Hva er fjerndiagnostikk?
Jeg begynte i denne bransjen i 2016 da ingen egentlig snakket om fjerndiagnostikk for batterier. Vi dro fremdeles pakker ut av busser og koblet til benktestere. Nå bruker jeg halve uken på å stirre på dashbord.
Fjerndiagnostikk betyr at du kan se hva som skjer inne i en batteripakke uten å berøre den. BMS samler spenning og temperatur fra hver celle, pakker den sammen, sender den over mobilnettet til en server et eller annet sted. Det er den enkle versjonen.
Den kompliserte versjonen innebærer mye krangling om hvilke data som faktisk betyr noe.
Det grunnleggende
Hver celle i en pakke har en spenning. I et 400V bussbatteri kan du ha 96 celler i serie. BMS leser hver enkelt, vanligvis med noen sekunders mellomrom. Den leser også temperatur fra termistorer spredt rundt i modulene. Kanskje én sensor per modul, kanskje mer hvis pakkedesigneren var paranoid om hot spots.
Alt dette går inn i en datastrøm. Strømmen blir komprimert og presset ut gjennom et modem. LTE fungerer fint i de fleste byer. Ute i stokkene trenger du kanskje satellitt, men ærlig talt godtar de fleste flåteoperatører bare datahullene når lastebilene deres kjører på landlige ruter.
Mottakeren er uansett hvilken skytjeneste OEM setter opp. Kan være AWS, kan være Azure, kan være en proprietær ting ingen ønsker å opprettholde. Dataene lander i en database og deretter tygger algoritmer på dem.
Datarørledning
BMS-samling (V, T, I)
Komprimering og kryptering
LTE/Sat-overføring
Skyinntak og analyse
Hva vi faktisk ser etter
Cellespenningsspredningen er den store. Hvis du har 96 celler, bør de alle være ganske nær hverandre når flokken hviler. Kanskje 10 eller 15 millivolt fra hverandre. Når en celle begynner å drive lavt sammenlignet med naboene, brytes den cellen ned raskere enn resten. Det kommer til å begrense pakkekapasiteten din til slutt.
Temperatur
Temperaturen er vanskeligere enn folk tror. En sensor kan lese 35 grader, men den faktiske celleoverflaten to tommer unna kan være 40 grader. Du interpolerer. Du gjetter. Algoritmene står for dette, men det er alltid usikkerhet.
Intern motstand
Intern resistens er gullstandarden for helsevurdering, men de fleste produksjons BMS-systemer måler det ikke godt. Du trenger en kontrollert strømpuls og en ren spenningsavlesning. Vanskelig å gjøre når kjøretøyet spretter nedover motorveien. Noen av de nyere systemene gjør det under lading når alt er stabilt.
Den delen ingen forteller deg
Halvparten av varslene jeg ser er søppel. Sensorfeil, løse tilkoblinger, programvarefeil i BMS-fastvaren. En tekniker kjører ut for å sjekke et batteri som systemet har merket som kritisk og finner ingenting galt. Termistoren hadde en dårlig loddeskjøt. Tre timer bortkastet.
God fjerndiagnostikk krever filtrering. Ikke bare filtrering av data, men filtrering av varsler. Du må korrelere på tvers av flere signaler før du plager noen. Én avlesning av høy temperatur betyr ingenting. Tre påfølgende målinger trender opp mens strømmen er lav og omgivelsene er normalt, det er verdt en telefonsamtale.
Jeg jobbet med et transittbyrå i Ohio i omtrent to år. De hadde 40 elektriske busser og fikk kanskje 200 varsler per uke da vi startet. De fleste var falske positive. Vi justerte tersklene, la til litt tids-basert logikk, fikk det ned til omtrent 30 varsler per uke. Av disse var kanskje 20 handlingsdyktige.
Pengespørsmålet
Flåtesjefer spør alltid om ROI. Her er det ærlige svaret: det avhenger av hvor dårlig grunnlinjen din er.
- Hvis du allerede gjør månedlige inspeksjoner og oppdager problemer tidlig, kan fjerndiagnostikk bare spare deg for noen få feil i veikanten per år. Det kan hende at abonnementskostnadene ikke utsettes.
- Hvis du kjører pakker til de dør og deretter reagerer, vil fjerndiagnostikk betale seg raskt. Jeg har sett flåter unngå katastrofale feil som ville ha betydd bergingsbiler, brannvesenanrop og erstatningspakker på nødtransport. En unngått termisk hendelse dekker mange månedlige avgifter.
Jo vanskeligere besparelser å kvantifisere er garantikravene. Når du har kontinuerlige data kan du bevise nøyaktig hvordan pakken ble brukt. Misbrukte kunden det med hurtiglading i varmt vær? Dataene viser det. Sendte produsenten celler som allerede var nedbrutt? Dataene viser det også.
Hvor dette går
"Maskinlæringstingene er overhypet etter min mening."
Elektrokjemisk impedansspektroskopi kommer stadig opp i forskningsartikler. Tanken er å injisere AC-signaler ved forskjellige frekvenser og måle responsen. Du kan oppdage ting som litiumbelegg før de vises i spenningsdata. Noen få selskaper prøver å produktisere dette, men jeg har ikke sett noe i volumproduksjon ennå.
Maskinlæringstingene er overhypet etter min mening. Ja, du kan trene modeller på historiske feildata. Men batterier svikter på nye og kreative måter. En modell trent på 2020-data kan gå glipp av feilmoduser som dukker opp i 2024-kjemiene. Du trenger fortsatt mennesker som ser på dataene og stiller spørsmål.
Det jeg faktisk vil ha er bedre sensorer. Gi meg direkte måling av trykket inne i cellen. Gi meg gasssensorer som kan snuse tidlig nedbryting av elektrolytt. BMS-dataene vi har nå er som å prøve å diagnostisere en pasients helse ved kun å måle temperaturen og pulsen. Nyttig, men ufullstendig.
Praktiske råd
Hvis du spesifiserer et batterisystem og leverandøren tilbyr fjerndiagnostikk som et alternativ, ta det. Selv om du ikke er sikker på at du vil bruke den. Det er verdifullt å ha dataene med tilbakevirkende kraft. Å prøve å rekonstruere hva som skjedde med en mislykket pakke uten telemetri er smertefullt.
Sørg for at du forstår hvem som eier dataene. Noen leverandører holder den låst på sin plattform og belaster deg for å få tilgang til din egen informasjon. Få dataeksportrettigheter i kontrakten.
Spør om mobilkostnader. Noen systemer inkluderer dataplaner, noen gjør det ikke. Noen hundre enheter som sender hele tiden summerer seg.
Og budsjett for at noen faktisk kan se på dashbordene. Den fancyste diagnoseplattformen er verdiløs hvis ingen logger på.
