Ce este întreținerea predictivă?

Întreținerea predictivă înseamnă identificarea problemelor bateriei înainte ca acestea să se transforme în probleme costisitoare. Conceptul este expus mult în argumentele de vânzări, dar munca reală implică să te uiți la curbele de tensiune și să te cert cu furnizorul tău BMS despre motivul pentru care alertele lor continuă să se declanșeze la 3 dimineața.

Celulele cu ioni de litiu-nu mor brusc. Ei dau avertismente. Trucul este să știi ce să cauți.

O celulă care își pierde capacitatea va începe să arate o tensiune mai mică în aceeași stare de încărcare în comparație cu vecinii săi. Poate 20 de milivolți la început. Ușor de ratat dacă verificați doar datele la nivel de pachet-. Trei luni mai târziu, intervalul este de 80 de milivolți și acum aveți o durere de cap de management termic, deoarece o celulă lucrează mai mult decât restul.

Fluajul de rezistență internă este celălalt mare. Am scos un modul în primăvara trecută dintr-un sistem de stocare în rețea care funcționa de patru ani. Celulele arătau bine pe hârtie. Capacitatea era încă la 84%. Dar rezistența internă DC a urcat de la 1,2 miliohmi la 2,8 miliohmi. Modulul respectiv arunca căldură în vecinii săi de fiecare dată când sistemul răspundea la un apel de reglare a frecvenței.

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

Fiecare sistem de management al bateriei colectează tensiunea, curentul și temperatura. Partea aceea este ușoară. Lucrurile utile provin din ceea ce faci cu acele date în timp.

Rata de decolorare a capacității vă spune mai mult decât capacitatea absolută. O celulă care a scăzut de la 100% la 94% în primul an și apoi la 91% în anul doi se comportă normal. O celulă care s-a menținut la 97% timp de optsprezece luni și apoi a scăzut la 88% în trei luni are ceva în neregulă în interior. Poate un defect de fabricație a ajuns în sfârșit din urmă. Poate că s-a gătit în timpul unui val de căldură când sistemul HVAC era oprit pentru întreținere.

Eficiența coulombică contează pentru celulele care fac cicluri frecvente. Sistemele de stocare în rețea ar putea vedea 300 de cicluri pe an. Un hub de încărcare rapidă EV ar putea împinge celulele până la 500 sau 600. Dacă o celulă returnează 99,1% din ceea ce ați introdus în loc de 99,7%, ceva consumă litiu intern. De obicei, creșterea SEI. Uneori placarea cu litiu dacă pachetul a fost încărcat pe vreme rece fără preîncălzire adecvată.

Am văzut mai multe defecțiuni ale bateriei puse pe seama celulelor proaste, când cauza reală a fost designul termic prost. Un dulap în soare direct de după-amiază. Un ventilator de răcire care s-a defectat și nimeni nu a observat timp de două săptămâni. Orificiile de admisie blocate de praful din depozit.

Temperatura celulei în timpul încărcării contează mai mult decât temperatura ambiantă. Un pachet care se încarcă la 0,5C poate rula cu 8 sau 10 grade Celsius peste mediul ambiant. Același pachet la 1C ar putea atinge 20 de grade deasupra. Acum înmulțiți asta în sute de cicluri.

Am avut un client din Nevada care se plângea de pierderea prematură a capacității în al doilea an de funcționare. S-a dovedit că unitatea lor este orientată spre vest. Soarele de vară de după-amiază târziu a încălzit capătul sudic al camerei bateriilor la 95 de grade F, în timp ce capătul de nord a stat la 78 de grade F. Celulele de la capătul fierbinte au îmbătrânit aproape de două ori mai repede. Întreținerea predictivă a prins divergența, dar pagubele erau deja făcute până când cineva a analizat datele cu seriozitate.

Executarea spectroscopiei de impedanță electrochimică pe un sistem activ nu este practică pentru majoritatea operatorilor. Echipamentul costă bani reali și ai nevoie de cineva care știe să interpreteze rezultatele.

Ceea ce fac majoritatea site-urilor este să urmărească rezistența DC în timpul funcționării normale. Măsurați căderea tensiunii sub sarcină. Comparați-l cu măsurătorile de bază de la punerea în funcțiune. O celulă care prezintă o rezistență cu 40% mai mare decât vecinii săi vă spune ceva.

Unele platforme BMS calculează rezistența automat din evenimentele de încărcare și descărcare. Precizia variază. Am văzut sisteme care o țin cu 5% și sisteme care vă dau gunoi pentru că prelevează probe în momentele greșite ale ciclului.

BMS operation inside the EV.

Pragul de stare de sănătate de 80% se repetă peste tot ca și cum ar fi coborât de pe un munte pe tăblițe de piatră. Deciziile reale de înlocuire sunt mai dezordonate.

Un sistem de stocare în rețea plătit pentru capacitate ar putea schimba modulele la 82%, deoarece pierderea de venituri din producția redusă depășește costul modulelor. O instalație de alimentare de rezervă la un centru de date poate duce celulele cu până la 70%, deoarece acestea se descarcă doar de câteva ori pe an în timpul întreruperilor.

Termenii de garanție conduc la o mulțime de decizii. Majoritatea producătorilor de celule garantează o capacitate de 70% sau 80% la un anumit număr de cicluri. Dacă datele dvs. arată că un modul va scădea sub pragul de garanție cu șase luni mai devreme, acea conversație cu furnizorul dvs. devine mult mai interesantă.

Jucătorii mari vând pachete de analiză care promit învățare automată și informații bazate pe{0}}AI. Unele dintre ele sunt utile. Multe dintre ele sunt linii de tendințe cu o grafică elegantă.

Ceea ce ajută de fapt este organizarea datelor istorice într-un mod care să vă permită să comparați sisteme similare. Dacă utilizați cincisprezece containere de baterii identice și unul dintre ele îmbătrânește mai repede decât celelalte, doriți să știți asta. Dacă lotul de celule 2847 de la furnizorul dvs. prezintă probleme pe mai multe site-uri, chiar doriți să știți asta.

Cerințele de stocare a datelor nu sunt banale. Înregistrarea-la nivel de celule la intervale de-secundă generează aproximativ 2 gigaocteți pe megawatt-oră pe an. Majoritatea operatorilor eșantionează mai rar pentru a menține costurile de stocare scăzute, dar apoi ratați evenimentele tranzitorii.

General flowchart of the BMS.

Întreținerea predictivă nu poate repara celulele defecte. Nu poate anula daunele termice. Nu poate compensa o instalație care a fost proiectată prost.

Ceea ce poate face este să vă ofere timp de livrare. Un modul care ar fi eșuat în timpul unui eveniment de vârf al cererii de vară eșuează în schimb în timpul unei ferestre de întreținere planificate în aprilie. Această diferență vă poate economisi o penalitate sau o cerere de asigurare.

Site-urile care obțin valoare reală din menținerea predictivă sunt cele care acționează efectiv asupra datelor. M-am plimbat prin facilități cu tablouri de bord frumoase care afișează tot felul de avertismente la care nimeni nu le-a privit de luni de zile. Asta nu este întreținere predictivă. Aceasta este tezaurizarea de date costisitoare.