Milyen gyakori hibák fordulhatnak elő a háztartási energia tároló rendszerekben?

Mint előtérbeli javítótechnikus, jól ismerem a háztartási energia tároló rendszerek hibáit. Ezek a rendszerek nagy mértékben akkumulátorokra támaszkodnak, amelyek hibái közvetlenül befolyásolják a teljesítményt és a biztonságot.

1. Akkumulátor hibák

Akkumulátor öregedése gyakori probléma, ami csökkenő kapacitásban, magasabb belső ellenállásban és alacsonyabb töltés-leválasztási hatékonyságban nyilvánul meg. Ideális esetben a háztartási litium-ion akkumulátorok 3000-5000 cikluson keresztül működnek. A valós világ használata (környezeti és szokásos tényezők miatt) az élettartamot 30%-50%-kal rövidíti. Az okaid közé tartozik a hosszú távú túltöltés/eltávolítás, a magas hőmérsékletű működés, a gyakori nagy áramerős ciklusok és a természetes kémiai romlás. Például, ha 80%-nál nagyobb mélységig történik a leválasztás, vagy a 40°C feletti hőmérsékleten évente működnek, az évben a kapacitást 5%-10%-kal csökkenti.

A túltöltés/teljesen üresre választás is gyakran előfordul. A túltöltés veszélye, hogy belső nyomás felhalmozódik, elektrolit bomlás, hőfutás (még robbanások is). A teljesen üresre választás alacsonyabb feszültségig csökkenti, ami visszafordíthatatlan károkat okoz. Egy márkának a BMS rendszer általában 20%-80% SOC-t állít be; a hibák 15%-20%-a felhasználói hibák vagy BMS hibák eredménye.

Rövidzárlatok (belső/külső) nagyon veszélyesek. A belső rövidzárat (gyártási hibák, sérülés, vagy túlhőzés miatt) nagy mennyiségű energiát bocsát ki, ami tűz/robbanásokat okozhat. A külső rövidzárat (helytelen vezetékesítés, rossz kapcsolatok miatt) a feszültség jelentős emelkedését okozza, ami komponenseket séríthet. A tárolási balesetek 7%-12%-a rövidzáratokhoz köthető, gyakran 30 percen belül.

2. Elektromos rendszer hibák

Feszültségi anomáliák (az elektromos hibák 35%-40%-a) bemeneti/kimeneti problémákra oszlik. A bemeneti problémák (hálózati fluktuációk, nagy teljesítményű eszközök, inverter hibák) zavarják az akkumulátor töltését. A kimeneti problémák (akkumulátor állapota, BMS hibák, konverter hibák) instabil leválasztást okoznak. Például, a simultán nagy teljesítményű használat esetén a hálózati feszültség 190V alá eshet, ami védelmet aktivál és leállítja a töltést.

A biztosítékok és átmeneti kapcsolók is meghibásodhatnak. A biztosítékok (pl., gBat típus, 2-5000A-os) védelmet nyújtanak túlramenet ellen, de rendszeresen cserélendők. Az átmeneti kapcsolók (pl., ABB BLK222) rendszer-szintű védelmet nyújtanak mechanikai energia tárolás révén. Együttesen működnek: a biztosítékok kezelik a kisebb túlterheléseket, az átmeneti kapcsolók a nagy rövidzáratokat.

A kapcsolórendszer hibái beleértve a röglegést, a rossz kapcsolatokat, illetve a vezérlési problémákat. A kapcsolati problémák (a kapcsoló hibák 25%-a) oxidáció, szén felhalmozódása, vagy szenvedés miatt keletkeznek - különösen a páráztalan légkörben, ami túlzott hőmérsékletet okoz. A gépi hibák (pl., rugó fáradtság egy márkának a rendszerében) megakadályozzák a megfelelő kapcsolást, ami kimaradásokat okozhat.

3. Hőmérséklet-kezelési hibák

Hőmérsékleti problémák (túlmelegedés, alultartott hőmérséklet, egyensúlytalanság) fenyegetik a biztonságot. A litium-ion akkumulátorok 15-25°C között a legjobban működnek; 35°C fölött a teljesítmény gyorsan csökken, növekszik a hőfutás kockázata. 10°C hőmérséklet-emelkedés kétszeresére növeli a kapacitás romlását. A nyári hőség 45°C fölé emeli az akkumulátorokat, ami a BMS-t korlátozza a teljesítményen - bár a hosszú távú magas hőmérsékletek továbbra is elöregedik az akkumulátorokat.

Alacsony hőmérséklet csökkenti a hatékonyságot: a litium-ion akkumulátorok belső ellenállása növekszik, ami csökkenti a leválasztási kapacitást (pl., a litium-ferrum-foszfát akkumulátorok 0°C-nál 20%-30%-kal csökken a kapacitásuk). A fűtési rendszerek (ellenállásos/hőcserélő) enyhítik ezt a problémát, de a hibás működés vagy helytelen irányítás zavarba hozhatja a hőmérséklet-irányítást.

A hőmérsékleti egyensúlytalanság (akkumulátor cellák között 5°C-nél nagyobb hőmérséklet-különbség) egyenletes öregedést okoz. A szellőzés hiánya (pl., egy adott márkának a rendszerében) 8-10°C hőmérséklet-különbséget okozhat, ami néhány cellát korai kudarcra ítél.

4. Kommunikációs hibák

Az intelligens rendszerekkel kapcsolatos kommunikációs hibák: modul hibák, zavar, protokoll eltérés. Kábeles hibák (45%-50% esetben) (sérülés, lököltek/rézített csatlakozók) megszakítják a BMS-akkumulátor kommunikációt (pl., Huawei 3013 riasztás DCDC-modul vezetékesítési problémából).Az elektromágneses zavar (Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz jelből) 5-10x növeli a bit hibaarányt sűrű környezetben. A rendszerek áthelyezése vagy védett kábelek használata megoldást jelent.

A protokoll eltérések (pl., különböző baud sebességek, mint 9600bps vs. 19200bps) hibákat okoznak (pl., Huawei 2068-1/3012 riasztás verzió/baud sebesség problémából), ami megállítja a működést.

Összefoglalva, ezek a hibák - akkumulátor öregedéstől a kommunikációs hibáig - figyelemre méltóak. A gyökér oka (környezet, használat, tervezés) ismerete kulcsfontosságú a hibaelhárításhoz, hogy a rendszerek biztonságosan és hatékonyan működjenek.