Hvad er de almindelige fejl i husholdnings energilagringssystemer

Som frontlinjereparatør er jeg godt fortrolig med fejl i husholdnings energilagringssystemer. Disse systemer afhænger stærkt af batterier, hvis fejl direkte påvirker ydeevne og sikkerhed.

1. Batterifejl

Batterialdring er et hyppigt problem, der viser sig som reduceret kapacitet, højere intern modstand og lavere opladnings-afladnings effektivitet. Ideelt set cyklere huslige lithium-ion batterier 3000–5000 gange. Men reelt brug (grundet miljø og vaner) nedsætter levetiden med 30%–50%. Årsager inkluderer langvarig overladning/overafladning, drift ved høj temperatur, hyppige høstrøm cykler, og naturlig kemisk nedbrydning. For eksempel, aflagning ud over 80% dybde eller drift over 40°C årligt reducerer kapaciteten med 5%–10%.

Overladning/overafladning forekommer også ofte. Overladning indebærer risiko for opbygning af intern tryk, nedbrydning af elektrolyt, og termisk løb (endda eksplosioner). Overafladning sænker spændingen under sikre niveauer, hvilket forårsager irreversibel skade. En mærkes BMS sætter typisk SOC til 20%–80%; 15%–20% af fejl skyldes brugerfejl eller BMS-fejl.

Kortslutninger (interne/eksterne) er meget farlige. Interne kortslutninger (fra produktionsfejl, skader eller overophedning) frigør massiv energi, hvilket forårsager brande/eksplosioner. Eksterne kortslutninger (fra ledningsfejl, dårlige kontakter) øger strømmen, hvilket skader komponenter. 7%–12% af lagringsulykker relaterer til kortslutninger, ofte inden for 30 minutter.

2. Fejl i elektriske systemer

Spændningsanomalier (35%–40% af elektriske fejl) opdeles i input/output-problemer. Input-problemer (netfluktueringer, højstrømsenheder, inverterfejl) forstyrrer batterioladning. Output-problemer (batteristatus, BMS-fejl, konverterfejl) forårsager ustabil aflagning. For eksempel kan samtidig højstrømsforbrug sænke netvoltage under 190V, hvilket aktiverer beskyttelse og stopper ladning.

Sikringe og kreditskille bliver også defekte. Sikringe (f.eks., gBat type, 2–5000A rated) beskytter mod overstrøm, men skal regelmæssigt erstattes. Kreditskille (f.eks., ABB BLK222) tilbyder systemniveau-beskyttelse via mekanisk energilagring. De arbejder sammen: sikringe håndterer små overlast, mens skille tager sig af store kortslutninger.

Kontaktorfejl involverer fastsætning, dårlige kontakter, eller kontrolproblemer. Kontaktkoncern (25% af kontaktorfejl) opstår fra oxidation, kulopbygning, eller slitage—verre i fugt, hvilket forårsager overophedning. Mekaniske fejl (f.eks., fjedertræthed i et mærkes system) forhindrer korrekt skift, hvilket risikerer afbrydelser.

3. Fejl i termisk styring

Termiske problemer (overophedning, undervarme, ubalance) truer sikkerheden. Lithium-ion batterier fungerer bedst ved 15–25°C; over 35°C faldt levetiden drastisk og risikoen for termisk løb stiger. En temperaturstigning på 10°C fordobler kapacitetsnedbrydning. Sommer varme kan skubbe batterier over 45°C, hvilket tvinger BMS til at begrænse effekten—selv om lange perioder med høje temperaturer stadig aldrer batterier.

Lave temperaturer forringede effektiviteten: den interne modstand af lithium-ion batterier stiger, hvilket reducerer deres aflagningskapacitet (f.eks., lithium-jern-fosfat batterier mister 20%–30% af deres kapacitet ved 0°C). Opvarmnings-systemer (resistive/varmepumper) lindre dette problem, men fejl eller ukorrekt kontrol kan forstyrre temperaturregulering.

Temperaturubalance (med en temperaturforskels ΔT > 5°C mellem battericeller) fører til ulige aldring. Utilstrækkelig ventilering (f.eks., i et bestemt mærkes system) kan skabe temperaturforskelle på 8–10°C, hvilket forårsager, at nogle celler mislykkes for tidligt.

4. Kommunikationsfejl

Smarte systemer står over for kommunikationsproblemer: modulfejl, støj, protokolmisoversættelser. Kabelfejl (45%–50% af tilfælde) (skader, løse/oxidiserede forbindelser) afbryder BMS-batterikommunikation (f.eks., Huaweis 3013 alarm fra DCDC-modul kablingsproblemer).Elektromagnetisk støj (fra Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz signaler) øger bitfejlrate 5–10 gange i tætte miljøer. Flytning af systemer eller brug af skjoldede kabler løser dette.

Protokolmisoversættelser (f.eks., forskellige baud-rater som 9600bps vs. 19200bps) forårsager fejl (f.eks., Huaweis 2068-1/3012 alarmer fra versions/baud-rate problemer), hvilket standser operationerne.

I kort, disse fejl—fra batterinaldring til kommunikationsbugs—kræver opmærksomhed. At forstå rodårsager (miljø, brug, design) er nøglen til fejlfinding, der sikrer, at systemer fungerer sikkert og effektivt.