とは何ですか白金測温抵抗体?
これを読んでいるあなたは、おそらくバッテリーの温度が重要であることをすでにご存知でしょう。しかし、これはほとんどの人が教えてくれないことです。適切な温度を設定することは思っているよりもはるかに難しく、間違った温度を設定すると損害が発生します。たくさん。
私たちは 2019 年にこのことを大変な思いで学びました。中国北部の当社のフォークリフト群の顧客の 1 つは、40+ 台で当社のバッテリー パックを稼働させていました。冬が到来し、気温が-25度まで下がり、午前2時に突然電話がかかってくるようになりました。トラックは料金を請求しません。 BMS は温度超過警告を出し続けます。-マイナス25度で。うん。
私たちが使用していた NTC サーミスタは、寒い天候ではほぼ 8 度変化することがわかりました。 BMS は、セルが実際には凍結しているときに、セルが過熱していると考えました。充電器がシャットダウンします。艦隊全体が倉庫で死亡した。違約金、交換費用、直接謝罪に行くための飛行機代…当社の誰かがその契約書を思い出させるために今でも壁に額装して飾っているとしましょう。費用は200万人民元以上かかりました。
そのとき、私たちの上司は文字通りテーブルに手を叩きつけて、「これからはすべてプラチナRTDにする、もし誰かがお金を節約するために再びNTCを提案するなら、それは彼らのボーナスから出てくることになる。」と言いました。
そうそう。だからこそ私たちはこれを書いています。プラチナRTDが高級だからではありません。なぜなら、私たちは火傷を負ったことがありますが(皮肉なことに、温度測定値が悪かったため)、二度と同じことをしないからです。
基本 (でも実際に役立つ)
Platinum RTD は、白金測温抵抗体を表します。原理は至ってシンプルです。白金線は加熱すると電気に対する耐性が高まります。抵抗を測定すると温度がわかります。それでおしまい。

業界標準は Pt100 と呼ばれます。これは、0 度で 100 オームを意味します。 Pt1000 (0 度で 1000 オーム) もあり、より大きな信号を扱うことができ、長い配線や騒音の多い環境の場合に便利です。現在、2 メートルを超えるケーブルには Pt1000 を使用しています。これは、0.5 度の誤差を追跡するのにうんざりしており、補正し忘れたリード線の抵抗であることが判明したためです。
なぜ特にプラチナなのか?実際、私たちは早い段階でニッケルと銅を試しました。確かに安いです。しかし、ニッケルは300度を超えるとおかしくなり、銅は見方を間違えると酸化します。プラチナは.... -200度から+850度まで機能し、腐食せず、漂流しません。退屈で信頼性が高い。これは、倉庫内でパレットを移動する 3 トンのフォークリフト内にバッテリー パックを設置する場合にまさに必要なものです。
当社のエンジニアの 1 人は、「プラチナは怠惰なため高価です」とよく言います。- プラチナは何にも反応せず、考えを変えることもなく、ただ正確にそこに座っているだけです。怠け者を連れて行きます。
それらを構築する 3 つの方法 (そして実際に機能するもの)
ワイヤー-を巻いたもの、コイル状の要素、薄膜などがあります。それぞれについて実際に考えていることは次のとおりです。
ワイヤー-が巻かれている
昔ながらのやり方。セラミックコアにプラチナワイヤーを巻き付けたもの。超正確、超安定。また、非常に高価で、壊れやすいものもあります。これらをキャリブレーションの基準として使用するだけです。ある顧客は、「最高のものだけを」という理由で、フリート全体にワイヤーを巻くことを主張しました。- 6か月後、彼の荒れた倉庫の床からの振動で巻きが緩んだために、それらの半分が漂流してしまった。現在、彼は他の人と同じようにコイル状の要素を使用しています。
薄膜
安くて小さくてレスポンスが早い。消費者向けのものやリスクの低いモニタリングに最適です。-私たちはこれらを 12V/24V の小型パックに使用しています。これにより、何か問題が発生しても誰も怪我をせず、何も発火することはありません。 600V フォークリフトパックに入れますか?絶対に違います。セラミック基板とプラチナ膜は異なる速度で膨張し、数千回の熱サイクルの後、ドリフトが見られ始めます。私たちが試したある輸入ブランドも - 高価なものも - 1 年以内に 1.5 度変化しました。サプライヤーは私たちの設置を非難しました。私たちは彼らの品質管理を非難しました。いずれにせよ、私たちは重要なことにそれらを使用するのをやめました。
コイル状要素
これは高電圧パックの仕様です。{0}プラチナ コイルは、パウダーが詰められたセラミック チューブ内に緩く収まっているため、ワイヤーにストレスを与えることなく伸縮できます。彼らは振動にも対処し、熱サイクルにも対処し、文句を言いません。薄膜よりも高価ですが、夜はよく眠れます。産業用アプリケーションを行うリチウム電池パックのサプライヤーは、これらを真剣に検討する必要があります。
2 線式、3 線式、4 線式: チームをほぼ分裂させた議論

これは私たちのオフィスで実際の議論を引き起こしました。当社のハードウェア リーダーは、すべてを 4 線式にすることを望んでいました。当社のコスト エンジニアは、追加のコネクタ ピンとケーブルのコストを計算するのに大慌てでした。彼らは一週間ほどお互いに口をきかなかった。
取引内容は次のとおりです。
2線式ケーブルが短く、あちこちで 0.5 度程度の誤差は気にしない場合は問題ありません。ワイヤー自体の抵抗により、測定値が増加します。 10 メートルのケーブルの場合、1 ~ 2 度ずれることがあります。 BMS がその数値に基づいて決定を下している場合は、あまり良くありません。
3線式鉛の抵抗を補償し、ほとんどの産業用セットアップで使用されます。アプリケーションの 90% には十分です。これが現在のデフォルトです。
4線式鉛抵抗を完全に排除します。研究開発や検証中の細胞レベルのモニタリングや、高い精度を求めて料金を支払っている顧客のためにこれを使用しています。-顧客が独自の安全認証を行っているリチウム電池 OEM ソリューションにも必須です - 監査人は 4 線式を好むようです。
この議論は、当社のハードウェア担当者が「追加のワイヤを 2 本配線するか、熱暴走保護が 3 度遅れて作動する理由を顧客に説明できる」と言ったことで終わりました。現在、すべての高電圧パックで 4 線式を実行しています。-追加料金はパック料金の0.3%程度です。寝坊する価値はありません。
どこに貼り付けるか (実際に貼り付ける場所は重要です)
他の産業用電池メーカーからは、いくつかのワイルドな製品も見られました。センサーはランダムな場所に結束されています。-センサーはフォーム片でケースに押し付けられています。忘れられない監査の 1 つでは、セルが調理されている間の気温を読み取るセンサーが完全に外れて筐体内にぶら下がっているだけであることがわかりました。
現在の私たちのルールは次のとおりです。
細胞について
ケース、サーマルペーストまたは 3M VHB テープ (9888T が好き) に直接接触させ、その上をエポキシでポッティングします。はい、やり直しは面倒です。それがポイントです。センサーを移動するためにエポキシを彫刻しなければならない場合、実際にその必要があるかどうかをよく考えるでしょう。
細胞間
隣接するセルよりも早く劣化しているセルのホットスポットを捕捉します。これが、内部欠陥のあるサプライヤーからのセルのバッチを発見した方法です - 1 つのセルが隣のセルより 8 度高温で動作していました。何か悪いことが起こる前にそれを発見し、モジュールを交換し、製造ロットまで追跡し、バッチ全体を拒否しました。センサーはその日、約 10,000 回の利益をもたらしました。
バスバーと接続
緩んだボルトは熱を持ちます。たくさん。メインコンタクタの端子が適切にトルクされていないパックがあり、大電流下では近くのセルが 35 度であるのに、端子は 85 度に達していました。お客様から「ランダムな」電力ディレーティングについて苦情が寄せられました。まったくランダムではありませんでした - BMS はすべきことを正確に実行していました。接続が修正され、問題は解決しました。現在、すべてのパックにセンサーがメインの電流経路に搭載されており、交渉の余地はありません。-
クーラントの出入り
アクティブ冷却を備えている場合は、それが実際に機能しているかどうかを知る必要があります。ポンプが故障し、細胞が膨張し始めるまで誰も気付かなかったシステムがあまりにも多く見られました。
データシートに記載しない内容
失敗から学んだことは次のとおりです。
自己発熱は本物です-
RTD を測定するために RTD に流す電流によっても発熱します。 Pt100の場合は1mAが標準です。かつて、「信号が大きいほうが精度が良いですよね?」という理由で、5mA まで上げた若手エンジニアがいました。間違っている。センサーは高さ 2 度を測定していました。 48V ゴルフ カート パックでは、ファンが少し早めにオンになることを意味します。- 400V の産業用パックでは、迷惑なシャットダウンが発生することになるでしょう。 1mAを使用してください。 Pt1000以下。
配線の取り回しが重要
RTD ワイヤを電源ケーブル、モーター ドライブ、インバーター - の大電流をスイッチングしているものから遠ざけてください。 20cm 離れて取り付けられた VFD からの EMI であることが判明した「ノイズの多い温度信号」のデバッグに 3 日間を費やした後、現在はシールド付きツイストペアを使用しています。リチウム電池の卸売業者は注意してください。パックを再販していて、インテグレータが BMS をモーター コントローラーのすぐ隣に置いた場合、温度測定値は無意味になります。
公差等級は精度ではありません
クラス B Pt100 は、仕様に従って 100 度で ±0.8 度ずれることがあります。それは許容されるエラーです。 BMS が非常に正確であると想定し、温度制限を 60 度に設定している場合、実際には 59.2 度または 60.8 度で制限している可能性があります。許容範囲を念頭に置いて制限を設計してください。すべての保護しきい値には 2 度のマージンが組み込まれています。
安価なセンサーはドリフトします。優れたセンサーはそうではありません
私たちは、2 年間の現場運用にわたって 3 つの異なるサプライヤーからのセンサーを追跡しました。低価格のもの(1 つあたり 0.80 ドルなど)は、平均 0.6 度の誤差がありました。中価格帯の日本製 ($2.50) は 0.1 度ずれていました。-高級スイス製 (8 ドル) は基本的に何も変わらなかったのですが、センサーあたり 8 ドルですか?うちは日本製を使ってます。工業用製品としては最高の価値があります。
すべてを Pt100 で標準化した理由
以前は、低価格パックには NTC サーミスタ、高級パックには Pt100、レガシー製品には奇妙な KTY センサーが混在していました。{0}それは悪夢だった。異なるキャリブレーション曲線、異なる BMS ファームウェア ブランチ、異なるスペアパーツ在庫。
今ではどこでもPt100です。同じセンサー、同じサプライヤー、同じ取り扱い手順。何か問題が発生したときに、「ちょっと待って、このパックにはどのタイプのセンサーが入っているの?」と尋ねる必要はありません。 5 種類の異なるセンサーを使いこなす必要がなければ、バッテリー システムの統合がはるかに簡単になります。
NTC と Pt100 のコスト差は、センサーあたり 1.50 ドル程度です。 3000ドルのフォークリフトのバッテリーパックでは、それは騒音です。信頼性とサポートコストに関しては、それがすべてです。
今すぐセンサーの仕様を検討している人へ
これを読んでいる設計エンジニアの方のために、短いバージョンを以下に示します。
Pt100またはPt1000を使用してください。 100Vを超えるものや振動するもの用のコイル状エレメント。薄膜は、ベンチ テストやリスクの低いモニタリングに適しています。-認証や精密な作業を行う場合は、最小限のワイヤ、4 ワイヤを使用します。. 3-
実際のトレーサビリティを備えた確立されたセンサー メーカーから購入します。実際には偽造されたマークが付いた NTC だった偽造 Pt100 を目撃したことがあります。価格が高すぎるように思えても、それは本当です。
センサーを設置しましょう。サーマルインターフェースマテリアルを使用。ケーブルの負担を軽減します。-センサーの位置を文書化して、5 年後の貧しい技術者がどこを見ればよいのかわかるようにしてください。
また、パックを調達している人は、サプライヤーにどのようなセンサーを使用しているのか、またその理由を尋ねてください。たとえ彼らがあなたに明確な答えを与えられなかったとしても、それはあなたに何かを伝えます。 「プラチナ RTD を使用しているのは、プラチナ RTD を使用しないと何が起こるかを苦労して学んだからです」と彼らが言うなら、それは何が重要かを理解するのに十分長く存在しているサプライヤーです。
当社は 10 年以上にわたり、フォークリフト、ゴルフ カート、AGV、床洗浄機など、- のリチウム バッテリー パックを手がけてきました。温度検知はおそらく BOM コストの 0.5% であり、私たちが診断したフィールド障害の根本原因の 50% です。ただ安くする価値はありません。
このようなことについて実際に詳細に取り組むチームをお探しなら、私たちをどこで見つけられるかご存知でしょう。熱管理を正しく行うことに真剣に取り組んでいる方と、熱管理についていつでも喜んでお話します。
また、チーム内の誰かが NTC に切り替えることでパックあたり 1.50 ドル節約することを提案した場合は、お気軽にこの記事を送ってください。または、2019 年の事件の請求書。何でも機能します。

