Когда вы проверяете состояние батареи через приложение Bluetooth, вы замечаете, чтонапряжение одной из ячеек значительно ниже, чем у других.
Например, в то время как напряжение большинства ячеек остается около 3,27 В, напряжение одной ячейки составляет всего 2,65 В. В то же время вашему гольфмобилю или лодке не хватает мощности при ускорении, а ваш вилочный погрузчик или система хранения энергии внезапно разряжаются.
Вы можете предположить, что существует соединение,-что определенная ячейка неисправна и ее необходимо заменить. Однако на самом деле низкое напряжение элемента не обязательно означает, что элемент неисправен.
В этой статье будет подробно объяснено, что означает «BMS отображает низкое напряжение ячейки», его распространенные причины, методы проверки, решения и способы предотвращения возникновения подобных проблем. Это поможет вам более точно диагностировать неисправности низкого-напряжения влитий-ионные-аккумуляторыи избежать ненужных затрат на ремонт.
Что это означает, когда BMS показывает низкое напряжение ячейки?
Когда вы заметили, что напряжение определенной ячейки в вашем мобильном приложении слишком низкое, не делайте поспешных выводов, что «эта ячейка неисправна». Помимо внутренних проблем с аккумулятором (таких как непостоянная емкость элемента, длительный глубокий разряд, старение элемента, повышенное внутреннее сопротивление и ненормальный саморазряд-), существуют еще две ситуации, которые могут привести к ненормальному напряжению элемента: проблемы с линиями сбора данных BMS и чрезмерно низкие температуры.
Когда BMS отображает «Низкое напряжение ячейки», это фактически предупреждает пользователя о том, что в аккумуляторном блоке появился слабый элемент с проблемами производительности, и причину аномалии необходимо дополнительно изучить.
Литий-ионные-аккумуляторы обычно состоят из нескольких элементов, соединенных последовательно. Например,Батарея LiFePO4 48 Вобычно состоит из 16 последовательно-соединённых элементов на 3,2 В (16S) с общим напряжением примерно 51,2 В.В нормальных условиях напряжение каждой ячейки должно оставаться в одном и том же диапазоне.
Например:
Ячейка 1: 3,278 В
Ячейка 2: 3,281 В
Ячейка 3: 3,276 В
Ячейка 4: 3,280 В
Разница напряжений между этими ячейками очень мала, что указывает на хорошую согласованность.
Однако, если возникают следующие условия:
Ячейка 1: 2,653 В
Ячейка 2: 3,265 В
Ячейка 3: 3,283 В
Это указывает на проблему с первым элементом в цепочке, поскольку выходная емкость последовательного аккумуляторного блока определяется элементом с самым низким напряжением.
Даже если другие элементы все еще имеют достаточный заряд, весь аккумуляторный блок может сработать.Защита БМСиз-за этой слабой клетки.
Вы, возможно, сталкивались с подобными ситуациями: электромобиль внезапно заглох во время движения, гольф-кар внезапно не смог разогнаться, вилочный погрузчик внезапно остановился после некоторой работы, или в автофургоне или системе накопления энергии внезапно разряжается мощность.
Распространенные причины низкого напряжения в литиевых батареях - Подробное описание
Далее давайте подробнее рассмотрим причины низкого напряжения в одной цепочке элементов, на которые указывает BMS литий-ионного аккумулятора:
1. Проблемы с выборкой напряжения BMS
Иногда, когда BMS показывает низкое напряжение, это не обязательно означает, чтоэлементы батареи на самом деле находятся в состоянии низкого-напряжения; это может быть связано с проблемой в системе сбора данных BMS.
BMS подключается к каждому узлу ячейки через чувствительные провода и считывает напряжение каждой цепочки ячеек. Если чувствительные провода ослаблены или повреждены, BMS будет считывать неверные данные.
Например, если фактическое напряжение элемента составляет 3,28 В, но из-за проблемы с чувствительными проводами BMS в конечном итоге отображает напряжение только 2,60 В. Поэтому необходимо использовать мультиметр для измерения фактического напряжения элемента, чтобы сделать точный вывод.
2. Влияние низких-температур
Для литий-ионных-аккумуляторов эксплуатация при низких температурах всегда была сложной проблемой.
В условиях низкой-температуры скорость химических реакций внутри ячеек аккумулятора замедляется, подвижность ионов снижается, а внутреннее сопротивление увеличивается, что приводит к падению напряжения.
Эта проблема становится более заметной, когда аккумулятор разряжается сильным током, и может сработать функция защиты от низкого-напряжения устройства.Система управления батареями. Такая ситуация относительно распространена в электромобилях в холодных регионах.вилочные погрузчики для холодного хранения, наружные системы хранения энергии и морское применение в зимний период.
Однако некоторые литий-ионные-аккумуляторы, имеющиеся в настоящее время на рынке, напримерАккумуляторы LiFePO4 компании CoPow, могут быть оснащены автоматическими системами нагрева , которые позволяют им нормально заряжаться и разряжаться даже при -20 градусах .
3. Плохая согласованность клеток.
Под согласованностью элементов понимается однородность элементов с точки зрения емкости, внутреннего сопротивления, кривых заряда, кривых разряда и скорости саморазряда-.
Если в литий-ионном-аккумуляторе используются элементы класса B или ниже-качества, допустимым считается напряжение элемента всего 2,653 В. В тяжелых случаях клетки могут полностью выйти из строя.
Поэтому мы не можем не подчеркнуть, что при покупкелитий-железо-фосфатные батареи, вы должны подтвердить источник клеток у поставщика и просмотреть их отчеты об испытаниях.
В CoPow используются совершенно-новые, высококачественные-литий-железо-фосфатные элементы от ведущих производителей элементов, обеспечивающие производительность аккумулятора прямо у источника.
4. Старение или повреждение аккумуляторной батареи.
По мере увеличения времени использования и количества циклов зарядки-разрядки литий-ионные аккумуляторные элементы постепенно стареют, что приводит к ухудшению их внутренних химических характеристик, что проявляется в уменьшении емкости и увеличении внутреннего сопротивления.
Когда батарея разряжается, старые элементы не могут поддерживать стабильную выходную мощность, как обычные элементы, и существует высокая вероятность падения напряжения.
5. Глубокий разряд
Как мы уже упоминали в других статьях, фактическая полезная емкость литий-ионных аккумуляторов более чем на 30 % выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.выдерживать глубину разряда (DoD) 90%. Хотя это не проблема, многие пользователи все равно полностью разряжают батарею.
Литий-ионные-батареи не следует слишком-разряжать. Длительная чрезмерная-разрядка может привести к повреждению одной или нескольких ячеек.
Поскольку элементы в аккумуляторной батарее не могут быть совершенно идентичными, лучшее, что мы можем сделать, — это максимально поддерживать единообразие. Следовательно, ячейка с наименьшей емкостью будет истощена первой; по мере продолжения разряда его напряжение будет быстро падать, в то время как напряжения других ячеек остаются на более высоком уровне.
6. Дисбаланс клеток
Обратите внимание, что мы имеем в виду клеточный дисбаланс, а не несогласованность ячеек.
Здесь мы хотели бы ввести понятие: разница напряжений. Например, самое высокое напряжение ячейки составляет 3,35 В, а самое низкое — 2,80 В.
Дисбаланс клеток обычно вызван накоплением долгосрочных-циклических циклов. Если согласованность элементов уже изначально недостаточна и вы строго придерживаетесь принципа зарядки 20/80 или 90-разрядки, не выполняяциклы полной зарядки-разрядкиот 0% до 100%, ячейки могут постепенно стать несбалансированными.
Такая ситуация обычно возникает в литий-ионных-аккумуляторах без функции выравнивания. Современные литий-ионные-аккумуляторы обычно оснащены интеллектуальной системой управления аккумулятором, способнойактивно или пассивно выравнивая клетки.
Как проверить элемент низкого напряжения?
Стандартная процедура проверки выглядит следующим образом. Вы можете сначала попробовать сами. Если вам это кажется сложным или слишком техническим, пожалуйста,связаться с нами, и наши инженеры по исследованиям и разработкам будут рады вам помочь.
1. Проверьте данные о напряжении системы управления батареями.
Сначала с помощью приложения Bluetooth проверьте в режиме реального времени-статус напряжения всех элементов аккумулятора, чтобы определить, в какой группе элементов наблюдается аномалия. Далее наблюдайте за разницей напряжений между ячейками.
Если разница напряжений составляет всего несколько десятков милливольт, она находится в пределах нормы; если разница напряжений достигает нескольких сотен милливольт и более, это указывает на то, что в элементах возникла проблема.
2. Осмотрите кабели сбора данных BMS.
Чтобы убедиться в правильности функционирования кабелей сбора данных BMS, проверьте надежность крепления разъемов, хороший контакт клемм, повреждения жгутов проводов и надежность паяных соединений.
3. Используйте мультиметр для измерения фактического напряжения элемента.
Если кабели сбора данных работают правильно, следующим шагом будет использование мультиметра для непосредственного измерения фактического напряжения соответствующего элемента, чтобы определить источник проблемы.
Если BMS показывает напряжение 2,65В, но показания мультиметра составляют 3,28В, это указывает на то, что элемент работает нормально и проблема связана с BMS; требуется дальнейшая проверка кабелей сбора данных.
4. Проверьте восстановление ячейки после зарядки.
Если вы подтвердите, что определенный элемент действительно находится в состоянии низкого-напряжения, вы можете попробовать подзарядить этот элемент отдельно, а затем наблюдать за его восстановлением.
Если после перезарядки напряжение остается в значительной степени постоянным-с разницей напряжений менее 50 мВ (0,05 В)-и не падает значительно при нормальном использовании, это может указывать на то, что сам элемент не неисправен, а скорее на то, что произошел временный дисбаланс.
5. Проверьте разницу напряжений аккумуляторов.
Убедившись, что элемент действительно находится в состоянии низкого-напряжения, не спешите прекращать работу; Лучше всего продолжить проверку распределения напряжения по всему аккумуляторному блоку, чтобы убедиться, что какие-либо другие элементы также не испытывают проблем.
6. Проверка работоспособности аккумулятора под нагрузкой
Для некоторых литий-ионных-батарей напряжение отдельных ячеек, отображаемое в приложении, является нормальным, когда батарея находится в состоянии покоя. Однако при попытке разрядить аккумулятор,-особенно при питании-мощных устройств-, становится очевидным множество проблем.
В режиме ожидания напряжение всех ячеек составляет около 3,3В. Однако после подачи питания на гольф-кар, лодку или вилочный погрузчик напряжение определенного элемента может упасть до 2,8 В, что указывает на то, что внутреннее сопротивление элемента увеличилось и он не может выдерживать высокий выходной ток.
Как починить аккумулятор низкого напряжения?
После проверки мы обнаружили, что замена элементов аккумулятора не обязательна. Мы уже знаем, что проблемы с низким-напряжением аккумуляторных элементов можно решить путем перезарядки, выравнивания заряда и разряда, а также устранения проблем со сбором данных BMS.
Конкретные процедуры заключаются в следующем:
1. Отремонтируйте или замените провода отбора проб BMS.
Если проблема действительно связана с проводами отбора проб, вы можете отремонтировать или заменить их, а затем пере-считать данные BMS, чтобы убедиться, что напряжения всех ячеек вернулись в норму.
Если вы профессионал, вы можете отсоединить и снова вставить разъемы для отбора проб, затянуть винтовые клеммы, припаять все незакрепленные соединения и закрепить жгут проводов. Если вы заметили, что поверхности клемм почернели или подверглись зеленой коррозии меди, очистите клеммы средством для очистки электроники, а затем высушите их-безворсовой тканью. Если клеммы повреждены, их необходимо заменить новыми.
Когда вы выбираетеАккумуляторы CoPow LiFePO4, CoPow может оперативно заменить для вас любые неисправные компоненты, и мы поддерживаем полный перечень запасных частей. Будь то клеммы или любой другой компонент, в случае возникновения проблемы мы заменим его на новый.
2. Зарядите низковольтный-элемент.
Вы можете использовать регулируемый источник питания постоянного тока для подзарядки элемента с низким-низким напряжением низким током, пытаясь восстановить напряжение элемента до нормального диапазона и уменьшить разницу напряжений. Если после перезарядки напряжение элемента во время разряда остается стабильным, вы можете продолжать его использовать и некоторое время следить за ним.
3. Выполните балансировку батареи.
Попробуйте использовать функцию активной балансировки BMS или выполните цикл полной зарядки-разрядки, чтобы восстановить напряжение элемента.
4. Замените поврежденные клетки
Если ни один из вышеперечисленных способов не помог и элементы по-прежнему находятся под низким напряжением, рекомендуем заменить их на новые.
Хотя это может быть хлопотно, литий-ионные-батареи работают как единое целое; при замене элементов необходимо использовать элементы одной партии, марки и консистенции.-смешивание разных типов не допускается.
Эту проблему необходимо решить до покупки аккумулятора, поэтому крайне важно выбрать надежный аккумулятор.Производитель аккумуляторов LiFePo4.
Как предотвратить проблемы с низким напряжением ячеек?
Наконец, для аккумуляторов, в которых эта проблема еще не обнаружена, мы также рекомендуем принять следующие профилактические меры, чтобы не застать вас врасплох в случае возникновения проблемы.
1. Используйте высококачественные-аккумуляторы с хорошей стабильностью.
Перед покупкой литий-ионных-батарей необходимо тщательно проверить источник аккумуляторных элементов и запросить у поставщика данные о совместимости элементов, включая отчеты об испытаниях внутреннего сопротивления, отчеты об испытаниях емкости, а также данные о -сортировке и сопоставлении ячеек-.
2. Избегайте глубокой разрядки
В основном это относится к тому, чтобы не допустить чрезмерной-разрядки аккумулятора при длительном-хранении. Перед хранением зарядите аккумулятор примерно до 50%; нет необходимости полностью заряжать его.
Для литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LiFePO4) просто проверяйте уровень заряда один раз в месяц, чтобы убедиться, что он не опускается ниже 10%. Некоторые владельцы гольф-каров и рыбацких лодок зимой часто забывают об этом.
3. Используйте подходящее зарядное устройство.
Никогда не используйте зарядные устройства для свинцово-кислотных-аккумуляторов с зарядными устройствами для литий-ионных-аккумуляторов.Использование зарядного устройства для свинцово-кислотных-кислотных аккумуляторов для зарядки литий-ионного-аккумулятора может не только вызвать внутренние проблемы с аккумулятором, но и напрямую повредить весь аккумуляторный блок.
4. Поддерживайте правильную балансировку батареи.
Периодически выполняйте цикл полной зарядки-разрядки-от 0 % до 100 %-литий-ионных-аккумуляторов, не имеющих функции балансировки. Если ваша BMS имеет возможности активной и пассивной балансировки, вы также можете сбалансировать батарею вручную.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы CoPow оснащены интеллектуальной системой управления батареями и имеют возможности как пассивной, так и активной балансировки элементов.
5. Прежде чем использовать батарею в холодной среде, сначала следует дать ей вернуться к комнатной температуре.
Многие литий-ионные-аккумуляторы не имеют функции предварительного подогрева, что неприемлемо для пользователей в холодных регионах. CoPow может установить для вас чувствительную автоматическую систему отопления, которая автоматически контролирует температуру, не требуя ручного управления, что экономит ваше время и усилия.
Заключение
Когда BMS отображает «Низкое напряжение ячейки», это не обязательно означает, что ячейка повреждена. Возможные причины низкого напряжения в одной цепочке ячеек включают ненормальный сбор данных BMS, плохую согласованность ячеек, старение ячеек, длительный глубокий разряд, дисбаланс ячеек и воздействие низких-температур окружающей среды.
Правильный курс действий — сначала проверить точность данных BMS, а затем определить, вызвана ли проблема неисправностью BMS, дисбалансом элемента или снижением производительности элемента, проверив схему сбора данных, измерив фактическое напряжение элемента и наблюдая за восстановлением после перезарядки.
Для систем литий-ионных-аккумуляторов, рассчитанных на длительную-стабильную работу, необходимы элементы с высокой-стойкостью, надежная система BMS и правильные методы зарядки и разрядки. Заблаговременная проверка состояния элементов, предотвращение чрезмерного-разряда и выбор надежного поставщика аккумуляторов могут эффективно снизить вероятность возникновения проблем с низким напряжением элементов и продлить срок службы аккумулятора.
CoPow — этопрофессиональный производитель аккумуляторов LiFePo4. Если у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесьсвязаться с намив любое время.
