क्या ऊर्जा उपकरण डायोड के प्रतिस्थापन के लिए बीएमएस के पुनर्विन्यास की आवश्यकता है?

1, ऊर्जा प्रणालियों में डायोड की कार्यात्मक स्थिति और दोष प्रभाव
(1) मुख्य कार्य: बुनियादी सुरक्षा से लेकर सिस्टम स्तर नियंत्रण तक
एंटी रिवर्स पोलरिटी सुरक्षा: डीसी सिस्टम में, डायोड बिजली आपूर्ति की ध्रुवीयता को उनकी यूनिडायरेक्शनल चालन विशेषताओं द्वारा उलट होने से रोकते हैं, इस प्रकार रिवर्स करंट के कारण उपकरण जलने से बचते हैं। उदाहरण के लिए, डेटा सेंटर में एक यूपीएस प्रोजेक्ट में गलत संचालन के दौरान एंटी रिवर्स डायोड में शॉर्ट सर्किट के कारण रेक्टिफायर मॉड्यूल को सीधा नुकसान हुआ, जिसके परिणामस्वरूप 500000 युआन से अधिक का नुकसान हुआ।
ऊर्जा संचरण नियंत्रण: फोटोवोल्टिक इनवर्टर और मोटर चालकों में, डायोड यूनिडायरेक्शनल ऊर्जा प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए रेक्टिफायर ब्रिज या फ़्रीव्हीलिंग सर्किट बनाते हैं। पवन ऊर्जा कनवर्टर परियोजना के एक परीक्षण से पता चला कि डायोड शॉर्ट सर्किट के बाद, आसन्न बिजली उपकरणों का जंक्शन तापमान 2 सेकंड के भीतर 85 डिग्री से 200 डिग्री तक बढ़ गया, जिससे चेन थर्मल रनवे हो गया।
वोल्टेज क्लैंप और ओवरवॉल्टेज सुरक्षा: टीवीएस डायोड डाउनस्ट्रीम सर्किट की सुरक्षा के लिए हिमस्खलन ब्रेकडाउन विशेषताओं के माध्यम से क्षणिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करते हैं। एक निश्चित फोटोवोल्टिक ऐरे प्रोजेक्ट में टीवीएस डायोड शॉर्ट सर्किट के कारण, घटकों का आउटपुट वोल्टेज 1000V (रेटेड 600V) तक बढ़ गया, जिससे बड़े पैमाने पर इन्वर्टर विफलताएं हुईं।
(2) विफलता मोड और सिस्टम स्तर के परिणाम
शॉर्ट सर्किट दोष: वर्तमान पथ में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीय ओवरहीटिंग या सुरक्षा तंत्र की विफलता होती है। उदाहरण के लिए, एक निश्चित इलेक्ट्रिक वाहन इन्वर्टर प्रोजेक्ट में, फ्रीव्हीलिंग डायोड में शॉर्ट सर्किट के कारण, मोटर का पिछला इलेक्ट्रोमोटिव बल सीधे पावर डिवाइस पर लागू किया गया था, जिससे आईजीबीटी मॉड्यूल 100 μs के भीतर फट गया।
ओपन सर्किट दोष: ऊर्जा संचरण में रुकावट या सुरक्षा कार्य की हानि का कारण। एक निश्चित ऊर्जा भंडारण बैटरी संतुलन सर्किट परियोजना के कारण एक डायोड के खुले सर्किट के कारण अन्य डायोड ओवरलोड और बर्नआउट हो गए, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी पैक की ओवरचार्जिंग हुई।
पैरामीटर बहाव: लंबी अवधि के ऑपरेशन के बाद, आगे वोल्टेज ड्रॉप और डायोड के रिवर्स रिकवरी समय जैसे पैरामीटर में परिवर्तन बीएमएस की वोल्टेज नमूनाकरण सटीकता को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक फोटोवोल्टिक इन्वर्टर परियोजना में डायोड उम्र बढ़ने के कारण 5% की वोल्टेज सैंपलिंग त्रुटि का अनुभव हुआ, जिससे एक गलत सुरक्षा शटडाउन शुरू हो गया।
2, बीएमएस कॉन्फ़िगरेशन और डायोड पैरामीटर के बीच युग्मन संबंध
(1) हार्डवेयर स्तर पैरामीटर मिलान
वोल्टेज मॉनिटरिंग रेंज: बीएमएस के वोल्टेज सैंपलिंग सर्किट को डायोड चालन वोल्टेज ड्रॉप (जैसे शॉट्की डायोड लगभग 0.3V, SiC डायोड लगभग 0.7V) को कवर करने की आवश्यकता होती है। यदि इसे अधिक वोल्टेज ड्रॉप वाले डायोड (जैसे कि लगभग 1.2V का नियमित सिलिकॉन डायोड) से प्रतिस्थापित किया जाता है, तो इससे बीएमएस गलत अनुमान लगा सकता है कि बैटरी वोल्टेज बहुत कम है।
वर्तमान निगरानी सटीकता: डायोड का आगे का वोल्टेज ड्रॉप रैखिक रूप से वर्तमान (Vf=Ir+V0) से संबंधित है। यदि विभिन्न आंतरिक प्रतिरोधों के साथ डायोड के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है, तो वोल्टेज ड्रॉप विधि के माध्यम से बीएमएस द्वारा गणना की गई वर्तमान मूल्य 10% से अधिक विचलित हो सकती है, जो ओवरकरंट सुरक्षा सीमा सेटिंग को प्रभावित करती है।
तापमान क्षतिपूर्ति गुणांक: डायोड का आगे का वोल्टेज ड्रॉप तापमान (सामान्य मान -2mV/डिग्री) के साथ बदलता रहता है। यदि बीएमएस को नए डायोड के तापमान गुणांक के लिए कैलिब्रेट नहीं किया गया है, तो इसके परिणामस्वरूप कम तापमान वाले वातावरण में गलत उच्च वोल्टेज नमूनाकरण मान हो सकते हैं, जिससे ओवरचार्ज सुरक्षा ट्रिगर हो सकती है।
(2) सॉफ्टवेयर स्तर पर एल्गोरिदम अनुकूलन
एसओसी अनुमान मॉडल: वर्तमान मूल्य को सही करने के लिए एम्पीयर घंटे एकीकरण विधि को डायोड वोल्टेज ड्रॉप के साथ संयोजित करने की आवश्यकता है। यदि डायोड को बदलने के बाद मॉडल पैरामीटर अपडेट नहीं किए जाते हैं, तो एसओसी अनुमान त्रुटि ± 3% से ± 8% तक बढ़ सकती है।
संतुलित नियंत्रण रणनीति: सक्रिय संतुलन सर्किट (जैसे कैपेसिटिव और इंडक्टिव) की ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता डायोड के चालन हानि से संबंधित है। यदि उच्च चालन वोल्टेज ड्रॉप वाले डायोड से प्रतिस्थापित किया जाता है, तो संतुलन समय 30% से अधिक बढ़ाया जा सकता है।
दोष निदान सीमा: बीएमएस की ओवरवॉल्टेज/अंडरवोल्टेज सुरक्षा सीमा को डायोड के क्लैंपिंग वोल्टेज के अनुसार रीसेट करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, मूल टीवीएस डायोड का क्लैंपिंग वोल्टेज 36V था। इसे 30V मॉडल से बदलने के बाद, सुरक्षा सीमा को 38V से घटाकर 32V करने की आवश्यकता है।
3, उद्योग अभ्यास और तकनीकी विशिष्टता आवश्यकताएँ
(1) मानक विशिष्टताओं में स्पष्ट आवश्यकताएँ
आईईसी 62660-2: लिथियम बैटरी सिस्टम में प्रमुख घटकों को बदलने के बाद, वोल्टेज मॉनिटरिंग सटीकता (त्रुटि ± 1% से कम या उसके बराबर), वर्तमान मॉनिटरिंग सटीकता (त्रुटि ± 2% से कम या उसके बराबर), और बीएमएस की सुरक्षा प्रतिक्रिया समय (10 एमएस से कम या उसके बराबर) को फिर से सत्यापित करना आवश्यक है।
यूएल 2580: बीएमएस को घटक प्रतिस्थापन के बाद कार्यात्मक सुरक्षा परीक्षण से गुजरना पड़ता है, जिसमें ओवरचार्ज/ओवरडिस्चार्ज सुरक्षा, शॉर्ट सर्किट सुरक्षा और थर्मल भगोड़ा चेतावनी की विश्वसनीयता सत्यापन शामिल है।
जीबी/टी 34013: यह निर्दिष्ट किया गया है कि बैटरी सिस्टम रखरखाव के बाद बीएमएस के सैंपलिंग सर्किट को पुन: कैलिब्रेट करने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वोल्टेज और तापमान डेटा और वास्तविक मूल्यों के बीच विचलन ± 0.5% से कम या उसके बराबर है।
(2) विशिष्ट मामलों से सीखे गए पाठों का सारांश
एक निश्चित फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन परियोजना: टीवीएस डायोड को बदलने के बाद बीएमएस की ओवरवॉल्टेज सुरक्षा सीमा को समायोजित करने में विफलता के कारण, घटकों ने बिजली के हमलों के दौरान वोल्टेज सीमा को पार कर लिया और सुरक्षा को ट्रिगर नहीं किया, जिसके परिणामस्वरूप आग लग गई और 2 मिलियन युआन से अधिक का नुकसान हुआ।
एक निश्चित इलेक्ट्रिक वाहन परियोजना: रखरखाव के दौरान, उच्च चालन वोल्टेज ड्रॉप के साथ एक फ्रीव्हीलिंग डायोड को बदल दिया गया था, लेकिन बीएमएस वर्तमान गणना मॉडल को अपडेट नहीं किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप रेंज डिस्प्ले में 15% की गलत वृद्धि हुई, जिससे उपयोगकर्ता शिकायतें हुईं।
एक निश्चित ऊर्जा भंडारण प्रणाली परियोजना: एंटी रिवर्स डायोड को बदलने के बाद, बीएमएस के ध्रुवीयता पहचान फ़ंक्शन का पुन: परीक्षण नहीं किया गया, जिसके परिणामस्वरूप उपकरण रिवर्स कनेक्शन के दौरान सर्किट को नहीं काटता और रेक्टिफायर मॉड्यूल को जला देता है।
4, निर्णय रूपरेखा: क्या हमें बीएमएस को पुन: कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है?
(1) ऐसे परिदृश्य जिनमें पुनर्विन्यास की आवश्यकता होती है
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).
कार्यात्मक स्थिति परिवर्तन: मूल डायोड का उपयोग केवल एंटी रिवर्स कनेक्शन के लिए किया गया था, और प्रतिस्थापन के बाद, इसे निरंतर वर्तमान या सुधार के कार्य को संभालने की आवश्यकता है।
टोपोलॉजी समायोजन: डायोड के प्रतिस्थापन से सर्किट टोपोलॉजी में परिवर्तन होता है (जैसे कि ब्रिज रेक्टिफिकेशन से सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन पर स्विच करना)।
मानक अनुपालन आवश्यकताएँ: परियोजना को विशिष्ट प्रमाणपत्र (जैसे यूएल, सीई) पास करना होगा, और प्रमाणन निकाय को बीएमएस कार्यक्षमता के पुनर्वैधीकरण की आवश्यकता होती है।
(2) ऐसे परिदृश्य जो पुनर्विन्यास से मुक्त हैं
समान मॉडल प्रतिस्थापन: समान बैच और पैरामीटर के डायोड के साथ बदलें, और बीएमएस ने अनावश्यक डिज़ाइन आरक्षित किया है।
पैरामीटर सहिष्णुता के भीतर: डायोड मापदंडों की भिन्नता बीएमएस डिजाइन सहिष्णुता सीमा (जैसे वोल्टेज ड्रॉप भिन्नता) के भीतर है<0.2V).
मरम्मत केवल प्रतिस्थापन: डायोड की खराबी खराब सोल्डरिंग या टूटे हुए लीड के कारण होती है, और इसमें घटक मापदंडों में बदलाव शामिल नहीं होता है।
5, ऑपरेशन सुझाव: बीएमएस पुनर्विन्यास को कुशलतापूर्वक कैसे पूरा करें?
(1) हार्डवेयर अंशांकन चरण
वोल्टेज नमूना अंशांकन: डायोड चालन वोल्टेज ड्रॉप को मापने और बीएमएस नमूना सर्किट के मुआवजा मूल्य को अद्यतन करने के लिए एक उच्च परिशुद्धता मल्टीमीटर (सटीकता 0.05% से अधिक या उसके बराबर) का उपयोग करें।
वर्तमान नमूना अंशांकन: एक मानक वर्तमान स्रोत (सटीकता 0.1% से अधिक या उसके बराबर) के माध्यम से ज्ञात वर्तमान को इंजेक्ट करें और बीएमएस के वोल्टेज ड्रॉप वर्तमान रूपांतरण गुणांक को समायोजित करें।
तापमान नमूना अंशांकन: बीएमएस तापमान नमूनाकरण मूल्य और वास्तविक मूल्य के बीच विचलन को सत्यापित करने के लिए डायोड को एक स्थिर तापमान कक्ष (तापमान सीमा -40 डिग्री ~+85 डिग्री) में रखें।
(2) सॉफ्टवेयर पैरामीटर अद्यतन
एसओसी मॉडल सुधार: नए डायोड की वोल्टेज ड्रॉप विशेषताओं के आधार पर एम्पीयर घंटे एकीकरण विधि के प्रारंभिक एसओसी मूल्य और कूलम्ब दक्षता गुणांक को समायोजित करें।
संतुलन रणनीति का अनुकूलन: यदि सक्रिय संतुलन डायोड के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है, तो ऊर्जा हस्तांतरण सीमा और संतुलन समय को रीसेट करने की आवश्यकता होती है।
सुरक्षा सीमा समायोजन: डायोड के क्लैम्पिंग वोल्टेज और चालन हानि जैसे मापदंडों के आधार पर ओवरवॉल्टेज/अंडरवोल्टेज और ओवरकरंट सुरक्षा थ्रेसहोल्ड को अपडेट करें।
(3) कार्यात्मक परीक्षण सत्यापन
स्थैतिक परीक्षण: सत्यापित करें कि बीएमएस वोल्टेज, करंट और तापमान की नमूना सटीकता मानक आवश्यकताओं को पूरा करती है या नहीं।
गतिशील परीक्षण: बीएमएस की सुरक्षा प्रतिक्रिया समय और परिचालन विश्वसनीयता का परीक्षण करने के लिए ओवरचार्जिंग, ओवरडिस्चार्जिंग और शॉर्ट सर्किट जैसे गलती परिदृश्यों का अनुकरण करें।
पर्यावरण परीक्षण: उच्च तापमान (85 डिग्री), निम्न तापमान (-40 डिग्री), और उच्च आर्द्रता (90% आरएच) वातावरण में बीएमएस की स्थिरता को सत्यापित करें।