Những sự cố phổ biến của hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình là gì?

Là một kỹ thuật viên sửa chữa tuyến đầu, tôi am hiểu về các lỗi của hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình. Các hệ thống này phụ thuộc nhiều vào pin, và sự hỏng hóc của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và an toàn.

1. Lỗi Pin

Lão hóa pin là một vấn đề thường gặp, thể hiện qua việc giảm dung lượng, tăng trở nội bộ và giảm hiệu suất sạc - xả. Lý tưởng nhất, pin lithium-ion gia đình có thể chu kỳ 3000-5000 lần. Tuy nhiên, sử dụng thực tế (do môi trường và thói quen) làm giảm tuổi thọ từ 30%-50%. Nguyên nhân bao gồm sạc quá mức hoặc xả quá mức lâu dài, hoạt động ở nhiệt độ cao, chu kỳ dòng điện lớn thường xuyên và sự phân hủy hóa học tự nhiên. Ví dụ, xả sâu hơn 80% hoặc hoạt động trên 40°C hàng năm làm giảm dung lượng từ 5%-10%.

Sạc quá mức hoặc xả quá mức cũng xảy ra thường xuyên. Sạc quá mức có nguy cơ tạo áp lực nội bộ, phân hủy chất điện phân và mất kiểm soát nhiệt (ngay cả nổ). Xả quá mức làm giảm điện áp xuống dưới mức an toàn, gây hư hỏng không thể phục hồi. BMS của một thương hiệu thường đặt SOC từ 20%-80%; 15%-20% lỗi xuất phát từ lỗi người dùng hoặc lỗi BMS.

Chập mạch (trong/ngoài) rất nguy hiểm. Chập mạch trong (do lỗi sản xuất, hư hỏng hoặc quá nhiệt) giải phóng năng lượng lớn, gây cháy/nổ. Chập mạch ngoài (do lỗi dây dẫn, tiếp xúc kém) tăng đột biến dòng điện, làm hỏng các thành phần. 7%-12% tai nạn lưu trữ liên quan đến chập mạch, thường xảy ra trong vòng 30 phút.

2. Lỗi Hệ Thống Điện

Lỗi điện áp (35%-40% lỗi điện) được chia thành vấn đề đầu vào/đầu ra. Vấn đề đầu vào (sự dao động lưới, thiết bị công suất cao, lỗi bộ nghịch đảo) làm gián đoạn sạc pin. Vấn đề đầu ra (trạng thái pin, lỗi BMS, lỗi bộ chuyển đổi) gây ra xả không ổn định. Ví dụ, sử dụng đồng thời nhiều thiết bị công suất cao có thể làm giảm điện áp lưới dưới 190V, kích hoạt bảo vệ và dừng sạc.

Các cầu chì và aptomat cũng bị hỏng. Cầu chì (ví dụ, loại gBat, công suất định mức 2-5000A) bảo vệ chống quá dòng nhưng cần thay thế thường xuyên. Aptomat (ví dụ, ABB BLK222) cung cấp bảo vệ cấp hệ thống thông qua lưu trữ năng lượng cơ học. Chúng hoạt động cùng nhau: cầu chì xử lý quá tải nhỏ; aptomat xử lý chập lớn.

Lỗi thiết bị đóng cắt liên quan đến kẹt, tiếp xúc kém hoặc vấn đề điều khiển. Vấn đề tiếp xúc (25% lỗi thiết bị đóng cắt) xuất phát từ oxy hóa, tích tụ carbon hoặc mòn - tồi tệ hơn trong độ ẩm, gây quá nhiệt. Sự cố cơ khí (ví dụ, mệt mỏi lò xo trong hệ thống của một thương hiệu) ngăn chặn chuyển mạch đúng cách, gây nguy cơ mất điện.

3. Lỗi Quản Lý Nhiệt

Các vấn đề nhiệt (quá nhiệt, thiếu nhiệt, mất cân bằng) đe dọa an toàn. Pin lithium-ion hoạt động tốt nhất ở 15-25°C; trên 35°C, tuổi thọ giảm mạnh và nguy cơ mất kiểm soát nhiệt tăng. Một sự tăng 10°C làm gấp đôi sự suy giảm dung lượng. Nhiệt mùa hè có thể đẩy pin lên trên 45°C, buộc BMS phải hạn chế công suất - mặc dù nhiệt độ cao lâu dài vẫn làm lão hóa pin.

Nhiệt độ thấp làm giảm hiệu quả: trở nội bộ của pin lithium-ion tăng, giảm khả năng xả (ví dụ, pin phosphate sắt lithium mất 20%-30% dung lượng ở 0°C). Hệ thống sưởi (điện trở/bơm nhiệt) giảm thiểu vấn đề này, nhưng sự cố hoặc điều khiển không chính xác có thể làm gián đoạn quản lý nhiệt độ.

Mất cân bằng nhiệt (với sự khác biệt nhiệt độ ΔT > 5°C giữa các cell pin) dẫn đến lão hóa không đều. Thông gió kém (ví dụ, trong hệ thống của một thương hiệu) có thể tạo ra sự khác biệt nhiệt độ 8-10°C, khiến một số cell hỏng sớm.

4. Lỗi Giao Tiếp

Các hệ thống thông minh gặp sự cố giao tiếp: lỗi module, nhiễu, không khớp giao thức. Lỗi cáp (45%-50% trường hợp) (hư hỏng, kết nối lỏng/lớp oxit) cắt giao tiếp BMS-pin (ví dụ, báo động 3013 của Huawei từ vấn đề dây dẫn DCDC-module).Nhiễu điện từ (từ tín hiệu Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz) tăng tỷ lệ lỗi bit 5-10 lần trong môi trường dày đặc. Di chuyển hệ thống hoặc sử dụng cáp màn chắn khắc phục vấn đề này.

Không khớp giao thức (ví dụ, tốc độ baud khác nhau như 9600bps so với 19200bps) gây ra sự cố (ví dụ, báo động 2068-1/3012 của Huawei do vấn đề phiên bản/tốc độ baud), dừng hoạt động.

Tóm lại, những lỗi này - từ lão hóa pin đến lỗi giao tiếp - đòi hỏi sự cảnh giác. Hiểu nguyên nhân gốc rễ (môi trường, sử dụng, thiết kế) là chìa khóa để khắc phục sự cố, đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả.