Ko preverite stanje baterije prek aplikacije Bluetooth, to opazitenapetost ene od celic je znatno nižja od napetosti drugih.
Na primer, medtem ko napetost večine celic ostaja okoli 3,27 V, je napetost ene celice le 2,65 V. Hkrati vašemu vozičku za golf ali čolnu pri pospeševanju primanjkuje moči, vašemu viličarju ali sistemu za shranjevanje energije pa nenadoma zmanjka energije.
Morda domnevate, da obstaja povezava,-da določena celica ni uspela in jo je treba zamenjati. Vendar pa v resnici nizka napetost celice ne pomeni nujno, da je celica okvarjena.
Ta članek bo podrobno razložil, kaj pomeni "BMS prikaže nizko napetost celice", pogoste vzroke, metode pregledovanja, rešitve in kako preprečiti pojav podobnih težav. To vam bo pomagalo natančneje diagnosticirati nizko{1}}napake vlitij{0}}ionske baterijein se izognili nepotrebnim stroškom popravil.
Kaj pomeni, ko BMS pokaže nizko napetost celice?
Ko v mobilni aplikaciji opazite, da je napetost določene celice prenizka, ne sklepajte prehitro, da je "ta celica okvarjena." Poleg notranjih težav z baterijo (kot so nedosledna kapaciteta celice, dolgotrajna globoka izpraznjenost, staranje celice, povečan notranji upor in nenormalno samo-praznjenje) obstajata še dve situaciji, ki lahko povzročita nenormalno napetost celice: težave z linijami za pridobivanje podatkov BMS in prenizke temperature.
Ko BMS prikaže "Low Cell Voltage," dejansko opozori uporabnika, da se je v baterijskem paketu pojavila šibka celica s težavami pri delovanju in da je treba vzrok anomalije nadalje raziskati.
Litij{0}}ionske baterije so običajno sestavljene iz več zaporedno povezanih celic. Na primer, a48V LiFePO4 baterijaobičajno sestoji iz 16 zaporedno-povezanih 3,2 V celic (16S) s skupno napetostjo približno 51,2 V.V normalnih pogojih mora napetost vsake celice ostati v podobnem območju.
Na primer:
Celica 1: 3,278 V
Celica 2: 3,281 V
Celica 3: 3,276 V
Celica 4: 3,280 V
Napetostne razlike med temi celicami so zelo majhne, kar kaže na dobro konsistenco.
Če pa se pojavijo naslednji pogoji:
Celica 1: 2,653 V
Celica 2: 3,265 V
Celica 3: 3,283 V
To kaže na težavo s prvo celico v nizu, ker je izhodna zmogljivost serijskega paketa baterij določena s celico z najnižjo napetostjo.
Tudi če so druge celice še dovolj napolnjene, se lahko sproži celoten paket baterijBMS zaščitazaradi te šibke celice.
Morda ste že naleteli na podobne situacije: električno vozilo se med vožnjo nenadoma ustavi, voziček za golf nenadoma ne more pospešiti, viličar se nenadoma ustavi, potem ko je nekaj časa delal, ali avtodomu ali sistemu za shranjevanje energije nenadoma zmanjka energije.
Pogosti vzroki nizke napetosti celic v litijevih baterijah - Podroben opis
Nato si podrobneje oglejmo vzroke nizke napetosti v nizu posameznih celic, kot kaže litij-ionska baterija BMS:
1. Težave z vzorčenjem napetosti BMS
Včasih, ko BMS prikaže nizko napetost, to ne pomeni nujno, da jebaterije so dejansko v nizko{0}}napetostnem stanju; to je lahko posledica težave s sistemom za zajemanje podatkov BMS.
BMS se poveže z vsakim celičnim vozliščem preko zaznavnih žic in odčita napetost vsakega celičnega niza. Če so žice zaznavanja zrahljane ali poškodovane, bo BMS prebral napačne podatke.
Na primer, če je dejanska napetost celice 3,28 V, vendar zaradi težave z zaznavalnimi žicami BMS na koncu prikaže napetost le 2,60 V. Zato je treba uporabiti multimeter za merjenje dejanske napetosti celice, da bi dosegli natančen zaključek.
2. Učinki nizke-temperature
Za litij{0}}ionske baterije je bilo delovanje pri nizkih temperaturah vedno izziv.
Pri nizkih-temperaturnih pogojih se hitrost kemičnih reakcij v baterijskih celicah upočasni, mobilnost ionov se zmanjša, notranji upor pa se poveča, kar povzroči padec napetosti.
Ta težava postane bolj izrazita, ko se baterija prazni pri visokih tokovih in lahko sproži nizko-napetostno zaščitoSistem za upravljanje baterije. Ta položaj je relativno pogost pri električnih vozilih v hladnih regijah,viličarji za hladilnice, zunanji sistemi za shranjevanje energije in pomorske aplikacije pozimi.
Vendar pa nekatere litij{0}}ionske baterije, ki so trenutno na trgu, kot nprCoPow LiFePO4 baterije, so lahko opremljeni s samodejnimi ogrevalnimi sistemi, ki jim omogočajo normalno polnjenje in praznjenje tudi pri -20 stopinjah.
3. Slaba konsistenca celic
Konsistentnost celice se nanaša na enotnost celic v smislu zmogljivosti, notranjega upora, krivulj naboja, krivulj praznjenja in hitrosti samo{0}}praznjenja.
Če litij-ionska baterija uporablja celice razreda B ali nižje{1}}kakovosti, bi bila sprejemljiva že nizka napetost celice 2,653 V. V hujših primerih lahko celice popolnoma odpovejo.
Zato tega pri nakupu ne moremo dovolj poudaritilitij železofosfatne baterije, morate pri dobavitelju potrditi izvor celic in pregledati njihova poročila o preskusih.
CoPow uporablja popolnoma-nove,-kakovostne litij-železove fosfatne celice vodilnih proizvajalcev celic, kar zagotavlja učinkovitost baterije neposredno od vira.
4. Staranje ali poškodba baterijskih celic
Ko se čas uporabe in število ciklov polnjenja-praznjenja povečujeta, se celice litij-ionske baterije postopoma starajo, kar vodi v upad njihove notranje kemične učinkovitosti, kar se kaže kot zmanjšanje zmogljivosti in povečanje notranjega upora.
Ko se baterija izprazni, stare celice ne morejo vzdrževati stabilnega izhoda kot običajne celice in obstaja velika verjetnost, da bo prišlo do padca napetosti.
5. Globoka razelektritev
Kot smo že omenili v drugih člankih, imajo litij-ionske baterije dejansko uporabno zmogljivost, ki je za več kot 30 % višja kot pri svinčenih-kislinskih baterijah in lahkoprenese globino praznjenja (DoD) 90 %. Čeprav to ni težava, mnogi uporabniki še vedno popolnoma izpraznijo baterijo.
Litij-ionske baterije ne smejo biti preveč{1}}praznjene. Dolgotrajno prekomerno-praznjenje lahko poškoduje eno ali več celic.
Ker celice v baterijskem paketu ne morejo biti popolnoma enake, je najboljše, kar lahko storimo, to, da ohranimo čim večjo konsistenco. Posledično se bo celica z najnižjo zmogljivostjo najprej izčrpala; ko se praznjenje nadaljuje, bo njegova napetost hitro padla, medtem ko bodo napetosti drugih celic ostale na višji ravni.
6. Celično neravnovesje
Upoštevajte, da mislimo na celično neravnovesje, ne na nedoslednost celic.
Tukaj bi radi predstavili koncept: napetostna razlika. Na primer, najvišja napetost celice je 3,35 V, najnižja pa 2,80 V.
Neravnovesje celic je običajno posledica kopičenja dolgotrajnega-ciklizma. Če je konsistenca celic že na začetku slaba in se strogo držite načela 20/80 ali 90 polnitev-praznjenja, ne da bicikli polnega-praznjenjaod 0 % do 100 %, lahko celice postopoma postanejo neuravnotežene.
Do tega običajno pride pri litij{0}}ionskih baterijah brez funkcije izenačevanja. Današnje litij-ionske baterije so običajno opremljene s pametnim sistemom za upravljanje baterij, ki lahkoaktivno ali pasivno izenačuje celice.
Kako preveriti nizkonapetostno celico?
Standardni inšpekcijski postopek je naslednji. Najprej lahko poskusite sami. Če se vam zdi težko ali preveč tehnično, prosimkontaktirajte nas, naši inženirji za raziskave in razvoj pa vam bodo z veseljem pomagali.
1. Preverite podatke o napetosti sistema za upravljanje baterije
Najprej z aplikacijo Bluetooth preverite-napetostno stanje vseh baterijskih celic v realnem času, da ugotovite, katera skupina celic kaže anomalijo. Nato opazujte napetostno razliko med celicami.
Če je napetostna razlika le nekaj deset milivoltov, je v mejah normale; če napetostna razlika doseže več sto milivoltov ali več, to pomeni, da je prišlo do težave v celicah.
2. Preglejte kable za pridobivanje podatkov BMS
Če želite preveriti, ali kabli za pridobivanje podatkov BMS delujejo pravilno, preverite, ali so konektorji zrahljani, ali imajo sponke dober stik, ali so kabelski snopi poškodovani in ali so spajkalni spoji varni.
3. Z multimetrom izmerite dejansko napetost celice
Če kabli za pridobivanje podatkov delujejo pravilno, je naslednji korak uporaba multimetra za neposredno merjenje dejanske napetosti ustrezne celice, da se ugotovi vir težave.
Če BMS prikazuje napetost 2,65 V, vendar je odčitek multimetra 3,28 V, to pomeni, da celica deluje normalno in je težava v BMS; potreben je nadaljnji pregled kablov za pridobivanje podatkov.
4. Preverite obnovitev celice po polnjenju
Če potrdite, da je določena celica res v stanju nizke-napetosti, lahko to celico poskusite napolniti ločeno in nato opazujete njeno okrevanje.
Če napetost po ponovnem polnjenju ostane večinoma nespremenjena-z napetostno razliko, manjšo od 50 mV (0,05 V)-in med običajno uporabo znova ne pade občutno, to morda pomeni, da sama celica ni okvarjena, temveč da je prišlo do začasnega neravnovesja.
5. Preverite razlike v napetosti baterije
Ko potrdite, da je celica res v stanju nizke-napetosti, ne hitite z delom; najbolje je, da nadaljujete s preverjanjem porazdelitve napetosti po celotnem paketu baterij, da ugotovite, ali imajo tudi druge celice težave.
6. Preverjanje zmogljivosti baterije pod obremenitvijo
Pri nekaterih litij{0}}ionskih baterijah so napetosti posameznih celic, prikazane v aplikaciji, normalne, ko baterija miruje. Vendar pa pri poskusu izpraznitve baterije-zlasti pri napajanju-zmogljivih naprav-postane veliko težav očitnih.
V mirovanju je napetost vseh celic okoli 3,3 V. Ko pa se napaja voziček za golf, čoln ali viličar, lahko napetost določene celice pade na 2,8 V, kar pomeni, da se je notranji upor celice povečal in ne more vzdržati visokega-izhodnega toka.
Kako popraviti nizkonapetostno baterijsko celico?
Po pregledu smo ugotovili, da zamenjava baterijskih celic ni nujna. Že vemo, da je težave z nizko-napetostjo baterijskih celic mogoče rešiti s ponovnim polnjenjem, izravnalnim polnjenjem in praznjenjem ter odpravljanjem težav z zbiranjem podatkov BMS.
Posebni postopki so naslednji:
1. Popravite ali zamenjajte žice za vzorčenje BMS
Če je težava res v žicah za vzorčenje, jih lahko popravite ali zamenjate, nato pa ponovno -preberete podatke BMS, da potrdite, da so se napetosti vseh celic vrnile v normalno stanje.
Če ste strokovnjak, lahko odklopite in znova vstavite konektorje za vzorčenje, zategnete vijačne sponke, spajkate morebitne ohlapne spoje in pritrdite kabelski snop. Če opazite, da so površine priključkov počrnele ali imajo zeleno bakreno korozijo, jih očistite s čistilom za elektroniko in nato osušite s krpo,-ki ne pušča vlaken. Če so sponke poškodovane, jih je treba zamenjati z novimi.
Ko izbereteCoPow LiFePO4 baterije, vam lahko CoPow nemudoma zamenja vse pokvarjene komponente in vzdržujemo popolno zalogo nadomestnih delov. Ne glede na to, ali gre za terminale ali katero koli drugo komponento, jo bomo zamenjali z novo, če se pojavi težava.
2. Ponovno napolnite nizko{1}}napetostno celico.
Za ponovno polnjenje nizko-napetostne celice z nizkim tokom lahko uporabite nastavljiv enosmerni reguliran napajalnik, s čimer poskusite obnoviti napetost celice v normalno območje in zmanjšati napetostno razliko. Če po ponovnem polnjenju ostane napetost celice med praznjenjem stabilna, jo lahko še naprej uporabljate in jo nekaj časa spremljate.
3. Izvedite uravnoteženje baterije
Poskusite uporabiti funkcijo aktivnega uravnoteženja BMS ali izvedite cikel polnega polnjenja-praznjenja, da obnovite napetost celice.
4. Zamenjajte poškodovane celice
Če nobena od zgornjih metod ne deluje in so celice še vedno pod nizko napetostjo, priporočamo, da jih zamenjate z novimi.
Čeprav je to lahko težavno, litij{0}}ionske baterije delujejo kot ena sama enota; pri zamenjavi celic morate uporabiti celice iste serije, znamke in konsistence-mešanje različnih tipov ni dovoljeno.
To težavo je treba obravnavati pred nakupom baterije, zato je ključnega pomena, da izberete zanesljivoProizvajalec baterij LiFePo4.
Kako preprečiti težave z nizko napetostjo celic?
Za baterije, pri katerih ta težava še ni bila odkrita, priporočamo tudi, da upoštevate naslednje preventivne ukrepe, da vas ne bodo ujeli nepripravljeni, če se pojavi težava.
1. Uporabljajte visoko{1}}kakovostne baterijske celice z dobro konsistenco
Pred nakupom litij-ionskih baterij morate temeljito preveriti izvor baterijskih celic in od dobavitelja zahtevati podatke o skladnosti celic, vključno s poročili o preskusih notranje upornosti, poročili o preskusih zmogljivosti ter podatki o-razvrščanju in-ujemanju celic.
2. Izogibajte se globoki razelektritvi
To se nanaša predvsem na to, da se baterija med dolgotrajnim-shranjevanjem ne-preveč izprazni. Pred shranjevanjem napolnite baterijo na približno 50 %; ni ga treba popolnoma napolniti.
Za baterije litij-železov fosfat (LiFePO4) preprosto preverite raven napolnjenosti enkrat mesečno, da zagotovite, da ne pade pod 10 %. Nekateri lastniki vozil za golf in ribiških čolnov to pozimi pogosto spregledajo.
3. Uporabite ustrezen polnilnik
Nikoli ne mešajte svinčenih-polnilnikov baterij s polnilniki litij-ionskih baterij.Uporaba polnilnika svinčenih-kislinskih baterij za polnjenje litij-ionske baterije lahko povzroči ne le notranje težave z baterijo, ampak lahko tudi neposredno poškoduje celoten paket baterij.
4. Vzdržujte pravilno uravnoteženost baterije
Občasno izvedite cikel polnega polnjenja-praznjenja-od 0 % do 100 %-na litij-ionskih baterijah, ki nimajo funkcije uravnoteženja. Če ima vaš BMS zmožnosti aktivnega in pasivnega uravnoteženja, lahko baterijo uravnotežite tudi ročno.
Litij-železo-fosfatne baterije CoPow so opremljene s pametnim sistemom za upravljanje baterij in imajo zmožnosti pasivnega in aktivnega uravnoteženja celic.
5. Preden baterijo uporabite v hladnem okolju, pustite, da se vrne na sobno temperaturo.
Veliko litij{0}}ionskih baterij nima funkcije predgretja, kar je nesprejemljivo za uporabnike v hladnih regijah. CoPow vam lahko namesti občutljiv samodejni ogrevalni sistem, ki samodejno nadzoruje temperaturo brez ročnega upravljanja, s čimer vam prihrani čas in trud.
Zaključek
Ko BMS prikaže "Low Cell Voltage," to ne pomeni nujno, da je celica poškodovana. Možni vzroki nizke napetosti v nizu posamezne celice vključujejo nenormalno pridobivanje podatkov BMS, slabo konsistenco celice, staranje celice, dolgotrajno globoko praznjenje, neravnovesje celic in učinke okolij z nizko-temperaturo.
Pravilno ukrepanje je, da najprej preverite točnost podatkov BMS, nato pa ugotovite, ali je težavo povzročila okvara BMS, neravnovesje celice ali upad zmogljivosti celice, tako da pregledate vezje za pridobivanje podatkov, izmerite dejansko napetost celice in opazujete okrevanje po ponovnem polnjenju.
Za sisteme litij-ionskih baterij, zasnovanih za dolgoročno-stabilno delovanje, so celice visoke-konsistence, zanesljiv BMS ter ustrezne prakse polnjenja in praznjenja bistvenega pomena. Proaktivno preverjanje zdravja celic, izogibanje čezmernemu-praznjenju in izbira zanesljivega dobavitelja baterij lahko učinkovito zmanjšajo verjetnost težav z nizko napetostjo celic in podaljšajo življenjsko dobo baterije.
CoPow je aprofesionalni proizvajalec baterij LiFePo4. Če imate dodatna vprašanja, jih prosimokontaktirajte naskadarkoli.
