なぜエネルギー貯蔵システムが突然停止したのですか?

予期しないシャットダウンのほとんどは故障ではありません。これらは、本来の役割を正確に実行するバッテリー管理システム (BMS) です。 BMS は、電圧、温度、消費電流、セルバランスをリアルタイムで監視します。これらのパラメータのいずれかが安全な制限を超えると、何かが壊れたからではなく、特に何かが壊れるのを防ぐためにシステムがシャットダウンされます -。

産業用途における二次リチウム電池の国際安全規格である IEC 62619 では、電池システムには、過熱、過電流、短絡などの状況に対する自動シャットダウン機能を組み込むことが義務付けられています。したがって、システムが停止したとき、最も役立つ最初の質問は、「何が問題になったのか?」ではありません。 - それは、「BMS が今到達した制限と、そこに到達した原因は何ですか?」です。

サーキットブレーカーが落ちるようなものだと考えてください。ブレーカーは問題ではありません。それは何か他のものがあることをあなたに伝えています。 Sunhingstones での当社独自のサービス記録に基づくと、当社が受け取る予期せぬシャットダウンの問い合わせの約 68% は、ハードウェア障害ではなく、BMS 保護イベントであることが判明しています。通常、障害ログが手元にあれば、診断はすぐに完了します。

1. 過負荷 - システムの定格を超える電力が必要です

これは最も一般的な原因ですが、完全に回避可能です。すべてのストレージ システムには最大連続出力定格があります。エネルギー貯蔵システム 5500W は、通常の条件下で最大 5,500 ワットを連続的に供給できます。接続された負荷がその数値をわずかに超えた瞬間 - - インバーターとセルを損傷から保護するために BMS が電源を遮断します。

厄介な点は、多くのアプライアンスは動作中よりも起動時にはるかに多くの電力を消費することです。 2,000 ワットで動作するエアコンのコンプレッサーは、作動した瞬間に 5,000 ～ 6,000 ワットまで上昇することがあります。電気温水器、大型電動工具、冷蔵庫のコンプレッサーはすべて同様の動作をします。大型アプライアンスの実行中 - ではなく、起動時にシステムがシャットダウンする場合は、ほぼ間違いなくこれが原因です。-。

解決策: 平均消費量だけでなく、起動時のサージを考慮して、実際のピーク負荷を計算します。この数値がシステムの定格出力を超えている場合は、アプライアンスの使用をずらすか、高サージ機器にソフト スタート デバイスを取り付けるか、-{2}}容量の大きいユニットに移行することができます。-商用負荷の場合、過負荷イベントのトラブルシューティングを繰り返し行うよりも、最初からサイズを大きくする方が経済的に合理的であることがよくあります。

2. 温度保護 - システムが熱くなりすぎた、または冷たくなりすぎた

バッテリーセルは、無制限の温度範囲にわたって安全に動作するわけではありません。ほとんどのリチウム化学システムは、セル温度が約 55 ～ 60 度を超えるか、-10 度を下回るとサーマル シャットダウンを引き起こします。暑い気候では、換気の悪い設備では、電力使用量に変化がなくても、夏の午後にこれらのしきい値に達する可能性があります。

目的に合わせて構築された-エネルギー貯蔵システムコンテナアクティブな熱管理により、パッシブな換気孔だけでなく、実際の HVAC または液冷 - を使用して - セルを年間を通じて安全な動作ウィンドウ内に維持します。-。暑い午後に繰り返しシャットダウンが発生したり、パフォーマンスが低下して寒い夜に電源がオフになったりするお客様は、ほとんどの場合、設置環境に熱管理のギャップがあります。

シャットダウンを引き起こすだけでなく、高温イベントが繰り返されると、時間の経過とともにセルに累積的な損傷が発生します。{0}これは、適切なエンクロージャ設計が信頼性だけでなく、長期的な容量保持にも直接影響する領域の 1 つです。-

3.-過放電保護 - バッテリーが床に達しました

これはよく故障と間違われます。リチウムパックが最小安全しきい値 - まで放電すると、通常は定格容量の約 10 ～ 15% - になり、BMS は電力をカットします。これは、深放電がリチウム化学に引き起こす損傷からセルを保護するシステムです。この方法で自動的にシャットダウンするまでシステムを定期的に実行すると、そのたびに全体の耐用年数が短くなります。

実際的な解決策は、BMS 設定で放電カットオフを高く設定することです -。たとえば、10% ではなく 20% に設定します。紙上で使用可能な容量は少量失われますが、システムの動作寿命は大幅に延長されます。最高品質太陽エネルギー貯蔵システム■ この調整を許可します。あなたの会社がそれを提供していない場合は、サプライヤーに相談する価値があります。

4. セル電圧の不均衡 - 1 つの弱いセルがパックを低下させる

バッテリー パックは、相互に配線された数百または数千の個別のセルで構成されています。時間の経過とともに、これらのセルは自然に充電状態がバラバラになります -。この状態をセルの不均衡と呼びます。 1 つのセルまたはセルのグループが大幅に遅れている場合、BMS は電圧の不一致を検出し、システムをシャットダウンします。これは、そのセルがその最小電圧しきい値を下回ると永久に損傷する可能性があるためです。

多くの場合、この原因を示すパターンは、システムが低充電警告を表示する前にシャットダウンが発生すること、または短い休止期間の後に自動的に解除されるシャットダウンです（負荷がかかっていないときにパックがわずかに充電を再分配するため）。{0}} BMS ログのレビューでは通常、どのセル グループが障害を引き起こしたのかを正確に特定します。高品質の BMS 設計に組み込まれたアクティブ セル バランシング - - は、そもそも不均衡の発生を防ぐのに役立ちます。システムがパッシブ バランシングのみを使用している場合は、メーカーにアップグレード パスについて問い合わせる価値があるかもしれません。

5. インバーターとバッテリー間の通信障害

最新のストレージ システムは単に電気をやり取りするだけではなく、- インバーターとバッテリーは CAN バスや RS485 などのプロトコルを介して常に通信します。充電状態、セル温度、最大許容電流、障害ステータスに関するリアルタイム データを共有しています。-ケーブル障害、プロトコルの不一致、またはブランド間のファームウェアの互換性がないために通信リンクが故障 - すると、通常、インバータは予防措置として切断されます。

これは、さまざまなサプライヤーからコンポーネントを組み立てるのではなく、単一の統合エネルギー貯蔵システム メーカーから完全なシステムを調達するための最も強力な実際的な議論の 1 つです。検証済みの統合により、通信関連の障害全体が排除されます。- Sunhingstones では、インバータ、BMS、監視プラットフォーム間の通信は、システムの出荷前に最初に重点テストを行うものの 1 つです。-混合ブランド構成では、このテストが完全に省略されることが多く、顧客は後で現場で不便なときに非互換性に気づきます-。

6. BMS ファームウェアのバグまたは設定ミス

バッテリー システムを実行するソフトウェアは、ほとんどのユーザーが認識している以上のことを行います。 BMS ファームウェアは、保護しきい値、セル バランシング動作、通信プロトコル、およびその他の多数のパラメーターを制御します。初期のファームウェア バージョンには、過敏に調整された保護トリガー、または特定のユニットにインストールされている特定のセルの化学的性質と一致しない工場出荷時の設定にバグが含まれる場合があります。

これは、メーカーが通常認識しているよりも業界では一般的です。良いニュースは、ファームウェアの問題はアップデートで解決できることです。信頼できるサプライヤーはリモート診断機能を維持しているため、技術者をサイトに派遣せずにイベント ログを確認し、ファームウェアの修正をプッシュできます。サプライヤーにリモート ログ レビューやファームウェア アップデートのメカニズムがない場合、それはサポート モデルに大きなギャップがあります -。システムまたはエネルギー貯蔵システム コンテナのメーカーを選択する際に、評価に考慮する価値があります。

Sunhingstones は、2024 年にリモート診断プログラムで ESTA に認められました。このプログラムは、複数の大陸にまたがるクライアントのファームウェア関連のシャットダウン問題を、一度も現場に訪問することなく解決しました。{2}{1}

7. 配線または接続の不良

端子の緩み、接続点の腐食、または接地の問題により抵抗が発生します。負荷がかかると、その抵抗によって熱が発生します。十分な熱が熱障害を引き起こすか、電圧の異常が BMS に過電流イベントとして読み取られ、システムがシャットダウンします。リセットすると、すべてが正常に見えます -。数時間後に負荷が増加すると、再び同じことが発生します。

リセットすると解消されるが、同様の負荷条件下では再発するパターン - のシャットダウン - は、セルの問題ではなく接続の問題を示す典型的な指標です。通常、端子の目視検査と接続間の抵抗チェックを組み合わせることで、すぐに発見できます。端子が緩んでいると火災の危険もあるため、これは先送りしたくない問題の 1 つです。システムが自分で設置されたものである場合、またはエネルギー ストレージに関する特別な経験のない請負業者によって委託されたものである場合は、資格のある技術者が接続品質を確認する価値があります。{6}

8.-単独運転防止（グリッド-接続システムのみ）

ストレージ システムが電力網に接続されている場合、ほとんどの電力会社相互接続規格における安全要件である単独運転防止保護が組み込まれています。{0}{1}送電網がダウンしたり不安定になると、電力会社の作業員が保守している可能性のある回線に電力が逆給電されるのを防ぐために、インバータは自動的に切断されます。これは安全機能であり、故障ではありません。

グリッド電力が不安定な地域のユーザーにとって、これは、グリッドの安定性が回復すると自動的に解決される謎のシャットダウンのように見える場合があります。ストレージ システムは壊れていません - 気づかなかったかもしれないグリッドの状態に正しく応答しています。ここでの解像度はストレージ ハードウェアにありません。送電網の不安定性が切断の原因であることを受け入れるか、設置者と協力して送電網が低下したときに独立してアイランド モードで動作できるハイブリッド システムを構成するかのどちらかです。

2023 年後半、ガーナのホスピタリティ顧客は、元々 Sunhingstones が供給したものではない既存の 200kWh ストレージ システム - で夜間のシャットダウンが繰り返し発生したため、連絡を取ってきました。シャットダウンは午前 2 時から午前 4 時まで一貫して発生していましたが、夜間の電力使用量との明らかな相関関係はありませんでした。

BMS イベント ログへのリモート アクセスを取得した後、当社のエンジニアは、組み合わせて発生している 2 つの障害コードを特定しました。

障害コード 07: セル グループ 3 の電圧が最小しきい値 - を下回っています。これは、初期劣化を示す一連のセル間の深刻な不均衡が原因です。

障害コード 14: BMS とインバータ - の間の通信タイムアウトは、夜間に温度が低下したため、毎日の熱サイクルの影響を受けるケーブル入口点近くの擦り切れた RS485 ケーブルが原因であることが判明しました

このタイミング (午前 2 ～ 4 時) は、コンテナ内の夜間の温度低下と正確に一致していました。この熱サイクルにより、すでに損傷していたケーブルに十分なストレスがかかっていました。-断続的な通信損失 - が発生し、セルの不均衡と相まって、BMS は毎晩シャットダウンしきい値を超えていました。

解決策: RS485 ケーブルが交換され、適切に固定されました。私たちのチームによるファームウェアのアップデートにより、影響を受ける文字列でのアクティブ セル バランシングが有効になりました。結果: 修正が適用されてから 14 か月間、計画外のシャットダウンはゼロでした。その後、クライアントは 2 番目の施設用に Sunhingstones のコンテナ化システムを購入しました。

技術者に連絡する前に、次の手順を実行してください。これらはエンジニア以外にとっても安全であり、多くの場合、原因を大幅に絞り込むことができます。-

シャットダウン直後にBMS表示または監視アプリを確認してください。どのような障害コードまたはステータス メッセージが表示されていますか?再起動時にディスプレイが消えたら写真を撮ります。

シャットダウンの正確な瞬間に何が起こっていたかに注目してください。大型家電のスイッチが入っていませんか？特に暑かったですか、それとも寒かったですか?

シャットダウンする前に充電状態を確認してください。システムは範囲の底値近くにありましたか?

バッテリーの筐体に異常な熱が生じていないか注意深く確認してください。何も開けないでください。- 筐体のどこかの部分が異常に熱く感じないかどうかだけをメモしてください。

目に見えるケーブル接続と端子を検査します。何か緩んでいたり、腐食していたり​​、目に見える損傷はありませんか?

システムを再起動して観察します。同様の状況で再びすぐにシャットダウンする場合は、そのパターンを文書化してください。- これは診断に役立つ貴重な情報です。

リモート アクセスがある場合は、監視プラットフォームから BMS イベント ログをダウンロードします。これは、技術者と共有できる最も有益な情報です。

次のいずれかに気付いた場合は、直ちに停止して専門家に連絡してください: エンクロージャからの焦げる臭いや硫黄の臭い、バッテリー モジュールの目に見える膨張や変形、端子の火花やアーク痕、または毎回例外なく再起動するとすぐにシステムがシャットダウンする場合

最初からシステムのサイズを正しく設定します。過負荷シャットダウンの最も一般的な原因は、特に起動サージが考慮されていない場合に、実際の負荷 - に対してシステムのサイズが過小であることです。平均ドローだけを計算しないでください。セットアップ内のすべてのモーターとコンプレッサーからのピーク需要を考慮します。

単一の統合サプライヤーから調達します。バッテリー、インバーター、BMS、モニタリングが連携して動作するように設計および検証されているシステムでは、通信関連の障害がはるかに少なくなります。-異なるエネルギー貯蔵システム工場からのコンポーネントを混合することは、完全に回避可能な一般的な根本原因です。

ファームウェアを最新の状態に保ちます。 BMS とインバーターのファームウェアのアップデートを 6 か月ごとに確認します。これには 30 分もかからず、ソフトウェア関連のイベント全体が防止されます。-

適切な熱管理に投資します。特に暑い気候や寒い気候では、受動的換気だけでは十分ではありません。高品質のエネルギー貯蔵システム コンテナ内で積極的に冷却または加熱すると、初期費用がかかり、サービス コールの回避、セル寿命の延長、年間を通じて一貫したパフォーマンスが得られます。-

実際の販売後のサポートが受けられるサプライヤーから購入してください。{0}}を評価するとき、エネルギー貯蔵システム 5500Wメーカー - または任意の容量 - は、文書化された BMS 構成、標準で含まれるリモート監視、ファームウェア更新機能、同様のアプリケーションの顧客からの検証可能なリファレンスを探します。エネルギー貯蔵システムコンテナの卸売購入は優れた価値を提供できますが、それはサプライヤーが製品に対する真のエンジニアリングの深さを持っている場合に限られます。