Vai energoiekārtu diožu nomaiņai nepieciešama BMS pārkonfigurācija?

1, Diožu funkcionālā pozicionēšana un bojājumu ietekme energosistēmās
(1) Pamatfunkcija: no pamata aizsardzības līdz sistēmas līmeņa kontrolei
Aizsardzība pret reverso polaritāti: līdzstrāvas sistēmā diodes neļauj mainīt barošanas avota polaritāti to vienvirziena vadītspējas raksturlielumu dēļ, tādējādi izvairoties no aprīkojuma izdegšanas reversās strāvas dēļ. Piemēram, UPS projekts datu centrā nepareizas darbības laikā cieta tiešus taisngrieža moduļa bojājumus pretreversās diodes īssavienojuma dēļ, kā rezultātā tika radīti zaudējumi vairāk nekā 500 000 juaņu apmērā.
Enerģijas pārvades vadība: fotoelementu invertoros un motora draiveros diodes veido taisngriežu tiltus vai brīvgaitas ķēdes, lai nodrošinātu vienvirziena enerģijas plūsmu. Vēja enerģijas pārveidotāja projekta pārbaude parādīja, ka pēc diodes īssavienojuma blakus esošo barošanas ierīču savienojuma temperatūra 2 sekunžu laikā paaugstinājās no 85 grādiem līdz 200 grādiem, izraisot ķēdes termisko aizbēgšanu.
Sprieguma skavas un pārsprieguma aizsardzība: TVS diodes ierobežo pārejošu pārspriegumu, izmantojot lavīnas pārrāvuma raksturlielumus, lai aizsargātu pakārtoto ķēdi. TVS diodes īssavienojuma dēļ noteiktā fotoelektrisko bloku projektā komponentu izejas spriegums pieauga līdz 1000 V (nominālais 600 V), izraisot liela mēroga-invertora atteices.
(2) Kļūmes režīmi un sistēmas līmeņa sekas
Īssavienojuma kļūme: izraisa izmaiņas strāvas ceļā, kā rezultātā notiek lokāla pārkaršana vai aizsardzības mehānismu atteice. Piemēram, noteiktā elektriskā transportlīdzekļa invertora projektā brīvgaitas diodes īssavienojuma dēļ motora aizmugures elektromotora spēks tika tieši pielikts barošanas ierīcei, izraisot IGBT moduļa eksploziju 100 μs laikā.
Atvērtas ķēdes kļūme: izraisa enerģijas pārvades pārtraukumu vai aizsardzības funkcijas zudumu. Noteikts enerģijas uzkrāšanas akumulatora balansēšanas ķēdes projekts izraisīja citu diožu pārslodzi un izdegšanu vienas diodes atvērtās ķēdes dēļ, kā rezultātā tika pārlādēts akumulators.
Parametru novirze: pēc ilgstošas{0}}darbības parametru izmaiņas, piemēram, tiešā sprieguma kritums un diožu reversais atjaunošanas laiks, var ietekmēt BMS sprieguma paraugu ņemšanas precizitāti. Piemēram, fotoelektriskā invertora projektā radās 5% sprieguma paraugu ņemšanas kļūda diodes novecošanas dēļ, izraisot viltus aizsardzības izslēgšanu.
2, BMS konfigurācijas un diodes parametru savienojuma attiecības
(1) Aparatūras līmeņa parametru saskaņošana
Sprieguma uzraudzības diapazons: BMS sprieguma paraugu ņemšanas ķēdei ir jāpārklāj diodes vadīšanas sprieguma kritums (piemēram, Šotkija diode aptuveni 0,3 V, SiC diode aptuveni 0,7 V). Ja to aizstāj ar diode ar lielāku sprieguma kritumu (piemēram, parastā silīcija diode aptuveni 1,2 V), tas var likt BMS nepareizi novērtēt, ka akumulatora spriegums ir pārāk zems.
Strāvas uzraudzības precizitāte: diodes tiešā sprieguma kritums ir lineāri saistīts ar strāvu (Vf=Ir+V0). Ja tās aizstāj ar diodēm ar atšķirīgu iekšējo pretestību, strāvas vērtība, ko BMS aprēķina, izmantojot sprieguma krituma metodi, var novirzīties par vairāk nekā 10%, ietekmējot pārslodzes aizsardzības sliekšņa iestatījumu.
Temperatūras kompensācijas koeficients: Diodes tiešā sprieguma kritums mainās atkarībā no temperatūras (tipiskā vērtība -2mV/grādi). Ja BMS nav kalibrēts jaunās diodes temperatūras koeficientam, zemas temperatūras vidē var tikt parādītas nepareizas augstsprieguma paraugu ņemšanas vērtības, tādējādi iedarbinot aizsardzību pret pārlādēšanu.
(2) Algoritma adaptācija programmatūras līmenī
SOC aplēses modelis: ampērstundu integrācijas metode ir jāapvieno ar diodes sprieguma kritumu, lai labotu pašreizējo vērtību. Ja modeļa parametri pēc diodes nomaiņas netiek atjaunināti, SOC novērtējuma kļūda var palielināties no ± 3% līdz ± 8%.
Līdzsvarotas vadības stratēģija: aktīvo balansēšanas ķēžu (piemēram, kapacitatīvo un induktīvo) enerģijas pārneses efektivitāte ir saistīta ar diožu vadītspējas zudumu. Ja to aizstāj ar diodi ar augstu vadītspējas sprieguma kritumu, balansēšanas laiks var tikt pagarināts par vairāk nekā 30%.
Bojājumu diagnostikas slieksnis: BMS pārsprieguma/zemsprieguma aizsardzības slieksnis ir jāatiestata atbilstoši diodes iespīlēšanas spriegumam. Piemēram, sākotnējās TVS diodes iespīlēšanas spriegums bija 36 V. Pēc tā aizstāšanas ar 30 V modeli, aizsardzības slieksnis ir jāsamazina no 38 V uz 32 V.
3, Nozares prakses un tehniskās specifikācijas prasības
(1) Skaidras prasības standarta specifikācijās
IEC 62660-2: pēc galveno komponentu nomaiņas litija akumulatoru sistēmās ir atkārtoti jāpārbauda sprieguma uzraudzības precizitāte (kļūda, kas mazāka par vai vienāda ar ± 1%), strāvas pārraudzības precizitāte (kļūda, mazāka vai vienāda ar ± 2%) un aizsardzības reakcijas laiks (mazāks vai vienāds ar 10 ms).
UL 2580: pieprasa BMS veikt funkcionālās drošības testus pēc komponentu nomaiņas, tostarp pārlādēšanas/pārslodzes aizsardzības, īssavienojuma aizsardzības un termiskās noplūdes brīdinājuma uzticamības pārbaudi.
GB/T 34013: Ir norādīts, ka BMS paraugu ņemšanas ķēde ir jākalibrē pēc akumulatora sistēmas apkopes, lai nodrošinātu, ka novirze starp sprieguma un temperatūras datiem un faktiskajām vērtībām ir mazāka vai vienāda ar ± 0,5%.
(2) Tipiskos gadījumos gūto mācību kopsavilkums
Noteikts fotoelektriskās spēkstacijas projekts: Tā kā BMS pārsprieguma aizsardzības slieksnis netika pielāgots pēc TVS diodes nomaiņas, zibens spēriena laikā komponenti pārsniedza sprieguma robežu un neiedarbināja aizsardzību, kā rezultātā izcēlās ugunsgrēks un zaudējumi pārsniedza 2 miljonus juaņu.
Konkrēts elektromobiļa projekts: Tehniskās apkopes laikā tika nomainīta brīvgaitas diode ar lielāku vadītspējas sprieguma kritumu, bet BMS strāvas aprēķina modelis netika atjaunināts, kā rezultātā diapazona displejā tika kļūdaini palielināts par 15%, kas izraisīja lietotāju sūdzības.
Noteikts enerģijas uzkrāšanas sistēmas projekts: Pēc pretreversās diodes nomaiņas BMS polaritātes noteikšanas funkcija netika atkārtoti pārbaudīta, kā rezultātā iekārta reversā savienojuma laikā nepārtrauca ķēdi un izdedzis taisngrieža modulis.
4, Lēmumu sistēma: vai mums ir jāpārkonfigurē BMS?
(1) Scenāriji, kuriem nepieciešama pārkonfigurācija
Parameter changes exceeding threshold: The forward voltage drop, reverse recovery time, leakage current and other parameters of the diode change beyond the BMS design tolerance (such as voltage drop changes>0.5V).
Funkcionālās pozicionēšanas maiņa: oriģinālā diode tika izmantota tikai pretreversam savienojumam, un pēc nomaiņas tai ir jāuzņemas nepārtrauktas strāvas vai taisnošanas funkcija.
Topoloģijas pielāgošana: Diožu nomaiņa izraisa izmaiņas ķēdes topoloģijā (piemēram, pārslēgšanās no tilta taisnošanas uz sinhrono taisnošanu).
Standarta atbilstības prasības: projektam ir jānokārto īpaši sertifikāti (piemēram, UL, CE), un sertifikācijas iestāde pieprasa BMS funkcionalitātes atkārtotu apstiprināšanu.
(2) Scenāriji, kas ir atbrīvoti no pārkonfigurēšanas
Tā paša modeļa nomaiņa: nomainiet ar tādas pašas partijas un parametru diodēm, un BMS ir rezervējis lieku dizainu.
Parametru pielaides robežās: diodes parametru izmaiņas ir BMS konstrukcijas pielaides diapazonā (piemēram, sprieguma krituma izmaiņas<0.2V).
Tikai remonta nomaiņa: diodes darbības traucējumi ir radušies sliktas lodēšanas vai saplīsušu vadu dēļ, un tas nav saistīts ar detaļu parametru izmaiņām.
5, darbības ieteikums: kā efektīvi pabeigt BMS pārkonfigurāciju?
(1) Aparatūras kalibrēšanas soļi
Sprieguma paraugu ņemšanas kalibrēšana: izmantojiet augstas -precizitātes multimetru (precizitāte, kas lielāka par vai vienāda ar 0,05%), lai izmērītu diodes vadītspējas sprieguma kritumu un atjauninātu BMS paraugu ņemšanas ķēdes kompensācijas vērtību.
Strāvas paraugu ņemšanas kalibrēšana: ievadiet zināmu strāvu caur standarta strāvas avotu (precizitāte ir lielāka vai vienāda ar 0,1%) un noregulējiet BMS sprieguma krituma strāvas pārveides koeficientu.
Temperatūras paraugu ņemšanas kalibrēšana: novietojiet diodi nemainīgas temperatūras kamerā (temperatūras diapazons -40 grādi ~+85 grādi), lai pārbaudītu novirzi starp BMS temperatūras paraugu ņemšanas vērtību un faktisko vērtību.
(2) Programmatūras parametru atjaunināšana
SOC modeļa korekcija: pielāgojiet sākotnējo SOC vērtību un Kulona efektivitātes koeficientu ampērstundu integrācijas metodei, pamatojoties uz jaunās diodes sprieguma krituma raksturlielumiem.
Balansēšanas stratēģijas optimizācija: ja to nomaina ar aktīvo balansēšanas diodi, enerģijas pārneses slieksnis un balansēšanas laiks ir jāatiestata.
Aizsardzības sliekšņa regulēšana: atjauniniet pārsprieguma/zemsprieguma un pārsprieguma aizsardzības sliekšņus, pamatojoties uz tādiem parametriem kā iespīlēšanas spriegums un diodes vadītspējas zudums.
(3) Funkcionālās pārbaudes pārbaude
Statiskā pārbaude: pārbaudiet, vai BMS sprieguma, strāvas un temperatūras paraugu ņemšanas precizitāte atbilst standarta prasībām.
Dinamiskā pārbaude: simulējiet kļūdu scenārijus, piemēram, pārlādēšanu, pārmērīgu izlādi un īssavienojumus, lai pārbaudītu aizsardzības reakcijas laiku un BMS darbības uzticamību.
Vides testēšana: pārbaudiet BMS stabilitāti augstā temperatūrā (85 grādi), zemā temperatūrā (-40 grādi) un augsta mitruma (90% RH) vidē.