Единична-опаковка-за-камион работи добре за едно- и стандартни двусменни-операции. Стаята за батерии изчезва, възможността за зареждане поддържа пакета зареден през почивките, изискванията за поддръжка спадат значително. За три-операции на смени с прозорци за прекъсване под 45 минути, конфигурациите с един-опаковки са склонни да достигнат ограничения за пропускателна способност около 18-ия месец. Пакетът просто не може да възстанови достатъчен капацитет при кратки прекъсвания, за да поддържа производителността на трета-смяна при спецификация, и пропускателната способност започва да намалява, преди някой да изолира причината. Този сценарий изисква двойни пакети със среден-капацитет с инфраструктура за гореща{19}}смяна, а моделът TCO трябва да отчете сменяемото оборудване и отпечатъка срещу алтернативата на единичен пакет с по-големи размери с по-дълги изисквания за зареждане.

Екипът за прилагане на Polinovel работи по графика на смените, времето за почивка, прозореца за зареждане и температурния диапазон на съоръжението, преди да финализира всяка препоръка за конфигурация. Отговорът почти винаги е ясен, след като тези данни са на масата. Всеки, който цитира номера на капацитета, без първо да попита за оперативните модели, работи от непълна картина на проблема.

Обща цена на притежание: Проверете числата

Референтен сценарий: 10 камионапротивовесавтопарк, работа на две-смени, 250 работни дни годишно. Енергия при 0,12 $/kWh, труд по поддръжката при 28 $/час, престой струва 75 $/час на камион при избиране-и-влияние върху пропускателната способност. Това са референтни предположения - насоченото заключение важи за повечето структури на индустриалните разходи в САЩ, като абсолютните числа се променят въз основа на местните енергийни тарифи и разходите за труд.

Разлика в ефективността: 87% отиване и връщане-за LFP спрямо. 72% занаводнена оловна{0}}киселина. Разходите за престой на LFP отразяват неизправности на BMS и корекции,-свързани с пускането в експлоатация през първата година; цифрата за оловна-киселина покрива планирано и непланирано време за смяна за пет години.

Артикулът за батерийна стая постоянно изненадва хората, които не са го моделирали изрично. 10-водещи-киселинни операции за камиони обвързват 400–600 квадратни фута във вентилирано,-съдържащо киселина пространство за поддръжка - стелажи за зареждане, станции за напояване, промиване на очи, задържане. Литиевото възможност за зареждане поставя компактна станция за зареждане в края на всяка пътека или док позиция и възстановява всички тези кадри. При $18–$25 на квадратен фут годишни разходи за заетост за средно ниво на разпределително съоръжение, това е $7200–$15 000 на година в пространството, което се връща към продуктивна употреба. За операции по изпълнение в градски условия, където квадратният метър е твърдо ограничение за разширяване на производителността, това изчисление често се движи по-бързо от сравнението на енергията.

Възвръщаемост на премията за придобиване при допускания за две-смени: 12 до 16 месеца. След тази точка оперативните спестявания се натрупват без допълнителни капиталови събития до достигане на жизнения цикъл. При таванна конфигурация от 3,50 V на Polinovel за операции с две-смени, целта за жизнен цикъл е 5500+ цикъла при 80% DoD - приблизително 7 до 9 години при 1,5 цикъла на ден.

Какво публикуваме и защо е различно от маркетинговия стандарт

Претенциите за жизнен цикъл в тази индустрия са почти изцяло непроверими, както е посочено, тъй като условията на теста са пропуснати. Тест за изпразване от 0,2C при 25 градуса дава най-високите стойности и не отразява нищо за това как работи камион с противотежест под 3-тонен асансьор. Polinovel публикува цикличен живот при 80% DoD с диапазони на C-скорост, калибрирани спрямо действителния противотежест и работните профили на ричтрака. Когато клиент поиска от нас да посочим условията на теста зад нашата заглавна цифра, можем да направим това с подкрепяща документация. Това е еталонът, който си струва да се приложи към всеки списък с доставчици.

Запазването на капацитета в индустриалната серия 48V на Polinovel носи гаранционен ангажимент от 80% запазване в края на заявения жизнен цикъл при документирани условия на работа. В тази индустрия повечето цифри за задържане на капацитет са оценки на ефективността без договорна подкрепа. Гаранционният документ е 10-минутно четене, което ви казва коя страна поема риска от производителността, когато пакетът достигне цикъл 2000

Комуникацията на CAN Bus с контролери за превозни средства Curtis, Zapi и Toyota SAS е вградена в нашата BMS архитектура. Точен SOC на операторската конзола, интегрирано отчитане на грешки, конфигурируемо ограничаване на натоварването, когато пакетът наближава изчерпването. Съвместимостта на протокола за конкретна платформа за камиони се проверява от нашия екип за приложения, преди да бъде направена поръчката за покупка. Сертификатите покриват UL, CE и UN38.3 за транспорт; пакетът документи, форматиран за преглед на застраховката и съответствието на съоръженията, е стандартен.

Пълният спецификационен лист на BMS изпълнява 17 параметъра. Четири от тях не се появяват в стандартните информационни листове за индустрията. Тези четири са местата, където производителността на внедрената система се отклонява най-видимо от обещанията в спецификациите-листа на 18-месеца. Те са налични по време на фазата на оценка - ако сте в активна поръчка, това е правилният момент да ги поискате.

Polinovel произвежда LiFePO4 индустриални батерийни системи от 24V до 80V за мотокари, AGV и платформи за автоматизация на складове. Изпратете ни структурата на смените си, температурния диапазон на съоръжението и платформата на камиона - нашият екип за приложения връща препоръка за специфична за сайта-конфигурация и TCO модел в рамките на пет работни дни.