Domů / Blog / Chybný ukazatel % nabití baterie a zimní provoz

Chybný ukazatel % nabití baterie a zimní provoz

Baterie vs střídač
Abychom pochopili do důsledku chování střídače a baterie je samozřejmě nutné nejdříve prozkoumat jejich fungování.
Střídače obecně, včetně Deye umožňují provoz baterií ve dvou hlavních režimech.
  1. Komunikace baterie (BMS) se střídačem pomocí protokolu např. Pylontech a pomocí komunikačního standardu CAN nebo RS485.
  2. Manuální řízení pomocí nastavení na střídači
    • Řízení pomocí napětí
    • Řízení pomocí %, které si přepočítává střídač

Každá možnost má svoje pro a proti. Vzhledem ke standardnímu použití Lifepo (LFP) baterií je nejlepší použít metodu 1. přímá komunikace baterie a střídače. A proč zrovna při použití LFP? Protože LFP se nedá řídit podle napětí v rozsahu 20-80%. Má tak plochou nabíjecí křivku, že % stav nabití se nedá přesně určit. Závislost je i na teplotě baterie.

Obrázek nabíjecí a vybíjecí křivky článku EVE 280Ah, konstantní proud 40A. Při nabíjení má baterie 97% na 3,43V

Opačně u vybíjení 40A má kapacitu 7% při 3,15V; 5% 3,1V; 2,5% 3V 

 

Pomocí komunikace neprochází pouze % nabití, ale také řízení nabíjecího napětí a proudu dle nastavení BMS (Bulk, Float, Absorption), které je šetrné k baterii (špatné nastavení se dá vyrobit i tam). 

 

Jak funguje ukazatel % nabití baterie?

Jak jsme si ukázali, procenta baterie LFP nelze přesně určit dle napětí. Je tedy potřeba vybrat jiný způsob. A tím jediným možným dalším způsobem je metoda počítání Coloumb-count, která měří množství přijaté a vydané energie. Jinými slovy měří množství Wh, kolik se nabilo a vybilo a podle celkové velikosti kWh baterie určí aktuální % nabití.

Tato metoda počítání také není přesná.

 

Kde je problém?

Problém je v přesnosti a citlivosti měření proudu na BMS. Každá BMS je jiná, ale toto mají společné. 

  1. Proud měří nepřesně. V různých velikostech proudu, jsou chyby různé. BMS musí zvládat rozsah do stovek A.
  2. Zcela ignorují malé proudy. Například hojně používána BMS PACE (například UFO baterie aj.) nebo SEPLOS (určité modely) má citlivost na přijatelné hodnotě 0,5A. Jiné značky se pohybují v rozsahu 0,5A-2A. Pod tuto hodnotu veškerý pohyb energie ignorují!

Důsledek tohoto chování je nárůst chybovosti ukazatele % v čase a na 99,99% to vždy vede k postupnému snižování energie v baterii a chybném údaji ukazatele %. Baterie se vždy určitým způsobem vybíjí.

  1. Samovybíjením (0,5-3% měsíčně)
  2. Energií potřebnou na provoz BMS (jednotky W)
  3. Energií posílanou nonstop do střídače (desítky W)

Proto je nutné toto počítadlo % nabití pravidelně resetovat. Reset se u všech používaných BMS spočívá v nabití na 100%. Ani 90% ani na 97%, musí být 100%. Jak pravidelně záleží na používaní baterie. Jedná se o časový úsek běžně cca 1-3 týdny. Příklad: při ignorování proudu 0,5A * 52V napětí je to cca 25W. Pokud 10kWh baterii chci vybíjet pouze do 30% kapacity tzn. mám k dispozici 3kWh energie. 3000/25 = 120h nonstop vybíjení...tzn. 5 dní nečinnosti bez žádného nabíjení.

Příklad měření:

Ukazatel na BMS registruje proud -1A = 53W Také střídač registruje tento proud a ukazuje dobře.

 

BMS o proudu pod 0,5A vůbec neví a nezohledňuje do % nabití baterie.

 

Střídač registruje proud 0,38A.

 

Tuto nepřesnost rozvedeme pro období malého svitu - typicky zimní.

Při zimním období slunce svítí velmi málo, nebo jsou panely zasněžené. Střídač a baterie jsou ale stále v pohotovosti pro případný výpadek nebo pro výrobu a zásobování domu. Proto v době mimo výrobu baterie pořád posílá určité malé množství energie do střídače a typicky je tato energie pod rozlišovací schopnost BMS. Viz měření.

V delším horizontu bez slunce a bez pravidelného dobíjení baterie na 100% je celkové nechtěné vybití baterie nevyhnutelné i při nastavení dobíjení ze sítě na minimální hodnotu %. Typicky uživatelé nastaví hodnotu vybíjení na zimu na 30-50% a pod tuto hodnotu nabíjení ze sítě. Jak jsme si ukázali není to řešení, pouze oddalování celkového vybití. Procenta se budou v čase rozcházet čím dál víc dokud nenastane buď chyba střídače/baterie pro Undervoltage (podvybití) jako ochrana baterie před zničením, nebo dobití na 100% ze slunce.

 Typická chyba při totálním vybití baterie. W31 ztráta komunikace, F56 nízké napětí na DC sběrnici.

 

BMS z bezpečnostních důvodů odstavila články a ukazuje 0 napětí.

 

Chyba undervoltage:

 

 

Závěr: Pro správné fungování ukazatele % baterie je nutné baterii nabíjet na 100% každé 1-3 týdny. Pokud nejde nabít ze slunce, je potřeba nabít ze sítě.

 

Autor: Ing. Petr Křivský, wattery s.r.o.