SOC-driftin ymmärtäminen
Miksi akun prosenttilukema hyppii, ja miten korjaat sen.
Loput sivusta kertovat, mitä akun sisällä tapahtuu, miksi prosentti ajautuu ja miten nollaus toimii. Sähköalan tietoja ei tarvita.
Ongelma: litteä jännitekäyrä
SOC tarkoittaa state of charge eli varaustilaa: prosenttia näytölläsi. Ymmärtääksesi miksi se ajautuu, tarvitset vain yhden eron litium- ja lyijyhappoakkujen välillä: mitä jännite tekee, kun akku tyhjenee.
Lyijyhappo-akun "polttoainemittari"
Perinteinen lyijyhappo-akku käyttäytyy kuin auton polttoainemittari. Kun kulutat energiaa, jännite laskee tasaisesti ja ennustettavasti. Valvontalaitteen tarvitsee vain lukea jännite tietääkseen karkeasti, kuinka täynnä akku on: 12.2V tarkoittaa noin puolillaan olemista. Helppoa.
Litiumin "jyrkänne"
Litium ei käyttäydy niin. Se pitää lähes vakion jännitteen lähes koko käyttöajan, joten lukema on melkein sama 80%:lla kuin 30%:lla. Vasta lopussa jännite putoaa jyrkänteeltä.
Se on loistavaa laitteillesi, koska jääkaappi näkee saman tasaisen jännitteen koko päivän. Se on painajainen valvonnalle, koska jännite ei kerro prosenttia, kun se tuskin muuttuu.
Miten akku laskee energiansa (Coulomb-laskenta)
Koska jännitteestä ei ole apua, BMS (akun sisäänrakennettu hallintajärjestelmä) käyttää toista menetelmää nimeltä Coulomb-laskenta. Se mittaa jokaisen sisään menevän ja ulos tulevan ampeerin ja pitää juoksevaa summaa. Shuntilla varustetut akunvalvonnat, kuten Victron BMV, toimivat samoin. Jokainen TITAN-akku lähettää oman lukemansa Bluetoothilla TITAN Lithium -sovellukseen puhelimessasi. Malleissa, joissa on liitäntäportit, Victron GX -laite voi lukea saman lukeman TITAN BMS - Victron VE.Can -kaapelin kautta.
Kuvittele joku oven pielessä napsauttimella, joka laskee ihmisiä sisään ja ulos rakennuksesta:
- Tiedät, että rakennuksessa oli aluksi 100 ihmistä (täynnä).
- Napsautat 50 lähtijää.
- Joten tiedät, että sisällä on vielä 50.
BMS tekee saman energian kanssa. Se laskee sisään menevät ja ulos tulevat ampeeritunnit, ja juokseva summa on prosentti näytölläsi.
Miksi "hyppy" tapahtuu (drift)
Tällainen laskenta on erittäin tarkka päivän tai viikon aikana. Ongelma on, että pienet virheet kertyvät kuukausien aikana.
- 0.1%:n laskentavirhe ei merkitse tänään mitään.
- Kolmen kuukauden latauksen ja käytön jälkeen pienet virheet voivat kasautua 10%, 20% tai jopa 30%:n aukoksi.
Valvontasi luulee akun olevan 40%:lla, koska juokseva summa sanoo niin. Todellisuudessa solut ovat lähes tyhjät.
"Haamukuorma"-ilmiö
TITAN BMS on tarkoituksella asetettu sivuuttamaan hyvin pienet virrat, koska tuolla tasolla oikea virta ja sähköinen kohina näyttävät samalta. Siihen on hyvä turvallisuussyy. Täyden latauksen jälkeen BMS sulkee latauspolun ja odottaa, kunnes se näkee oikeaa tehonkulutusta, ennen kuin avaa sen uudelleen. Jos se reagoisi pieniin virtoihin, sähköinen kohina voisi näyttää kulutukselta, ja BMS voisi avata latauspolun jo täydessä akussa. Täyden akun ylilataus on ju se, mitä BMS on estämässä.
0.6A:n raja: TITAN BMS pitää kaikkea alle noin 0.6A (karkeasti 8 W 12 V:ssa) nollana. Yksi LED-valo, USB-puhelimen laturi tai television valmiustila voi jäädä sille näkymättömiksi.
Seuraus: 0.4A:n kuorma yön yli (10 tuntia) vie akusta 4 Ah, mutta BMS ei laske mitään. 100 Ah:n akussa näyttö näyttää yhä 100%, vaikka akku on oikeasti noin 96%:lla. Toista tuota muutaman kuukauden ajan, niin ero tulee näkyviin.
Korjaus: laskurin uudelleensynkronointi
Oikea korjaus on antaa BMS:lle hetki, jolloin se tietää varmasti, kuinka täynnä akku on, jotta se voi nollata laskurinsa todelliseen 100%:iin. Rakensimme selkeän nollauksen BMS:n suojalogiikkaan juuri tätä varten.
Ratkaisu: yksi täysi 100% lataus
Lataa akku täyteen, kunnes jompikumpi tapahtuu:
- Koko akku saavuttaa täyden latauksen rajan (paketin ylijännitesuoja, noin 14.4V).
- Mikä tahansa yksittäinen solu saavuttaa rajan (solun ylijännitesuoja, noin 3.60V).
Kumpikin tapahtuessa BMS pysäyttää latauksen hetkeksi. Samalla hetkellä BMS tietää varmasti, että akku on täynnä.
Se nollaa laskurinsa heti 100%:iin ja poistaa koko driftin. Sen jälkeen valvontasi vastaa solujen todellista energiaa.
Miten saat laturin oikeasti perille
Tässä kohtaa melkein kaikki kompastuvat. Tietää tarvitsevasi täyttä latausta on yksi asia. Saada laturi toimittamaan sellainen on toinen, eikä useimmat onnistu tehdasasetuksilla.
Mitattiin tämä koko kalustosta: akuista, joista tuli hyödynnettävää dataa, noin 87% ei koskaan saavuta nollaukseen tarvittavaa jännitettä. Niissä ei ole vikaa. Laturi vain pysähtyy hieman ennen rajaa, eikä kukaan ole tarvinnut katsoa. Jos prosenttisi ajautuu ja olet ahkerasti ladannut siihen, mihin laturi sanoo täyteen, syy on lähes varmasti tämä.
Kaksi jännitettä, eivät sama luku
Näiden sekoittaminen on pääsyy, miksi korjaus epäonnistuu, joten kannattaa olla tarkka:
- 14.4V on se, mihin akun täytyy päästä. Se on fakta soluista, ei asetus, jota voit muuttaa. Alle sen nollaus ei tapahdu.
- 14.6V on se, mihin laturi asetetaan. Laturi täsmälleen 14.4V:ssa vain koskettaa rajaa, ja kaapelien pienen jännitehäviön jälkeen se ei ehkä koskaan ylitä sitä. 14.6V antaa riittävästi varaa ylittää raja kunnolla.
Aseta 14.4V, niin todennäköisesti toistat koko homman ihmetellen, miksi mitään ei tapahtunut.
Mitä tehdä, millä laturilla tahansa
- Jos absorption-jännitettä voi muuttaa, aseta se 14.6V:iin, aja yksi täysi lataus ja palauta sitten entiselleen. Yksi lataus riittää. Tämä on tavallisin vastaus.
- Jos sitä ei voi muuttaa, selvitä, mihin se oikeasti pääsee. Jos vastaus on alle 14.4V, tuo laturi ei voi korjata lukemaa yksin, ja sinun täytyy lainata tai asentaa sellainen, joka voi. Hyvä tietää joka tapauksessa.
- Jos olet Victron-järjestelmässä DVCC päällä, on toinen reitti: kytke DVCC pois yhden latauksen ajaksi, jotta laturi seuraa omaa profiiliaan, ja kytke takaisin päälle. Katso Victron-integraatioopas, miksi DVCC aiheuttaa tämän.
Kaikki nämä ovat peruutettavissa, eikä yksikään vaadi akun avaamista tai sisäosien koskettamista.
Onko 14.6V turvallista?
Kyllä, ja reilu kysymys. Latausjännitteen nostaminen tuntuu siltä, että siihen pitäisi liittyä varoitus.
Siihen ei liity, koska BMS valvoo jokaista solua erikseen koko ajan ja suojaa ne riippumatta siitä, mitä laturi pyytää. Suoja on se, mikä laukaisee nollauksen. Korkeampi asetus ei puske akkua kovemmin. Se antaa laturille tilaa saavuttaa raja, jonka BMS olisi joka tapauksessa pakottanut.
Miten tiedät, että se onnistui
Avaa TITAN-sovelluksessa Protections-välilehti ja katso solun ylijännitelaskuria. Jos nollaus on tapahtunut, se on noussut yhdellä.
Laskurin, jossa lukee ylijännite, nouseminen kuulostaa hälyttävältä, eikä se ole sitä. Akku vain kirjaa, että solu kosketti ylärajaa, mikä on juuri tapahtuma, jota yritit. Tuon numeron nousu on haluamasi vahvistus, ei varoitus.
