Što je prediktivno održavanje?

Prediktivno održavanje znači uhvatiti probleme s baterijom prije nego što se pretvore u skupe probleme. O konceptu se puno govori u prodajnim reklamama, ali stvarni posao uključuje buljenje u krivulje napona i raspravljanje s vašim dobavljačem BMS-a o tome zašto se njihova upozorenja pale u 3 ujutro.

Litij{0}}ionske stanice ne umiru iznenada. Daju upozorenja. Trik je znati što tražiti.

Ćelija koja gubi kapacitet počet će pokazivati niži napon pri istom stanju napunjenosti u usporedbi sa svojim susjedima. Možda 20 milivolti u početku. Lako je promašiti ako provjeravate samo podatke na-razini paketa. Tri mjeseca kasnije taj razmak iznosi 80 milivolti i sada imate glavobolju s upravljanjem toplinom jer jedna stanica radi jače od ostalih.

Unutarnji otpor puzanja je drugi veliki. Izvukli smo modul prošlog proljeća iz grid sustava za pohranu podataka koji je radio četiri godine. Stanice su izgledale dobro na papiru. Kapacitet je i dalje bio na 84%. Ali DC unutarnji otpor popeo se s 1,2 miliohma na 2,8 miliohma. Taj je modul ispuštao toplinu svojim susjedima svaki put kad bi sustav odgovorio na poziv za regulaciju frekvencije.

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

Svaki sustav upravljanja baterijom prikuplja napon, struju i temperaturu. Taj dio je lagan. Korisne stvari proizlaze iz onoga što radite s tim podacima tijekom vremena.

Stopa pada kapaciteta govori vam više od apsolutnog kapaciteta. Stanica koja je pala sa 100% na 94% u prvoj godini, a potom na 91% u drugoj godini, ponaša se normalno. Stanica koja je držala 97% osamnaest mjeseci, a zatim je pala na 88% u tri mjeseca, nešto nije u redu iznutra. Možda je greška u proizvodnji konačno otkrivena. Možda se zakuhao tijekom toplinskog vala kada je HVAC sustav bio isključen zbog održavanja.

Kulonova učinkovitost je važna za stanice koje često kruže. Grid sustavi za pohranu mogu imati 300 ciklusa godišnje. Čvorište za brzo punjenje EV-a moglo bi gurnuti ćelije do 500 ili 600. Ako ćelija vraća 99,1% onoga što ste stavili umjesto 99,7%, nešto interno troši litij. Obično SEI rast. Ponekad je presvučen litijem ako se paket punio po hladnom vremenu bez odgovarajućeg predgrijavanja.

Vidio sam da se više kvarova baterija pripisuje lošim ćelijama kada je pravi uzrok loš toplinski dizajn. Kabinet na izravnom popodnevnom suncu. Ventilator koji se pokvario i nitko ga dva tjedna nije primijetio. Usisni otvori blokirani skladišnom prašinom.

Temperatura ćelije tijekom punjenja važnija je od temperature okoline. Paket koji se puni na 0,5 C može raditi na 8 ili 10 stupnjeva Celzijusa iznad temperature okoline. Taj isti paket na 1C mogao bi doseći 20 stupnjeva više. Sada to pomnožite sa stotinama ciklusa.

Imali smo kupca u Nevadi koji se žalio na preuranjeni gubitak kapaciteta u njihovoj drugoj godini rada. Ispostavilo se da je njihov objekt okrenut prema zapadu. Kasno poslijepodnevno ljetno sunce zagrijalo je južni kraj njihove baterije na 95 stupnjeva F, dok je sjeverni kraj bio na 78 stupnjeva F. Ćelije na vrućem kraju starile su gotovo dvostruko brže. Prediktivno održavanje uočilo je odstupanje, ali šteta je već bila učinjena kad je itko ozbiljno pogledao podatke.

Pokretanje spektroskopije elektrokemijske impedancije na sustavu pod naponom nije praktično za većinu operatera. Oprema košta pravi novac i treba vam netko tko zna protumačiti rezultate.

Ono što većina stranica umjesto toga radi je praćenje istosmjernog otpora tijekom normalnog rada. Izmjerite pad napona pod opterećenjem. Usporedite to s osnovnim mjerenjima od puštanja u rad. Stanica koja pokazuje 40% veći otpor od svojih susjeda vam nešto govori.

Neke BMS platforme automatski izračunavaju otpor prema događajima punjenja i pražnjenja. Točnost varira. Vidio sam sustave koji su uspjeli unutar 5% i sustave koji vam daju smeće jer uzorkuju u krivim trenucima ciklusa.

BMS operation inside the EV.

Prag zdravstvenog stanja od 80% ponavlja se posvuda kao da je sišao s planine na kamenim pločama. Prave odluke o zamjeni su neurednije.

Sustav mrežne pohrane koji se plaća za kapacitet mogao bi zamijeniti module na 82% jer gubitak prihoda od smanjenog izlaza premašuje cijenu modula. Instalacija rezervnog napajanja u podatkovnom centru mogla bi smanjiti rad ćelija do 70% jer se one prazne samo nekoliko puta godišnje tijekom prekida rada.

Uvjeti jamstva potiču mnoge odluke. Većina proizvođača ćelija jamči 70% ili 80% kapaciteta pri određenom broju ciklusa. Ako vaši podaci pokazuju da će modul pasti ispod praga jamstva prije šest mjeseci, taj razgovor s vašim dobavljačem postaje puno zanimljiviji.

Veliki igrači prodaju analitičke pakete koji obećavaju strojno učenje i uvide-potaknute umjetnom inteligencijom. Nešto od toga je korisno. Velik dio toga su trend linije s otmjenom grafikom.

Ono što zapravo pomaže jest organiziranje povijesnih podataka na način koji vam omogućuje usporedbu sličnih sustava. Ako upravljate s petnaest identičnih baterijskih spremnika i jedan od njih stari brže od ostalih, to želite znati. Ako serija ćelija 2847 vašeg dobavljača pokazuje probleme na više stranica, to stvarno želite znati.

Zahtjevi za pohranu podataka nisu trivijalni. Bilježenje-na razini ćelije u intervalima od jedne-sekunde generira oko 2 gigabajta po megavat-satu godišnje. Većina operatera uzorkuje rjeđe kako bi smanjili troškove pohrane, ali tada propuštate prolazne događaje.

General flowchart of the BMS.

Prediktivno održavanje ne može popraviti loše ćelije. Ne može poništiti toplinsku štetu. Ne može nadoknaditi objekt koji je loše projektiran.

Ono što može učiniti je dati vam vrijeme. Modul koji bi otkazao tijekom ljetne najveće potražnje otkazuje umjesto toga tijekom planiranog perioda održavanja u travnju. Ta bi vas razlika mogla uštedjeti plaćanja kazne ili potraživanja od osiguranja.

Web-mjesta koja dobivaju pravu vrijednost od prediktivnog održavanja su ona koja zapravo djeluju na temelju podataka. Prolazio sam kroz objekte s prekrasnim nadzornim pločama koje su pokazivale svakakva upozorenja na koja nitko nije pogledao mjesecima. To nije prediktivno održavanje. To je skupo gomilanje podataka.