Hvad er fjerndiagnostik?
Jeg kom ind i denne forretning tilbage i 2016, da ingen rigtig talte om fjerndiagnostik til batterier. Vi trak stadig pakker ud af busser og tilsluttede bænktestere. Nu bruger jeg halvdelen af min uge på at stirre på dashboards.
Fjerndiagnostik betyder, at du kan se, hvad der sker inde i en batteripakke uden at røre ved den. BMS'et opsamler spænding og temperatur fra hver celle, pakker det sammen, sender det over mobilnettet til en server et eller andet sted. Det er den simple version.
Den komplicerede version involverer en masse skænderier om, hvilke data der rent faktisk betyder noget.
Det grundlæggende
Hver celle i en pakke har en spænding. I et 400V busbatteri kan du have 96 celler i serie. BMS læser hver enkelt, normalt med få sekunders mellemrum. Den aflæser også temperatur fra termistorer spredt rundt i modulerne. Måske én sensor pr. modul, måske mere, hvis pakkedesigneren var paranoid omkring hot spots.
Alt dette går ind i en datastrøm. Strømmen bliver komprimeret og skubbet ud gennem et modem. LTE fungerer fint i de fleste byer. Ude i pindene har du måske brug for satellit, men ærligt talt accepterer de fleste flådeoperatører bare datahullerne, når deres lastbiler kører på landlige ruter.
Den modtagende ende er uanset hvilken cloud-tjeneste, OEM'en sætter op. Kunne være AWS, kunne være Azure, kunne være en proprietær ting, ingen ønsker at vedligeholde. Dataene lander i en database, og derefter tygger algoritmer på dem.
Data Pipeline
BMS-samling (V, T, I)
Kompression og kryptering
LTE/Sat transmission
Skyindtagelse og analyse
Hvad vi egentlig leder efter
Cellespændingsspredningen er den store. Hvis du har 96 celler, skal de alle være ret tæt på hinanden, når flokken hviler. Måske 10 eller 15 millivolt fra hinanden. Når en celle begynder at drive lavt sammenlignet med dens naboer, nedbrydes den celle hurtigere end resten. Det vil i sidste ende begrænse din pakkekapacitet.
Temperatur
Temperaturen er sværere end folk tror. En sensor kan læse 35 grader, men den faktiske celleoverflade to tommer væk kan være 40 grader. Du interpolerer. Du gætter. Algoritmerne tager højde for dette, men der er altid usikkerhed.
Indre modstand
Intern resistens er guldstandarden for sundhedsvurdering, men de fleste produktions BMS-systemer måler det ikke godt. Du har brug for en kontrolleret strømpuls og en ren spændingsaflæsning. Svært at gøre, når køretøjet hopper ned ad motorvejen. Nogle af de nyere systemer gør det under opladning, når alt er stabilt.
Den del, ingen fortæller dig
Halvdelen af de advarsler, jeg ser, er affald. Sensorfejl, løse forbindelser, softwarefejl i BMS-firmwaren. En tekniker kører ud for at tjekke et batteri, som systemet har markeret som kritisk, og finder intet galt. Termistoren havde en dårlig loddesamling. Tre timer spildt.
God fjerndiagnostik kræver filtrering. Ikke bare filtrering af data, men filtrering af advarsler. Du skal korrelere på tværs af flere signaler, før du generer nogen. En aflæsning af høj temperatur betyder ingenting. Tre på hinanden følgende aflæsninger stiger, mens strømmen er lav, og omgivelsestemperaturen er normal, det er et telefonopkald værd.
Jeg arbejdede med et transitbureau i Ohio i omkring to år. De havde 40 elektriske busser og fik måske 200 alarmer om ugen, da vi startede. De fleste var falske positive. Vi justerede tærsklerne, tilføjede noget tids-baseret logik, fik det ned til omkring 30 underretninger om ugen. Af dem var måske 20 handlingsberettigede.
Pengespørgsmålet
Fleet managers spørger altid om ROI. Her er det ærlige svar: det afhænger af, hvor dårlig din baseline er.
- Hvis du allerede laver månedlige inspektioner og opdager problemer tidligt, kan fjerndiagnostik muligvis kun spare dig for et par vejsidefejl om året. Abonnementsomkostningerne kan muligvis ikke udskrives.
- Hvis du kører pakker, indtil de dør og derefter reagerer, vil fjerndiagnostik hurtigt betale sig tilbage. Jeg har set flåder undgå katastrofale fejl, der ville have betydet trækvogne, brandvæsenets opkald og erstatningspakker på nødforsendelse. En undgået termisk begivenhed dækker en masse månedlige gebyrer.
De sværere besparelser at kvantificere er garantikravene. Når du har kontinuerlige data, kan du bevise præcis, hvordan pakken blev brugt. Misbrugte kunden det med hurtig opladning i varmt vejr? Dataene viser det. Sendte producenten celler, der allerede var nedbrudte? Det viser dataene også.
Hvor går det hen
"Maskinlæringsting er overhypet efter min mening."
Elektrokemisk impedansspektroskopi bliver ved med at dukke op i forskningsartikler. Ideen er at injicere AC-signaler ved forskellige frekvenser og måle responsen. Du kan opdage ting som lithiumbelægning, før de dukker op i spændingsdata. Nogle få virksomheder forsøger at produktisere dette, men jeg har endnu ikke set noget i volumenproduktion.
Machine learning-tinget er overhypet efter min mening. Ja, du kan træne modeller på historiske fejldata. Men batterier svigter på nye og kreative måder. En model trænet på 2020-data kan gå glip af fejltilstande, der dukker op i 2024-kemierne. Du har stadig brug for mennesker, der kigger på dataene og stiller spørgsmål.
Det, jeg faktisk ønsker, er bedre sensorer. Giv mig en direkte måling af trykket inde i cellen. Giv mig gassensorer, der kan snuse til tidlig elektrolytnedbrydning. De BMS-data, vi har nu, er som at forsøge at diagnosticere en patients helbred ved kun at måle deres temperatur og puls. Nyttigt, men ufuldstændigt.
Praktiske råd
Hvis du specificerer et batterisystem, og leverandøren tilbyder fjerndiagnostik som en mulighed, så tag det. Også selvom du ikke er sikker på, at du vil bruge den. Det er værdifuldt at have dataene med tilbagevirkende kraft. At forsøge at rekonstruere, hvad der skete med en mislykket pakke uden telemetri, er smertefuldt.
Sørg for, at du forstår, hvem der ejer dataene. Nogle leverandører holder det låst på deres platform og opkræver dig for at få adgang til dine egne oplysninger. Få dataeksportrettigheder i kontrakten.
Spørg om mobiltelefonomkostninger. Nogle systemer inkluderer dataplaner, andre gør ikke. Et par hundrede enheder, der sender konstant, tæller sammen.
Og budgetter for, at nogen rent faktisk kan se på dashboards. Den smarteste diagnoseplatform er værdiløs, hvis ingen logger ind.
