Ce este diagnosticarea la distanță?
Am intrat în această afacere în 2016, când nimeni nu vorbea cu adevărat despre diagnosticarea la distanță pentru baterii. Încă scoteam pachete din autobuze și puneam teste pe bancă. Acum îmi petrec jumătate din săptămână uitându-mă la tablouri de bord.
Diagnosticarea de la distanță înseamnă că puteți vedea ce se întâmplă în interiorul unui acumulator fără a-l atinge. BMS colectează tensiunea și temperatura de la fiecare celulă, o împachetează, o trimite pe celular la un server undeva. Asta e varianta simplă.
Versiunea complicată implică multe discuții despre datele care contează de fapt.
Elementele de bază
Fiecare celulă dintr-un pachet are o tensiune. Într-o baterie de autobuz de 400 V este posibil să aveți 96 de celule în serie. BMS le citește pe fiecare, de obicei la fiecare câteva secunde. De asemenea, citește temperatura de la termistorii împrăștiați în jurul modulelor. Poate un senzor pe modul, poate mai mult dacă designerul pachetului a fost paranoic în privința punctelor fierbinți.
Toate acestea intră într-un flux de date. Fluxul este comprimat și împins printr-un modem. LTE funcționează bine în majoritatea orașelor. S-ar putea să aveți nevoie de satelit, dar, sincer, majoritatea operatorilor de flote acceptă lipsurile de date atunci când camioanele lor ajung pe rutele rurale.
Capătul de recepție este orice serviciu cloud configurat de OEM. Ar putea fi AWS, ar putea fi Azure, ar putea fi un lucru proprietar pe care nimeni nu vrea să-l întrețină. Datele ajung într-o bază de date și apoi algoritmii le mestecă.
Conducta de date
Colecția BMS (V, T, I)
Compresie și criptare
Transmisie LTE/Sat
Ingestie și analiză cloud
Ceea ce căutăm de fapt
Răspândirea tensiunii celulare este cea mai mare. Dacă aveți 96 de celule, acestea ar trebui să fie toate destul de aproape una de cealaltă când haita se odihnește. Poate la 10 sau 15 milivolti una dintre ele. Când o celulă începe să scadă în derivă în comparație cu vecinii ei, acea celulă se degradează mai repede decât restul. În cele din urmă, vă va limita capacitatea pachetului.
Temperatură
Temperatura este mai dificilă decât cred oamenii. Un senzor poate citi 35 de grade, dar suprafața reală a celulei la doi centimetri distanță ar putea fi de 40 de grade. Tu interpolezi. ghiciți. Algoritmii țin cont de acest lucru, dar există întotdeauna incertitudine.
Rezistența internă
Rezistența internă este standardul de aur pentru evaluarea sănătății, dar majoritatea sistemelor BMS de producție nu o măsoară bine. Aveți nevoie de un impuls de curent controlat și de o citire curată a tensiunii. Greu de făcut când vehiculul sare pe autostradă. Unele dintre sistemele mai noi o fac în timpul încărcării când totul este stabil.
Partea pe care nu ți-o spune nimeni
Jumătate din alertele pe care le văd sunt gunoi. Defecțiuni ale senzorului, conexiuni slăbite, erori software în firmware-ul BMS. Un tehnician pleacă pentru a verifica o baterie pe care sistemul a semnalat-o ca critică și nu găsește nimic în neregulă. Termistorul avea o îmbinare de lipire proastă. Trei ore pierdute.
Diagnosticarea de la distanță bună necesită filtrare. Nu doar filtrarea datelor, ci și filtrarea alertelor. Trebuie să corelați între mai multe semnale înainte de a deranja pe cineva. O citire de temperatură ridicată nu înseamnă nimic. Trei citiri consecutive în creștere în timp ce curentul este scăzut și mediul este normal, asta merită un apel telefonic.
Am lucrat cu o agenție de tranzit din Ohio timp de aproximativ doi ani. Aveau 40 de autobuze electrice și primeau 200 de alerte pe săptămână când am început. Majoritatea au fost fals pozitive. Am ajustat pragurile, am adăugat o logică-pe timp, am redus la aproximativ 30 de alerte pe săptămână. Dintre acestea, poate 20 au fost acționabile.
Întrebarea banilor
Managerii de flote întreabă mereu despre rentabilitatea investiției. Iată răspunsul sincer: depinde de cât de rău este linia de bază.
- Dacă faceți deja inspecții lunare și detectați problemele devreme, diagnosticarea la distanță vă poate economisi doar câteva defecțiuni pe marginea drumului pe an. Este posibil ca costurile abonamentului să nu fie eliminate.
- Dacă rulați pachete până când acestea mor și apoi reacționați, diagnosticarea la distanță se va amortiza rapid. Am văzut flotele evitând defecțiuni catastrofale care ar fi însemnat camioane de remorcare, apeluri la pompieri și pachete de înlocuire pentru transportul de urgență. Un eveniment termic evitat acoperă o mulțime de taxe lunare.
Economiile mai greu de cuantificat sunt cererile de garanție. Când aveți date continue, puteți dovedi exact cum a fost folosit pachetul. Clientul a abuzat de el cu încărcare rapidă pe vreme caldă? Datele o arată. Producătorul a livrat celule care erau deja degradate? Datele arată și asta.
Unde se duce asta
„În opinia mea, chestiile de învățare automată sunt supraevaluate.”
Spectroscopia de impedanță electrochimică continuă să apară în lucrările de cercetare. Ideea este de a injecta semnale AC la frecvențe diferite și de a măsura răspunsul. Puteți detecta lucruri precum placarea cu litiu înainte ca acestea să apară în datele de tensiune. Câteva companii încearcă să producă acest lucru, dar încă nu am văzut nimic în producție în volum.
Lucrurile de învățare automată sunt supraevaluate în opinia mea. Da, puteți antrena modele pe datele istorice ale erorilor. Dar bateriile eșuează în moduri noi și creative. Un model instruit pe datele din 2020 ar putea pierde modurile de eșec care apar în chimiile din 2024. Încă mai aveți nevoie de oameni care să se uite la date și să pună întrebări.
Ceea ce vreau de fapt sunt senzori mai buni. Dă-mi măsura directă a presiunii din interiorul celulei. Dă-mi senzori de gaz care pot adulmeca defecțiunea timpurie a electroliților. Datele BMS pe care le avem acum sunt ca și cum am încerca să diagnosticăm starea de sănătate a unui pacient doar măsurându-i temperatura și pulsul. Util dar incomplet.
Sfaturi practice
Dacă specificați un sistem de baterii și furnizorul oferă ca opțiune diagnosticarea de la distanță, luați-l. Chiar dacă nu ești sigur că îl vei folosi. Deținerea retroactivă a datelor este valoroasă. Încercarea de a reconstrui ceea ce sa întâmplat cu un pachet eșuat fără telemetrie este dureroasă.
Asigurați-vă că înțelegeți cine deține datele. Unii furnizori îl păstrează blocat în platforma lor și vă taxează să vă accesați propriile informații. Obțineți drepturi de export de date în contract.
Întrebați despre costurile de telefonie mobilă. Unele sisteme includ planuri de date, altele nu. Câteva sute de dispozitive care transmit în mod constant se adună.
Și buget pentru ca cineva să se uite efectiv la tablourile de bord. Cea mai elegantă platformă de diagnosticare nu are valoare dacă nimeni nu se conectează.
