Mi az a prediktív karbantartás?

A prediktív karbantartás azt jelenti, hogy az akkumulátorproblémákat még azelőtt fel kell fedezni, hogy azok drága problémákká válnának. A koncepciót sokat dobbantják az értékesítési prezentációkban, de a tényleges munka magában foglalja a feszültséggörbék bámulását, és a BMS-szállítóval való vitatkozást, hogy miért adnak ki riasztásaikat hajnali 3-kor.

A lítium{0}}ionsejtek nem pusztulnak el hirtelen. Figyelmeztetéseket adnak. A trükk az, hogy tudjuk, mit kell keresni.

A kapacitásvesztő cella alacsonyabb feszültséget fog mutatni azonos töltöttségi állapot mellett, mint a szomszédainál. Először talán 20 millivolt. Könnyű kihagyni, ha csak a csomagszintű-adatokat ellenőrzi. Három hónappal később ez a különbség 80 millivolt, és most hőkezelési fejfájása van, mert az egyik cella keményebben dolgozik, mint a többi.

A belső ellenállás-kúszás a másik nagy. Tavaly tavasszal húztunk ki egy modult egy négy éve működő hálózati tárolórendszerből. A cellák jól néztek ki papíron. A kapacitás továbbra is 84% volt. De a DC belső ellenállása 1,2 milliohmról 2,8 milliohmra nőtt. Ez a modul hőt öntött a szomszédaiba minden alkalommal, amikor a rendszer egy frekvenciaszabályozási hívásra válaszolt.

Li-ion motion during the charge (a) and discharge (b) process.

Minden akkumulátor-kezelő rendszer gyűjti a feszültséget, az áramerősséget és a hőmérsékletet. Ez a rész könnyű. A hasznos dolgok abból származnak, hogy idővel mit kezdesz ezekkel az adatokkal.

A kapacitás fade rate többet mond az abszolút kapacitásnál. Az a cella, amelyik az első évben 100%-ról 94%-ra, majd a második évben 91%-ra esett, normálisan viselkedik. Egy sejtnek, amely tizennyolc hónapig 97%-on tartotta magát, majd három hónap alatt 88%-ra esett, belül valami nincs rendben. Lehet, hogy végre utolért egy gyártási hiba. Talán hőhullám alatt sült meg, amikor a HVAC rendszer karbantartás miatt leállt.

A coulombikus hatékonyság számít a gyakran kerékpározó sejteknek. A hálózati tárolórendszerek évente 300 ciklust láthatnak. Az elektromos autók gyorstöltő hubja 500 vagy 600-ra tolhatja át a cellákat. Ha egy cella 99,7%-a helyett 99,1%-át adja vissza, valami lítiumot fogyaszt belsőleg. Általában SEI növekedés. Néha lítium bevonat, ha a csomag hideg időben, megfelelő előmelegítés nélkül feltöltődött.

Több akkumulátor meghibásodást láttam a rossz cellákért, amikor a valódi ok a rossz hőkezelés volt. Egy szekrény közvetlen délutáni napsütésben. Egy hűtőventilátor meghibásodott, és két hétig senki sem vette észre. A beszívó nyílásokat a raktári por eldugta.

A cella hőmérséklete töltés közben többet jelent, mint a környezeti hőmérséklet. A 0,5 C-on töltődő csomag 8 vagy 10 Celsius-fokkal a környezeti hőmérséklet felett működhet. Ugyanez a csomag 1 C-on elérheti a 20 fok feletti hőmérsékletet. Most szorozza meg ezt több száz ciklusban.

Volt egy ügyfelünk Nevadában, aki a működés második évében idő előtti kapacitásvesztésre panaszkodott. Kiderült, hogy létesítményük nyugat felé néz. Késő délutáni nyári napsütés a telephelyiség déli végét 95°F-ra, míg az északi végét 78°F-ra melegítette. A meleg végén lévő cellák majdnem kétszer olyan gyorsan öregedtek. A prediktív karbantartás megfogta az eltérést, de a kár már megtörtént, mire bárki komolyan megnézte az adatokat.

Az elektrokémiai impedancia spektroszkópia feszültség alatt álló rendszeren való futtatása a legtöbb kezelő számára nem praktikus. A berendezés valódi pénzbe kerül, és szüksége van valakire, aki tudja, hogyan kell értelmezni az eredményeket.

Ehelyett a legtöbb webhely követi az egyenáramú ellenállást normál működés közben. Mérje meg a feszültségcsökkenést terhelés alatt. Hasonlítsa össze az üzembe helyezéskor mért alapértékekkel. Egy sejt, amely 40%-kal nagyobb ellenállást mutat, mint a szomszédai, mond valamit.

Egyes BMS platformok automatikusan kiszámítják az ellenállást a töltési és kisütési események alapján. A pontosság változó. Láttam olyan rendszereket, amelyek 5%-on belülre szögeznek, és olyan rendszereket, amelyek szemetet adnak, mert a ciklus rossz pillanataiban vesznek mintát.

BMS operation inside the EV.

A 80%-os egészségi állapot küszöbe mindenhol megismétlődik, mintha hegyről szálltak volna le kőtáblákon. A valódi helyettesítési döntések zavarosabbak.

A kapacitásért fizetett hálózati tárolórendszer 82%-ban modult cserélhet, mivel a csökkentett teljesítmény miatti bevételkiesés meghaladja a modul költségét. Egy adatközpont tartalék tápellátása 70%-ra csökkentheti a cellák arányát, mivel azok évente csak néhány alkalommal merülnek le kimaradások idején.

A garanciális feltételek sok döntést meghoznak. A legtöbb cellagyártó 70%-os vagy 80%-os kapacitást garantál bizonyos ciklusszám mellett. Ha az adatok azt mutatják, hogy egy modul hat hónappal korábban a garanciális küszöb alá süllyed, a beszállítóval folytatott beszélgetés sokkal érdekesebb lesz.

A nagy szereplők olyan analitikai csomagokat árulnak, amelyek gépi tanulást és mesterséges intelligencia-vezérelt betekintést{0}}ígérnek. Egy része hasznos. Nagy része trendvonalak díszes grafikával.

Ami valójában segít, az az, hogy a korábbi adatokat úgy rendezzük el, hogy lehetővé tegye a hasonló rendszerek összehasonlítását. Ha tizenöt egyforma akkumulátortartót használ, és az egyik gyorsabban öregszik, mint a többi, akkor ezt tudnia kell. Ha a szállítójától származó 2847-es cellaszám több helyen is problémákat mutat, akkor ezt valóban tudni szeretné.

Az adattárolási követelmények nem triviálisak. A cella-szintű naplózás egy-másodperces időközönként körülbelül 2 gigabájtot generál megawatt-óránként évente. A legtöbb operátor ritkábban vesz mintát, hogy csökkentse a tárolási költségeket, de ilyenkor lemarad az átmeneti eseményekről.

General flowchart of the BMS.

Az előrejelző karbantartás nem tudja kijavítani a rossz sejteket. Nem tudja megszüntetni a hőkárosodást. Nem tudja pótolni a rosszul megtervezett létesítményt.

Amit tehet, az az, hogy átfutási időt biztosít. Az a modul, amely egy nyári csúcsigényi esemény során meghibásodott volna, egy áprilisban tervezett karbantartási időszak során hibásodik meg. Ez a különbség megspórolhatja a bírságot vagy a biztosítási kárigényt.

Azok a webhelyek, amelyek valódi értéket kapnak a prediktív karbantartásból, azok, amelyek ténylegesen hatnak az adatokra. Végigjártam olyan létesítményeket, ahol gyönyörű műszerfalakkal mindenféle figyelmeztetés látható, amelyeket hónapok óta senki sem nézett meg. Ez nem prediktív karbantartás. Ez drága adatgyűjtés.