Što suOtporni platinasti detektori temperature?
Gledajte, ako ovo čitate, vjerojatno već znate da je temperatura važna u baterijama. Ali evo što vam većina ljudi ne kaže: postići ISPRAVNU temperaturu mnogo je teže nego što zvuči, a krivo će vas koštati. Puno.
To smo naučili na teži način još 2019. Jedan od naših kupaca flote viličara u sjevernoj Kini imao je 40+ jedinica koje su pokretale naše baterije. Zima je stigla, temperature su pale na -25 stupnjeva i odjednom primamo pozive u 2 ujutro. Kamioni ne naplaćuju. BMS stalno šalje upozorenja o-temp. U minus dvadeset i pet. Da.
Ispostavilo se da su se NTC termistori koje smo koristili zagrijali za gotovo 8 stupnjeva po hladnom vremenu. BMS je mislio da se ćelije pregrijavaju, a zapravo su se smrzavale. Punjači se gase. Cijela flota mrtva u skladištu. Kazne, troškovi zamjene, letovi da se osobno ispričamo... recimo samo da netko u našoj tvrtki još uvijek ima taj ugovor uokviren na zidu kao podsjetnik. Koštalo nas je preko 2 milijuna RMB.
Tada je naš šef doslovno lupio rukom o stol i rekao "od sada platinasti RTD na svemu, a ako netko opet predloži NTC radi uštede, to mu ide iz bonusa."
pa da. Zato ovo pišemo. Ne zato što su platinasti RTD uređaji otmjeni. Jer smo se opekli (ironično, zbog loših očitanja temperature) i nećemo to ponoviti.
Osnove (ali zapravo korisne)
Platinum RTD je kratica za Platinum Resistance Temperature Detector. Princip je krajnje jednostavan: platinasta žica postaje otpornija na elektricitet kako se zagrijava. Izmjeri otpor, temperaturu znaš. To je to.
Industrijski standard se zove Pt100, što samo znači 100 ohma na 0 stupnjeva. Tu je i Pt1000 (1000 ohma na 0 stupnjeva) koji vam daje veći signal za rad, praktičan kada imate duge žice ili bučno okruženje. Sada koristimo Pt1000 na svemu s kabelima dužim od 2 metra jer smo se umorili od traženja pogrešaka od 0,5 stupnjeva koje su se pokazale kao otpor žice koji smo zaboravili kompenzirati.
Zašto baš platina? Rano smo zapravo probali nikal i bakar. Jeftinije, naravno. Ali nikal poludi iznad 300 stupnjeva, a bakar oksidira ako krivo pogledate. Platina jednostavno... radi od . -200 stupnjeva do +850 stupnjeva, ne korodira, ne zanosi se. Dosadno i pouzdano, što je upravo ono što želite kada se vaša baterija nalazi unutar viličara od 3 tone koji pomiče palete po skladištu.
Jedan od naših inženjera voli reći da je "platina skupa jer je lijena" - ne reagira ni na što, ne mijenja mišljenje, samo stoji tamo i točna je. Ulijenit ćemo se.
Tri načina da ih izgradite (i koji zapravo funkcioniraju)
Tu je žica-namotana, namotani element i tanki film. Evo što zapravo mislimo o svakom od njih:
Omotana-žicom
Stari školski način. Platinasta žica omotana oko keramičke jezgre. Super precizan, super stabilan. Također super skup i pomalo krhak. Koristimo ih za referencu kalibracije i to je sve. Imao je jednog kupca koji je inzistirao na žici-navoju za cijelu svoju flotu jer "samo najbolje." Šest mjeseci kasnije polovica ih je zalutala jer su vibracije s njegovog grubog poda skladišta olabavile namote. Sada koristi namotane elemente kao i svi ostali.
Tanak film
Jeftin, mali, brz odgovor. Izvrsno za potrošačke stvari ili praćenje niskih{1}}uloga. Koristimo ih na našim malim pakiranjima od 12 V/24 V gdje, ako nešto pođe po zlu, nitko neće biti ozlijeđen i ništa se neće zapaliti. Bismo li ih stavili u paket viljuškara od 600 V? Apsolutno ne. Keramička podloga i platinasti film šire se različitim brzinama i nakon nekoliko tisuća toplinskih ciklusa počinje se primjećivati pomicanje. Jedna uvezena marka koju smo isprobali - i jedna skupa - zanijela je za 1,5 stupnjeva za manje od godinu dana. Dobavljač je okrivio našu instalaciju. Okrivili smo njihov QC. U svakom slučaju, prestali smo ih koristiti za bilo što kritično.
Zamotani element
To je ono što specificiramo za-pakete visokog napona. Platinaste zavojnice labavo leže u keramičkim cijevima napunjenim prahom, tako da se mogu širiti i skupljati bez opterećenja žice. Podnose vibracije, podnose toplinske cikluse, ne žale se. Skuplji od tankog filma, ali bolje spavamo noću. Svaki dobavljač paketa litijskih baterija koji se bavi industrijskom primjenom trebao bi ih ozbiljno razmotriti.
2-Wire, 3-Wire, 4-Wire: rasprava koja je umalo podijelila naš tim
Ovo je izazvalo prave svađe u našem uredu. Naš voditelj hardvera želio je 4-žične na svemu. Naš inženjer za troškove skoro je doživio udar izračunavajući dodatne pinove konektora i troškove kabela. Nisu razgovarali jedno s drugim otprilike tjedan dana.
Evo dogovora:
2-žilniu redu je ako ti je kabel kratak i nije te briga za pola stupnja ovdje ili tamo. Otpor same žice doprinosi vašem očitanju. Za kabel od 10 metara, mogli biste odstupiti za 1-2 stupnja. Nije dobro kada vaš BMS donosi odluke na temelju tog broja.
3-žilnikompenzira otpor olova i to je ono što koristi većina industrijskih postavki. Dovoljno dobar za 90% primjena. Ovo je sada naša zadana vrijednost.
4-žilnipotpuno eliminira otpor olova. Koristimo ga za-nadzor razine ćelije tijekom istraživanja i razvoja i validacije te za svakog kupca koji plaća vrhunsku točnost. Također je obavezno za sva OEM rješenja za litijsku bateriju gdje kupac sam izdaje sigurnosnu certifikaciju - revizori vole vidjeti 4-žične.
Svađa je završila kada je naš stručnjak za hardver rekao: "Mogu pokrenuti dvije dodatne žice ili mogu objasniti kupcu zašto se njihova termička zaštita aktivirala 3 stupnja kasnije." Sada koristimo 4-žice na svim visokonaponskim paketima. Dodatni trošak je otprilike 0,3% cijene paketa. Nije vrijedno gubitka sna.
Gdje ih zalijepiti (položaj je zapravo bitan)
Vidjeli smo neke divlje stvari od drugih proizvođača industrijskih baterija. Senzori su-vezani za nasumične točke. Senzori su komadom pjene pritisnuti na kućište. Jedna nezaboravna revizija gdje smo pronašli senzor koji je potpuno otpao i samo je visio unutar kućišta, očitavajući temperaturu zraka dok su se ćelije kuhale.
Naša pravila sada:
Na stanicama
Izravan kontakt s kućištem, termalna pasta ili 3M VHB traka (sviđa nam se 9888T), zatim premazana epoksidom. Da, neugodno je prerađivati. To je bit. Ako netko mora klesati epoksid da bi pomaknuo senzor, dvaput će razmisliti treba li to doista.
Između stanica
Hvata žarišta iz stanica koje se razgrađuju brže od svojih susjeda. Ovako smo pronašli seriju ćelija od dobavljača koje su imale unutarnje kvarove - jedna ćelija radila je 8 stupnjeva toplije od svojih susjeda. Uhvatili smo ga prije nego što se bilo što loše dogodilo, zamijenili modul, pratili ga do proizvodne serije, odbacili cijelu seriju. Senzor se tog dana isplatio oko 10.000 puta.
Sabirnice i spojevi
Olabavljeni vijci se zagrijavaju. Puno. Imali smo paket kod kojeg terminal glavnog kontaktora nije bio pravilno zategnut, a pod visokom strujom je dostigao 85 stupnjeva, dok su ćelije u blizini bile na 35 stupnjeva. Kupac se žalio na "nasumično" smanjenje snage. Uopće nije bilo slučajno - BMS je radio točno ono što bi trebao raditi. Veza je popravljena, problem je nestao. Sada svaki paket ima senzor na glavnoj putanji struje, o čemu se ne-ne može pregovarati.
Ulaz/izlaz rashladne tekućine
Ako imate aktivno hlađenje, morate znati radi li ono doista. Vidio sam previše sustava u kojima je crpka umrla, a nitko to nije primijetio dok stanice nisu počele bubriti.
Stvari koje ne stavljaju u podatkovne tablice
Evo nekih stvari koje smo naučili zeznuvši stvar:
Samo{0}}zagrijavanje je stvarno
Struja koju progurate kroz RTD da biste ga izmjerili također ga zagrijava. Standard je 1mA za Pt100. Jednom smo imali mlađeg inženjera koji ga je podesio na 5 mA jer "veći signal, bolja točnost, zar ne?" krivo Senzor je očitavao visinu od 2 stupnja. U paketu kolica za golf od 48 V to je samo značilo malo ranije uključivanje ventilatora-. U industrijskom pakiranju od 400 V to bi značilo neugodna isključenja. Koristite 1mA. Ili manje za Pt1000.
Usmjeravanje žice je važno
Držite RTD žice podalje od kabela za napajanje, motornih pogona, pretvarača - svega što prebacuje velike struje. Sada koristimo oklopljenu upredenu paricu nakon što smo proveli tri dana u otklanjanju pogrešaka "šumnog temperaturnog signala" za koji se pokazalo da je EMI iz VFD-a postavljenog 20 cm dalje. Veleprodajni distributeri litijskih baterija imaju na umu: ako preprodajete pakete i integrator postavi BMS odmah pokraj kontrolera motora, očitanja temperature bit će smeće.
Klasa tolerancije nije točnost
Pt100 klase B može biti isključen za ±0,8 stupnjeva na 100 stupnjeva prema specifikaciji. To je DOPUSTIVA greška. Ako vaš BMS pretpostavlja da je potpuno precizan i postavlja toplinska ograničenja na 60 stupnjeva, možda zapravo ograničavate na 59,2 stupnja ili 60,8 stupnjeva. Osmislite svoja ograničenja imajući na umu toleranciju. Ugrađujemo marginu od 2 stupnja na svim našim zaštitnim pragovima.
Jeftini senzori drift. Dobri senzori ne
Pratili smo senzore od tri različita dobavljača tijekom 2 godine rada na terenu. Oni proračunski (kao 0,80 USD svaki) u prosjeku su se povukli za 0,6 stupnjeva. Japanski-srednji domet (2,50 USD) odstupio je za 0,1 stupanj. Vrhunski švicarski (8 USD) nisu u osnovi ništa osim daj, 8 USD po senzoru? Koristimo japanske. Najbolja vrijednost za industrijske stvari.
Zašto smo standardizirali Pt100 u svemu
Prije smo imali mješavinu: NTC termistore na jeftinim-pakovanjima, Pt100 na premium onima, neke čudne KTY senzore na starim proizvodima. Bila je to noćna mora. Različite kalibracijske krivulje, različite grane firmvera BMS-a, različite zalihe rezervnih dijelova.
Sada je posvuda Pt100. Isti senzor, isti dobavljač, isti postupci rukovanja. Kada nešto pođe po zlu, ne moramo pitati "čekaj, koja je vrsta senzora u ovom paketu?" Integracija baterijskog sustava postaje mnogo jednostavnija kada ne žonglirate s pet različitih vrsta senzora.
Razlika u cijeni između NTC i Pt100 je oko 1,50 USD po senzoru. Na bateriji za viličar od 3000 USD, to je buka. Što se tiče pouzdanosti i troškova podrške, to je sve.
Za sve koji upravo sada traže senzore
Ako ste inženjer dizajna koji čita ovo, evo kratke verzije:
Koristite Pt100 ili Pt1000. Namotani element za sve preko 100 V ili bilo što što vibrira. Tanak film je dobar za testiranje na stolu i niske{4}}nadzore. 3-žice najmanje, 4-žice ako radite certificiranje ili precizne radove.
Kupujte od poznatih proizvođača senzora sa stvarnom sljedivošću. Vidjeli smo krivotvorene Pt100 koji su zapravo bili NTC s lažnim oznakama. Ako se cijena čini predobra da bi bila istinita, jest.
Uključite svoje senzore. Koristite materijal toplinskog sučelja. Olakšajte-naprezanje kablova. Dokumentirajte svoje lokacije senzora kako bi jadni tehničar za 5 godina znao gdje tražiti.
A za svakoga tko nabavlja pakete: pitajte svog dobavljača koje senzore koristi i zašto. Ako vam ne mogu dati jasan odgovor, to vam nešto govori. Ako kažu "mi koristimo platinaste RTD uređaje jer smo na teži način naučili što se događa kada ih vi ne koristite", to je dobavljač koji postoji dovoljno dugo da zna što je važno.
Već više od desetljeća proizvodimo litijske baterije - za viličare, kolica za golf, AGV-ove, mašine za pranje podova, što god želite. Senzor temperature je možda 0,5% troška BOM-a i 50% temeljnih uzroka kvara koje smo dijagnosticirali. Jednostavno se ne isplati pojeftiniti.
Ako tražite tim koji se zapravo bavi detaljima oko ovakvih stvari, znate gdje nas možete pronaći. Uvijek nam je drago razgovarati o upravljanju toplinom sa svima koji ozbiljno žele to učiniti kako treba.
A ako netko iz vašeg tima predloži uštedu od 1,50 USD po paketu prelaskom na NTC, slobodno mu pošaljite ovaj članak. Ili faktura iz tog incidenta iz 2019. Što god radi.
