Apakah aspek yang ditutupi oleh pemeriksaan penyimpanan tenaga perindustrian dan perdagangan

Sebagai jurutest barisan hadapan, saya bekerja dengan sistem penyimpanan tenaga industri dan komersial setiap hari. Saya tahu betul bagaimana pentingnya operasi stabil mereka untuk kecekapan tenaga dan keuntungan perniagaan. Manakala kapasiti yang dipasang berkembang dengan cepat, kerusakan peralatan semakin mengancam ROI—lebih daripada 57% tumbuhan penyimpanan tenaga melaporkan gangguan tidak terancang pada tahun 2023, dengan 80% berasal dari cacat peralatan, anomali sistem, atau integrasi yang buruk. Di bawah ini, saya berkongsi pandangan praktikal mengenai pengujian bagi lima sub-sistem utama (bateri, BMS, PCS, pengurusan termal, EMS) dan rangka inspeksi bertingkat tiga (pengecekan harian, pemeliharaan berkala, diagnostik mendalam) untuk membantu rakan-rakan praktisi.

1. Amalan Pengujian Subsistem Utama
1.1 Sistem Bateri: "Jantung" Penyimpanan Tenaga

Bateri adalah tulang belakang tenaga, memerlukan pengujian menyeluruh dalam tiga dimensi:

(1) Pengujian Prestasi Elektrokimia

• Pengujian Kapasiti: Ikuti GB/T 34131—nyahcas pada 0.2C hingga voltan pemutus (25±2℃), bandingkan kapasiti sebenar vs. kapasiti yang ditetapkan untuk menilai “ketahanan.”

• Pengujian Rintangan Dalaman: Gunakan injeksi AC (gelombang sinus 1kHz, paling mewakili tetapi cenderung mengalami gangguan), konduktiviti nyahcas AC, atau kaedah nyahcas DC. Saya cadangkan meningkatkan injeksi AC dengan penapisan Kalman untuk mengurangkan bunyi untuk ketepatan.

• Pemantauan SOC/SOH: Gabungkan pengamatan ampere-jam, voltan sirkuit terbuka, dan spektroskopi impedans elektrokimia. Integrasi ampere-jam yang dimodifikasi (mengambil kira suhu dan keadaan cas-nyahcas) menjaga ralat SOC <1%.

(2) Pengujian Prestasi Keselamatan

• Pengujian Lari Panas: Ikuti UL 9540A&mdash;uji pada tahap sel, modul, dan sistem untuk menggambarkan tingkah laku lari panas dan sifat pembakaran gas (penting untuk penilaian bahaya).

• Pengujian Overcharge/Overdischarge: Simulasikan keadaan ekstrem mengikut GB/T 36276 untuk mengesahkan ambang keselamatan.

• Pengujian Perlindungan Short-Circuit: Simulasikan short-circuit luaran secara langsung untuk mengesahkan respon perlindungan (wajib untuk keselamatan sistem).

(3) Pengujian Kondisi Fizikal

• Pemeriksaan Visual: Semak untuk deformasi kas, kebocoran, dan label yang jelas (detil kecil menyembunyikan risiko besar).

• Pengujian Konnektor: Semak untuk oksidasi, korosi, atau longgar; ukur rintangan kontak (sambungan yang buruk menyebabkan kegagalan operasi).

• Pengujian Perlindungan Ingress (IP): Ikuti GB/T 4208 untuk memastikan kebolehpercayaan dalam persekitaran keras (debu, kelembaban, dll.).

1.2 BMS: "Otak" Pengurusan Bateri

BMS memantau dan melindungi bateri&mdash;fokus pada komunikasi, anggaran keadaan, dan perlindungan:

(1) Pengujian Kepatuhan Protokol Komunikasi

BMS mesti berintegrasi dengan PCS/EMS melalui protokol seperti Modbus/IEC 61850. Gunakan analisis CAN (contohnya, Vector CANoe) dan pengecam protokol untuk menguji:

• Latensi: &le;200ms

• Kadar Kejayaan: &ge;99%

• Integriti Data: Tiada kehilangan/kerosakan.

Saya menggunakan generasi kes ujian berdasarkan mesin status terbatas (FSM) untuk menutupi semua skenario komunikasi.

(2) Pemuktamadan Algoritma SOC/SOH

Pastikan ralat SOC &le;&plusmn;1% dan ralat SOH &le;&plusmn;5% (GB/T 34131):

• Kalibrasi Offline: Bandingkan anggaran BMS dengan kapasiti/internal resistance yang diukur di makmal

• Pengujian Online: Simulasikan siklus cas-nyahcas dunia nyata.

• Simulator bateri dan emulator antara muka BMS mengautomatiskan ini untuk kecekapan.

(3) Pengujian Penyeimbangan Sel

• Penyeimbangan Aktif: Simulasikan ketidaksesuaian sel untuk mengesahkan strategi BMS.

• Penyeimbangan Pasif: Lacak trend ketidaksesuaian jangka panjang.
  Gunakan hasil untuk menilai jika penyeimbangan memenuhi keperluan sistem.

(4) Pengujian Perlindungan Keselamatan

Picu overcharge, overdischarge, dan perlindungan termal:

• Contoh: Ujian overcharge&mdash;teruskan cas bateri penuh untuk mengesahkan BMS memutuskan litar.
  Mesti memenuhi keperluan GB/T 34131.

1.3 PCS: "Hub Kuasa" untuk Pengubahsuaian Tenaga

PCS menukar AC/DC&mdash;uji kecekapan, perlindungan, dan kualiti kuasa:

(1) Pengujian Kecekapan

Memenuhi GB/T 34120 (&ge;95% kecekapan pada kuasa dinamakan):

• Perbandingan Input-Output: Ukur kuasa di kedua-dua hujung untuk menghitung kecekapan.

• Profil Beban: Uji di seluruh beban untuk memetakan lengkung kecekapan.
  Gunakan analisis presisi tinggi (contohnya, Fluke 438-II) pada 25&plusmn;2℃ untuk ketepatan.

(2) Pengujian Perlindungan

Mengesahkan respons beban berlebihan (110% beban dinamakan), short-circuit, dan overvoltage. Mesti memenuhi GB/T 34120.

(3) Analisis Harmonik

Pastikan THD &le;5% (GB/T 14549/GB/T 19939):

• Pengukuran Langsung: Gunakan analisis kualiti kuasa (contohnya, Fluke 438-II) untuk menguji gelombang.

• Analisis FFT: Hitung amplitud harmonik dari isyarat arus.

• Uji di seluruh beban dan keadaan operasi.

(4) Pengujian Stabiliti Output

Ukur stabiliti voltan, frekuensi, dan faktor kuasa di bawah beban yang berbeza. Gunakan skop/analisis presisi tinggi untuk mengesahkan patuhan.

1.4 Sistem Pengurusan Termal: "Pengawal Pendinginan"

Mengekalkan suhu bateri optimum&mdash;uji pendinginan, kawalan suhu, dan ketangguhan:

(1) Pengujian Prestasi Pendinginan

• Sistem Berpendingin Udara: Uji penyumbatan filter (penurunan tekanan) dan usia hidup kipas (analisis getaran).

• Sistem Berpendingin Cair: Uji tekanan saluran (sensor hidraulik) dan aliran coolant (flowmeter).
  Mesti memenuhi GB/T 40090. Contoh: CATL menggunakan kluster K-means yang dimodifikasi + denoising wavelet untuk meramal SOH dengan ralat <3%.

(2) Pengujian Ketepatan Kawalan Suhu

• Seragam: Terapkan sensor di seluruh pak bateri, pastikan maksimum &Delta;T &le;5℃ (GB/T 40090; sistem berpendingin cair menargetkan &le;2℃).

• Masa Tindak Balas: Ukur masa untuk menstabilkan suhu selepas perubahan persekitaran.

(3) Pengujian Ketangguhan

Laksanakan uji IP (GB/T 4208), getaran (GB/T 4857.3), dan semburan garam (GB/T 2423.17). Penting untuk persekitaran ekstrem (contohnya, projek Laut Merah Huawei menggunakan pendinginan tersebar untuk keadaan 50℃).

(4) Pengujian Pendedahan (Hanya untuk Sistem Berpendingin Cair)

• Tracer Fluoresen: Tambah pewarna, semak dengan cahaya UV.

• Pengujian Tekanan: Tekankan saluran untuk mengesahkan segel.

• Pastikan tiada kebocoran dan tekanan coolant yang stabil.

1.5 EMS: "Komander" Pengurusan Tenaga

Mengoptimumkan operasi dan penghantaran&mdash;uji algoritma, komunikasi, dan keselamatan:

(1) Pengujian Ketepatan Algoritma

Mengesahkan ramalan beban, optimisasi cas-nyahcas, dan ekonomi:

• Ujian Kembali Sejarah: Gunakan data lampau untuk mengesahkan model.

• Pengujian Langsung: Sahkan dengan operasi masa nyata.

• Contoh: AI CATL mengurangkan masa pengesanan kesalahan sebanyak 7 hari, meningkatkan kecekapan sebanyak 3% dan mengurangkan kerugian sebanyak 25%.

(2) Pengujian Kepatuhan Protokol Komunikasi

Pastikan sokongan untuk IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2):

• Pengujian Konformansi: Sahkan patuhan dengan piawaian.

• Pengujian Interoperabiliti: Uji integrasi dengan BMS/PCS.

(3) Pengujian Keselamatan Data

Mengesahkan enkripsi SM4, kawalan akses, dan integriti (mengikut piawaian kripto nasional):

• Enkripsi: Uji pertukaran kunci SM4.

• Kawalan Akses: Sahkan penegakan kebenaran pengguna.

• Integriti: Pastikan tiada kehilangan/data kerosakan semasa transit/simpanan.

(4) Pengujian Masa Tindak Balas

Pastikan masa tindak balas sistem &le;200ms (GB/T 40090) untuk menangani permintaan grid. Picu tindakan EMS dan ukur latensi.

2. Rangka Inspeksi Bertingkat Tiga
2.1 Pengecekan Harian (Pengesanan Cepat Kesalahan)

Diadakan setiap shift untuk menangkap masalah awal:

• Skop: Suhu/voltan/SOC bateri, komunikasi BMS, parameter PCS, pendinginan termal, data EMS.

• Alat: Kamera termal, multimeter, oscilloscope, alat uji komunikasi.

• Fokus: Status sistem dan anomali&mdash;tangani masalah segera.

2.2 Pemeliharaan Berkala (Pencegahan)

Diatur untuk memperpanjang umur:

• Skop: Rintangan dalaman bateri (injeksi AC), kemas kini firmware BMS/kalibrasi SOC, kecekapan/harmonik PCS, segel sistem termal/IP, kemas kini algoritma EMS/pemeriksaan keselamatan.

• Alat: Meter rintangan dedikasi, analisis CAN, analisis kuasa, alat enkripsi.

• Irama: Sesuaikan kepada peralatan (contohnya, uji bateri suku tahunan, kemas kini BMS separuh tahunan).

2.3 Diagnostik Mendalam (Analisis Punca Masalah)

Dipicu oleh isu berulang (contohnya, amaran lari panas yang sering, kegagalan komunikasi BMS):

• Skop: Lari panas termal (UL 9540A), diagnosis kesalahan BMS, pelajaran mendalam perlindungan/kecekapan PCS, uji kebocoran/getaran sistem termal, pemuktamadan algoritma EMS/pemeriksaan keselamatan.

• Alat: Bilik lari panas, analisis getaran, pemindai enkripsi, injektor kesalahan.

• Tujuan: Kenal pasti punca masalah untuk pembaikan/perkembangan yang ditargetkan.

3. Amalan Terbaik: Standardisasi, Pengujian Berdasarkan Data, Pencegahan
3.1 Standardisasi

Ikuti IEC 62933-5-2/GB/T 40090-2021:

• Proses: Tentukan persediaan (skop, alat, persekitaran), pelaksanaan (pengujian + log data), dan analisis (laporan).

• Laporan: Sertakan spesifikasi peralatan, keadaan ujian, data, hasil, dan cadangan (mengikut keperluan GB/T 40090 untuk jejak).

3.2 Pengujian Berdasarkan Data

Bina saluran data bersatu (suhu bateri, voltan, SOC, kecekapan PCS, THD, dll.). Gunakan AI (LSTM, random forests) dan digital twin:

• Contoh: AI CATL meramal ralat SOC <1% dan pelemahan SOH dengan ketepatan >95%, mengeluarkan amaran lari panas 7 hari lebih awal.

• Contoh: Huawei menggunakan digital twin untuk mensimulasikan keadaan ekstrem, mengenal pasti kegagalan sebelum waktunya.

3.3 Pengujian Pencegahan

Jadualkan pemeriksaan proaktif berdasarkan tingkah laku peralatan:Irama: Penyeimbangan sel suku tahunan, kemas kini BMS separuh tahunan, pemeriksaan harmonik/segel termal PCS tahunan, kemas kini algoritma EMS suku tahunan.

• Pemicu: Diagnostik mendalam untuk peningkatan rintangan dalaman &ge;5% (3 ujian berturut-turut) atau kegagalan komunikasi berulang.

Pengujian barisan hadapan memerlukan ketelitian, kepakaran, dan pengetahuan praktikal. Memahirkan subsistem, alat, dan strategi ini memastikan sistem penyimpanan tenaga memberikan kebolehpercayaan dan kecekapan&mdash;melindungi operasi perniagaan dan grid. Panduan ini merumuskan tahun-tahun pengalaman praktikal&mdash;saya harap ia memberdayakan jurutest lain untuk meningkatkan standard kebolehpercayaan penyimpanan tenaga.