Mitä teknistä tukea käyttäjät voivat saada mukautettuihin energiavarastoparistoihin

Mukautetun energiavaraston akun kehittäminen on teknisesti vaativa prosessi. Tuotekonseptin—erityisen kapasiteetin, muotokerroksen, jännitekonfiguraation tai integraatiovaatimuksen—ja sertifioituna valmiina tuotantoon soveltuvana akkujärjestelmänä olevan tuotteen välinen etäisyys vaatii useita insinöörialoja, vaatimustenmukaisuustestejä, valmistusprosessien kehittämistä ja jatkuvaa teknistä yhteistyötä. Tämän matkan eri vaiheissa kunnollisen OEM-valmistajan tarjoaman teknisen tuen ymmärtäminen on olennaista ostajille, jotka arvioivat, pystyykö toimittaja todella täyttämään mukautetun kehityksen lupaukset.

Vaihe 1: Vaatimusten tekniikka ja toteuttavuuden arviointi

Ensimmäinen tekninen tukitoiminto, jonka asiakas saa räätälöidylle akulle, on vaatimusten määrittely. Ennen kuin mitään suunnittelutyötä aloitetaan, kokemuksellisen valmistajan insinööriryhmä työskentelee ostajan kanssa liiketoiminnallisten vaatimusten – kuten tehotarpeiden, asennusrajoitusten, sääntelymarkkina-alueiden, käyttöympäristöjen ja kustannustavoitteiden – muuntamiseksi teknisiksi eritelmiksi, jotka voidaan rakentaa ja testata.

Tämän vaatimuksen kääntäminen on monimutkaisempaa kuin ensi silmäyksellä vaikuttaa. Asiakkaan lausuma "Tarvitsen 20 kWh:n järjestelmän kaupallisessa käyttöön Saksassa" määrittelee itse asiassa useita teknisiä vaatimuksia: järjestelmällä täytyy olla CE-merkintä, sen on noudatettava IEC 62619 -standardia, sen jännitealueen on oltava yhteensopiva saksalaisilla hyväksytyillä invertterimerkeillä, sen on toimittava keskieurooppalaisen ilmastollisen alueen tyypillisessä lämpötila-alueessa ja sen on oltava mitoitettu sopimaan standardien mukaisten eurooppalaisten laitetilojen infrastruktuuriin. Teknisten ja sääntelyllisten vaatimusten molempia ulottuvuuksia ymmärtävä insinööriryhmä tuottaa toteuttamiskelpoiset vaatimukset; sellainen ryhmä, joka ei ymmärrä molempia ulottuvuuksia, tuottaa suunnittelun, joka epäonnistuu sertifiointivaiheessa tai kenttäkäytössä.

Helion yli 60 tutkijaa ja kehittäjää tuovat tämän kaksitasoisen teknisen ja sääntelyyn liittyvän osaamisen vaatimusten määrittelyyn, mikä varmistaa, että mukautetut vaatimukset perustuvat siihen, mitä todella voidaan rakentaa ja saada hyväksyttyä.

Vaihe 2: Kennojen kemiallinen koostumus ja kytkentä

Solukemian valinta on tärkein suunnittelupäätös mukautettujen patterien kehityksessä. LiFePO4 (litium-rautafosfaatti) on noussut hallitsevaksi kemialliseksi ratkaisuksi paikallisissa energiavarastointisovelluksissa sen erinomaisen lämpövakauden, pitkän käyttöiän ja turvallisuuden ansiosta. Helion standardituotteet perustuvat LiFePO4-kemialliselle ratkaisulle, ja sen insinööri- ja kehitystiimin syvä kokemus tästä kemiallisesta ratkaisusta – mukaan lukien tiettyjen solutoimittajien, laatuasteikkojen ja suorituskykyominaisuuksien tunteminen eri lämpötilavaloilla – soveltuu suoraan mukautettuihin kehityshankkeisiin.

Solukonfiguraation valinta – kuinka monta solua sarjassa ja kuinka monta rinnan – määrittää järjestelmän jännitteen, kapasiteetin ja sisäisen resistanssin. Helion kokemus konfiguraatioista, jotka vaihtelevat 64S1P:stä (HN-HVS5, 10,24 kWh) 2–19 moduuliin sarjassa (HL605, 51,2–972 V), tarjoaa viitteitä vahvistettujen konfiguraatioiden kirjaston, jota mukautettuja projekteja voidaan hyödyntää sen sijaan, että ne kehitettäisiin alusta alkaen. Tämä vähentää merkittävästi uusien konfiguraatioiden kehitykseen liittyvää insinööriaikaa ja riskejä.

Vaihe 3: BMS-arkkitehtuurin ja kommunikaatioprotokollan kehitys

Akun hallintajärjestelmä on teknisesti monimutkaisin ja erottavimpia osia räätälöidyssä akkujärjestelmässä. Akun hallintajärjestelmä, joka mittaa tarkasti solujen jännitteitä ja lämpötiloja, toteuttaa suojaavan pysäytyslogiikan, kommunikoi luotettavasti ulkoisten invertterien ja hallintajärjestelmien kanssa sekä säilyttää suorituskykyään tuhansien käyttökertojen ajan, on monitasainen upotettu järjestelmä, jonka kehittäminen ja validointi vaativat merkittävää insinööriosaamista.

Mukautettuja asiakkaita, jotka tarvitsevat BMS-viestintäprofiileja, jotka integroituvat omiin energianhallintaplattformoihinsa, varten Helion tekninen tiimi voi kehittää ja testata mukautettua viestintäfirmwarea. CAN- ja RS485-hardwareliitännät ovat standardoituja, mutta viestintäprotokollataso – eli tietyn invertterin tai energianhallintaplattforman odottamat tarkat viestit, tiedonmuodot ja komentorakenteet – voidaan mukauttaa. Tämä BMS-mukautuskyky mahdollistaa mukautetun akkujärjestelmän toiminnan ostajan laajemman tuotekosmosn natiivina komponenttina eikä ulkoisena laitteena, joka vaatii protokollamuunnosta.

Mukautetun BMS:n kehittäminen mahdollistaa myös sovelluskohtaisen suojalogiikan. Esimerkiksi akku, joka on tarkoitettu sähköajoneuvojen latausasemien väliaikaisvarastointikäyttöön, vaatii erilaista huippotehon käsittelyä ja lämmönhallintalogiikkaa kuin akku, joka on tarkoitettu kotitalouksien aikataso-optimointiin. Helion BMS-kehitystiimi voi toteuttaa nämä sovelluskohtaiset määrittelyt osana mukautettua kehitysprosessia.

Vaihe 4: Mekaaninen suunnittelu ja muotoilutekniikka

Kaikki mukautetut akkuparivaatimukset eivät liity elektroniikkaan. Monet niistä johtuvat asennusympäristön rajoituksista: laitteistolaatikko, joka vaatii tietyn pohjapiirin, seinään kiinnitettävä asennus, joka on sovitettava tiettyyn korkeus- ja syvyysmittoihin, ulkokäyttöön tarkoitettu asennus, joka vaatii vähintään IP55-luokan ympäristönsuojauksen, tai kuljetuskäyttöön tarkoitettu asennus, joka vaatii värähtely- ja iskukestävyyden määrittelyn.

Helion suunnittelutiimi työskentelee ostajien kanssa mekaanisten konfiguraatioiden kehittämisessä näiden rajoitusten täyttämiseksi samalla kun valmistuskelvollisuus ja kustannustehokkuus säilyvät. Helion standardituotteiden modulaarinen pinottava arkkitehtuuri tarjoaa todennetun mekaanisen pohjan, jota voidaan sovittaa – leveys, syvyys, korkeus, kiinnitysmahdollisuudet – mukautettuihin sovelluksiin ilman, että vaaditaan kokonaan uutta rakenteellista suunnittelua.

Koteloituksen suunnittelun mukauttamisen laajentaminen kattaa myös lämmönhallintarakenteen. Sovellukset, jotka vaativat toimintaa korkeissa ympäristön lämpötiloissa, saattavat vaatia tehostettua ilmanvaihtoa, vaiheenmuutosmateriaalin integrointia tai aktiivista jäähdytystä, mikä poikkeaa standardituotteiden konfiguraatioista. Helion insinööritiimi on kokonut kokemusta passiivisten ja aktiivisten lämmönhallintaratkaisujen suunnittelusta erilaisiin käyttöympäristövaatimuksiin.

Vaihe 5: Sertifiointituki ja vaatimustenmukaisuustestaus

Mukautettujen akkutuotteiden on läpäistävä samat sertifiointiprosessit kuin standardituotteiden. IEC 62619 -solujen turvallisuustestaus, CE-merkintäasiakirjat, UN38.3 -kuljetustestaus ja UL1973 -kiinteän varastoinnin testaus – nämä sertifikaatit vaativat virallisesti akkreditoidun laboratorion suorittamaa testausta, laajaa dokumentointia sekä jatkuvaa noudattamisen ylläpitämistä.

Helion yli 20 ammattimaista testausjärjestelmää mahdollistaa merkittävän ennakko-sertifiointitestauksen sisäisesti ennen akkreditoitujen ulkoisten laboratorioiden käyttöönottoa. Tämä sisäinen testauskyky on arvokas mukautetun kehityksen kannalta, koska se mahdollistaa insinööritiimien havaita ja ratkaista ongelmia kehityssyklin aikana eikä niitä paljastu kalliilla tavoin virallisessa sertifiointitestauksessa.

Helion nykyinen sertifiointiportfolioiden perusta mahdollistaa myös mukautettujen tuotteiden kehittämisen vähemmällä sertifiointityöllä. Mukautettu tuote, joka jakaa tärkeitä komponentteja ja suunnittelun ominaisuuksia jo sertifioitujen standardituotteiden kanssa, hyötyy teknisestä perustelusta, joka on jo laadittu alkuperäisessä sertifiointidokumentaatiossa.

Vaihe 6: Valmistusprosessin kehittäminen ja tuotannon laajentaminen

Räätälöidyn akun kehittäminen ei päättyvä validoidun suunnittelun saavuttamiseen – sen on oltava toistettavissa sarjatuotannossa yhtenäisellä laadulla. Räätälöidyn akkukonfiguraation valmistusprosessin kehittäminen sisältää kokoonpanomenettelyjen määrittelyn, laadunvalvontatarkastuspisteiden määrittelyn, tuotantotestausprotokollien määrittelyn sekä kokoonpanohenkilökunnan koulutuksen.

Helion tuotantoinfrastruktuuri – ammattimaiset kokoonpanohenkilöt, ammattimainen valmistusvarusteisto ja yli 200 000 yksikön vuosittainen kapasiteetti – tarjoaa perustan mukautettujen suunnittelemien skaalautumiselle prototyypistä sarjatuotantoon ilman valmistusprosessin nopeaa kiihtymistä aiheuttavia riskejä, joita pienemmät toimittajat kohtaavat. Yrityksen tuotantohistoria useissa tuoteversioissa tarjoaa viitereferenssiprosessidataa, joka kiihdyttää mukautettujen tuotantoprosessien kehitystä.

Vaihe 7: Käyttöalueen tuki ja jatkuva tekninen yhteistyö

Tekninen tuki mukautettuihin akkujärjestelmiin jatkuu käyttövaiheessa. Uuden akkukonfiguraation kenttäkäyttöön ottaminen sisältää asennusohjeet, käyttöönottoa tukevan tukipalvelun, vianetsintäapua sekä jatkuvan ohjelmistopäivitysten hallinnan. Ostajille, jotka ottavat mukautettuja järjestelmiä käyttöön laajasti useilla alueilla, tämä kenttätukikyky on yhtä tärkeää kuin alkuperäinen kehitystuki.

Helion tekninen tiimi ylläpitää suoraa yhteyttä asiakkaisiin, jotka tilaavat räätälöityjä kehitysratkaisuja, käyttöönottovaiheen aikana tarjoamalla etädiagnostiikkatukea, julkaisemalla kenttäilmoituksia, kun suorituskyvyn mallit viittaavat uusiin ongelmiin, sekä laatimalla sovellusmuistioita, jotka auttavat asennustiimejä saavuttamaan järjestelmän parhaan mahdollisen suorituskyvyn.

Yhteenveto

Mukautettujen energiavarastopatterioiden kehittäminen on monivaiheinen tekninen yhteistyö, joka kattaa vaatimusten määrittelyn, solujen ja akkujen hallintajärjestelmän (BMS) suunnittelun, mekaanisen suunnittelun, sertifiointitestaukset, tuotannon kehittämisen ja kenttätuen. Jokaisen vaiheen tarjoaman teknisen tuen laajuus määrittää, saavuttaako mukautettu kehityshanke tarkoitetun tuloksen. Helion 60:n yli tutkijan ja kehittäjän, 20:n yli ammattimaisen testausjärjestelmän, 50 000 neliömetrin tuotantolaitoksen ja kattavan sertifiointiportfolion yhdistelmä tarjoaa täysin kattavan teknisen tuen infrastruktuurin, jota mukautettuja energiavarastopattereita tilaavat asiakkaat tarvitsevat. Ota yhteyttä Helion insinööritekniikka-osaamiseen osoitteessa Helioenergy.com keskustellaksesi mukautettujen energiavarastoratkaisujesi vaatimuksista.