כאשר אתה בודק את מצב הסוללה באמצעות אפליקציית Bluetooth, אתה שם לב לכךהמתח של אחד התאים נמוך משמעותית מזה של האחרים.
לדוגמה, בעוד המתח של רוב התאים נשאר סביב 3.27 וולט, מתח של תא אחד הוא רק 2.65 וולט. במקביל, לעגלת הגולף או הסירה שלך חסרה כוח בעת האצה, ולמלגזה או מערכת אחסון האנרגיה שלך פתאום נגמר הכוח.
אתה עשוי להניח שיש חיבור-שתא מסוים נכשל ויש להחליף אותו. עם זאת, במציאות, מתח נמוך בתא אינו אומר בהכרח שהתא פגום.
מאמר זה יספק הסבר מפורט על המשמעות של "BMS מציג מתח תאים נמוך", הסיבות הנפוצות שלו, שיטות הבדיקה, הפתרונות וכיצד למנוע בעיות דומות להתרחש. זה יעזור לך לאבחן בצורה מדויקת יותר תקלות במתח נמוך-סוללות ליתיום-יוןולהימנע מעלויות תיקון מיותרות.
מה זה אומר כאשר BMS מראה מתח תאים נמוך?
כאשר אתה שם לב שהמתח של תא מסוים נמוך מדי באפליקציה שלך לנייד, אל תקפוץ למסקנה ש"התא הזה פגום". בנוסף לבעיות סוללה פנימיות (כגון קיבולת תאים לא עקבית, פריקה עמוקה ממושכת, הזדקנות תאים, התנגדות פנימית מוגברת ופריקה עצמית-חריגה), ישנם שני מצבים נוספים שעלולים לגרום למתח תאים לא תקין: בעיות בקווי רכישת הנתונים של BMS וטמפרטורות נמוכות מדי.
כאשר ה-BMS מציג "מתח תא נמוך", הוא למעשה מתריע למשתמש שתא חלש עם בעיות ביצועים הופיע בתוך ערכת הסוללות, ויש לחקור עוד את הסיבה לאנומליה.
ערכות סוללות ליתיום- מורכבות בדרך כלל ממספר תאים המחוברים בסדרה. לדוגמה, אסוללת 48V LiFePO4מורכב בדרך כלל מ-16 סדרות-מחוברות 3.2V תאים (16S), עם מתח כולל של כ-51.2V.בתנאים רגילים, המתח של כל תא צריך להישאר בטווח דומה.
לְדוּגמָה:
תא 1: 3.278 וולט
תא 2: 3.281 V
תא 3: 3.276 וולט
תא 4: 3.280 וולט
הפרשי המתח בין התאים הללו קטנים מאוד, מה שמצביע על עקביות טובה.
עם זאת, אם התנאים הבאים מתרחשים:
תא 1: 2.653 V
תא 2: 3.265 וולט
תא 3: 3.283 V
זה מצביע על בעיה בתא הראשון במחרוזת, מכיוון שקיבולת הפלט של ערכת סוללות סדרתית נקבעת על ידי התא עם המתח הנמוך ביותר.
גם אם לתאים האחרים עדיין יש טעינה מספקת, ערכת הסוללות כולה עשויה להפעילהגנת BMSבגלל התא החלש הזה.
ייתכן שנתקלתם במצבים דומים: רכב חשמלי שנעצר לפתע תוך כדי נסיעה, רכב גולף לפתע לא מסוגל להאיץ, מלגזה נעצרת לפתע לאחר עבודה למשך זמן מה, או רכב פנאי או מערכת אחסון אנרגיה שנגמר לפתע.
גורמים נפוצים למתח תאים נמוך בסוללות ליתיום - תיאור מפורט
לאחר מכן, בואו נסתכל מקרוב על הגורמים למתח נמוך במחרוזת תא בודד, כפי שמצוין על ידי סוללת הליתיום-יון BMS:
1. בעיות דגימת מתח BMS
לפעמים, כאשר ה-BMS מציג מתח נמוך, זה לא בהכרח אומר שה-תאי הסוללה נמצאים למעשה במצב-מתח נמוך; ייתכן שהדבר נובע מבעיה במערכת רכישת הנתונים של BMS.
ה-BMS מתחבר לכל צומת תא באמצעות חוטי חישה וקורא את המתח של כל מחרוזת תא. אם חוטי החישה רופפים או פגומים, ה-BMS יקרא נתונים שגויים.
לדוגמה, אם מתח התא בפועל הוא 3.28V, אך עקב בעיה בחוטי החישה, ה-BMS מציג בסופו של דבר מתח של 2.60V בלבד. לכן, יש צורך להשתמש במולטימטר כדי למדוד את מתח התא בפועל על מנת להגיע למסקנה מדויקת.
2. אפקטי טמפרטורה-נמוכים
עבור סוללות ליתיום-יון, פעולה בטמפרטורות נמוכות תמיד הייתה בעיה מאתגרת.
בתנאי טמפרטורה-נמוכים, קצב התגובות הכימיות בתוך תאי הסוללה מאט, ניידות היונים יורדת וההתנגדות הפנימית עולה, מה שמוביל לירידה במתח.
בעיה זו הופכת בולטת יותר כאשר הסוללה מתרוקנת בזרמים גבוהים ועלולה להפעיל את תכונת ההגנה על-מתח נמוך שלמערכת ניהול סוללות. מצב זה נפוץ יחסית ברכבים חשמליים באזורים קרים,מלגזות אחסון קר, מערכות אחסון אנרגיה חיצוניות, ויישומים ימיים במהלך החורף.
עם זאת, כמה סוללות ליתיום-יון הקיימות כיום בשוק, כגוןסוללות LiFePO4 של CoPow, ניתן להצטייד במערכות חימום אוטומטיות המאפשרות להן טעינה ופריקה רגילה גם ב-20 מעלות.
3. עקביות תאים ירודה
עקביות תאים מתייחסת לאחידות של תאים במונחים של קיבולת, התנגדות פנימית, עקומות מטען, עקומות פריקה וקצבי- פריקה עצמית.
אם סוללת -יון ליתיום משתמשת בתאים באיכות B- באיכות נמוכה יותר, מתח תא נמוך כמו 2.653V ייחשב כמקובל. במקרים חמורים, התאים עלולים להיכשל לחלוטין.
לכן, אנחנו לא יכולים להדגיש מספיק את זה בעת הרכישהסוללות ליתיום ברזל פוספט, עליך לאשר את מקור התאים עם הספק ולעיין בדוחות הבדיקה שלו.
CoPow משתמשת בתאי ליתיום ברזל פוספט-חדשים ואיכותיים במיוחד מיצרני תאים מובילים, מה שמבטיח ביצועי סוללה ישירות מהמקור.
4. הזדקנות או נזק לתא הסוללה
ככל שזמן השימוש ומספר מחזורי הטעינה-גדלים, תאי סוללת הליתיום-מזדקנים בהדרגה, מה שמוביל לירידה בביצועים הכימיים הפנימיים שלהם, המתבטאת בירידה בקיבולת ועלייה בהתנגדות הפנימית.
כאשר הסוללה מתרוקנת, תאים מיושנים אינם יכולים לשמור על תפוקה יציבה כמו תאים רגילים, וקיימת סבירות גבוהה שתתרחש ירידת מתח.
5. פריקה עמוקה
כפי שהזכרנו במאמרים אחרים, לסוללות ליתיום-יון קיבולת שימושית בפועל הגבוהה ביותר מ-30% מזו של סוללות חומצת עופרת-ויכולותלסבול עומק פריקה (DoD) של 90%. למרות שזו לא בעיה, משתמשים רבים עדיין מרוקנים את הסוללה לחלוטין.
סוללות ליתיום-אין להתרוקן יותר מדי-. פריקת יתר-ממושכת עלולה לגרום נזק לתא אחד או יותר.
מכיוון שהתאים בחבילת סוללות לא יכולים להיות זהים לחלוטין, הדבר הטוב ביותר שאנו יכולים לעשות הוא לשמור על עקביות ככל האפשר. כתוצאה מכך, התא בעל הקיבולת הנמוכה ביותר יתרוקן ראשון; ככל שהפריקה נמשכת, המתח שלו יירד במהירות, בעוד המתחים של התאים האחרים נשארים ברמה גבוהה יותר.
6. חוסר איזון בתאים
שימו לב שאנו מתכוונים לחוסר איזון בתאים, לא לחוסר עקביות בתאים.
כאן, ברצוננו להציג מושג: הפרש מתח. לדוגמה, מתח התא הגבוה ביותר הוא 3.35V, והנמוך ביותר הוא 2.80V.
חוסר איזון בתאים נגרם בדרך כלל מהצטברות של רכיבה לטווח ארוך-. אם עקביות התא כבר גרועה מלכתחילה, ואתה מקפיד על עקרון הפריקה של 20/80 או 90 טעינה- מבלי לבצעמחזורי טעינה מלאה-מ-0% ל-100%, התאים עלולים להפוך בהדרגה לא מאוזנים.
מצב זה מתרחש בדרך כלל בסוללות ליתיום-ללא פונקציית השוואות. סוללות הליתיום- של היום מצוידות בדרך כלל במערכת ניהול סוללה חכמה המסוגלתהשוואת התאים באופן אקטיבי או פסיבי.
כיצד לבדוק תא מתח נמוך?
הליך הבדיקה הסטנדרטי הוא כדלקמן. אתה יכול לנסות את זה בעצמך קודם. אם אתה מוצא את זה קשה או טכני מדי, בבקשהלפנות אלינו, ומהנדסי המו"פ שלנו ישמחו לסייע לך.
1. בדוק את נתוני המתח של מערכת ניהול הסוללות
ראשית, השתמש באפליקציית Bluetooth כדי לבדוק את מצב המתח בזמן אמת של כל תאי הסוללה כדי לקבוע איזו קבוצת תאים מציגה חריגה. לאחר מכן, צפה בהפרש המתח בין התאים.
אם הפרש המתח הוא רק כמה עשרות מילי-וולט, הוא בטווח הנורמלי; אם הפרש המתח מגיע לכמה מאות מילי-וולט או יותר, זה מצביע על כך שהתאים פיתחו בעיה.
2. בדוק את כבלי רכישת הנתונים של BMS
כדי לוודא שכבלי רכישת הנתונים של ה-BMS פועלים כהלכה, בדוק אם המחברים רופפים, האם למסופים יש מגע טוב, האם רתמות החיווט פגומות והאם חיבורי ההלחמה מאובטחים.
3. השתמש במולטימטר כדי למדוד את מתח התא בפועל
אם כבלי רכישת הנתונים פועלים כראוי, השלב הבא הוא להשתמש במולטימטר כדי למדוד ישירות את המתח האמיתי של התא המתאים כדי לקבוע את מקור הבעיה.
אם ה-BMS מציג מתח של 2.65V, אך קריאת המולטימטר היא 3.28V, זה מצביע על כך שהתא פועל כרגיל והבעיה נעוצה ב-BMS; נדרשת בדיקה נוספת של כבלי רכישת הנתונים.
4. בדוק את השחזור של התא לאחר הטעינה
אם אתה מאשר שתא מסוים אכן נמצא במצב-מתח נמוך, אתה יכול לנסות להטעין את התא בנפרד ואז לראות את ההתאוששות שלו.
אם המתח נשאר עקבי במידה רבה לאחר טעינה-עם הפרש מתח של פחות מ-50 mV (0.05 V)-ולא יורד משמעותית שוב במהלך שימוש רגיל, הדבר עשוי להצביע על כך שהתא עצמו אינו פגום, אלא על חוסר איזון זמני.
5. בדוק את הפרשי מתח הסוללה
לאחר אישור שתא אכן נמצא במצב-מתח נמוך, אל תמהר להפסיק את העבודה; עדיף להמשיך ולבדוק את התפלגות המתח על פני כל ערכת הסוללות כדי לראות אם גם תאים אחרים חווים בעיות.
6. בדיקת ביצועי סוללה תחת עומס
עבור חלק מסוללות ליתיום-יון, מתחי התא הבודדים המוצגים באפליקציה הם נורמליים כאשר הסוללה במצב מנוחה. עם זאת, כאשר מנסים לפרוק את הסוללה-במיוחד כאשר מפעילים התקנים-הספקים גבוהים-מתגלות בעיות רבות.
במצב סרק, המתח של כל התאים הוא סביב 3.3V. עם זאת, לאחר הפעלת עגלת גולף, סירה או מלגזה, המתח של תא מסוים עשוי לרדת ל-2.8V, מה שמצביע על כך שההתנגדות הפנימית של התא גדלה והוא אינו יכול להתמודד עם תפוקת זרם גבוהה-.
כיצד לתקן תא סוללה במתח נמוך?
לאחר בדיקה גילינו שאין בהכרח צורך להחליף את תאי הסוללה. אנו כבר יודעים שניתן לפתור בעיות במתח נמוך- בתאי סוללה באמצעות טעינה מחדש, טעינה ופריקה של אקווליזציה ותיקון בעיות באיסוף נתוני BMS.
הנהלים הספציפיים הם כדלקמן:
1. תקן או החלף את חוטי הדגימה של BMS
אם הבעיה היא אכן בחוטי הדגימה, אתה יכול לבחור לתקן או להחליף אותם, ולאחר מכן -קרא שוב את נתוני ה-BMS כדי לאשר שכל מתחי התא חזרו לקדמותם.
אם אתה מקצוען, אתה יכול לנתק ולהכניס מחדש את מחברי הדגימה, להדק את חיבורי הברגים, להלחים את כל המפרקים הרופפים ולאבטח את רתמת החיווט. אם אתה מבחין שמשטחי המסופים השחירו או שיש להם קורוזיה נחושת ירוקה, נקה את המסופים עם חומר ניקוי אלקטרוני ולאחר מכן יבש אותם במטלית נטולת מוך.- אם המסופים פגומים, יש להחליף אותם בחדשים.
כשאתה בוחרסוללות CoPow LiFePO4, CoPow יכולה להחליף עבורך רכיבים פגומים מיידית, ואנו שומרים על מלאי מלא של חלקי חילוף. בין אם זה המסופים או כל רכיב אחר, נחליף אותו בחדש אם תתעורר בעיה.
2. טען מחדש את תא המתח הנמוך-.
אתה יכול להשתמש בספק כוח מווסת DC כדי להטעין מחדש את תא המתח הנמוך- בזרם נמוך, בניסיון להחזיר את מתח התא לטווח הרגיל ולהפחית את הפרש המתח. אם לאחר הטעינה מתח התא נשאר יציב במהלך הפריקה, ניתן להמשיך להשתמש בו ולנטר אותו לזמן מה.
3. בצע איזון סוללה
נסה להשתמש בתכונת האיזון הפעילה של ה-BMS, או בצע מחזור טעינה מלא- כדי לשחזר את מתח התא.
4. החלף תאים פגומים
אם אף אחת מהשיטות הנ"ל לא עובדת והתאים עדיין במתח נמוך, אנו ממליצים להחליף אותם בחדשים.
למרות שזה יכול להיות טרחה, סוללות ליתיום-יון מתפקדות כיחידה אחת; בעת החלפת תאים, עליך להשתמש בתאים מאותה אצווה, מותג ועקביות-אסור ערבוב של סוגים שונים.
יש לטפל בבעיה זו לפני רכישת המצבר, ולכן חשוב לבחור בסוללה אמינהיצרן סוללות LiFePo4.
כיצד למנוע בעיות מתח תאים נמוך?
לבסוף, עבור סוללות שבהן בעיה זו טרם זוהתה, אנו ממליצים גם לנקוט באמצעי המניעה הבאים כדי שלא תיתפסו לא מוכנים אם תתעורר בעיה.
1. השתמש בתאי סוללה- באיכות גבוהה עם עקביות טובה
לפני רכישת סוללות ליתיום-יונים, עליך לאמת היטב את מקור תאי הסוללה ולבקש מהספק לספק נתוני עקביות עבור התאים, כולל דוחות בדיקת התנגדות פנימית, דוחות בדיקת קיבולת ונתוני-מיון-קיבולת והתאמת תאים.
2. הימנע מהפרשות עמוקות
זה מתייחס בעיקר לשמירה לא לתת לסוללה-להתרוקן יתר על המידה במהלך אחסון-לטווח ארוך. לפני האחסון, טען את הסוללה לכ-50%; אין צורך לטעון אותו במלואו.
עבור סוללות ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4), פשוט בדוק את רמת הטעינה פעם בחודש כדי לוודא שהיא לא יורדת מתחת ל-10%. חלק מהבעלים של עגלות גולף וסירות דיג מתעלמים מכך לעתים קרובות במהלך החורף.
3. השתמש במטען הנכון
לעולם אל תערבב מטעני סוללות-עופרת עם מטעני סוללות ליתיום-יון.שימוש במטען סוללת עופרת-חומצה לטעינת סוללת ליתיום- יכול לא רק לגרום לבעיות פנימיות בסוללה אלא גם לגרום נזק ישיר לכל ערכת הסוללות.
4. שמור על איזון סוללה תקין
בצע מעת לעת טעינה מלאה-מחזור פריקה-מ-0% עד 100%-על סוללות ליתיום-יון שאין להן פונקציית איזון. אם ל-BMS שלכם יש יכולות איזון אקטיביות ופסיביות, תוכלו גם לאזן את הסוללה באופן ידני.
סוללות הליתיום ברזל פוספט של CoPow מצוידות במערכת ניהול סוללות חכמה וכוללות יכולות איזון תאים פסיביות ואקטיביות כאחד.
5. לפני השימוש בסוללה בסביבה קרה, יש לתת לה תחילה לחזור לטמפרטורת החדר.
סוללות ליתיום- רבות חסרות פונקציית חימום מראש, דבר שאינו מקובל על משתמשים באזורים קרים. CoPow יכולה להתקין עבורך מערכת חימום אוטומטית רגישה השולטת אוטומטית בטמפרטורה ללא צורך בהפעלה ידנית, וחוסכת לך זמן ומאמץ.
מַסְקָנָה
כאשר ה-BMS מציג "מתח תא נמוך", אין זה אומר בהכרח שהתא פגום. גורמים אפשריים למתח נמוך במחרוזת תא בודד כוללות רכישת נתוני BMS חריגה, עקביות תאים ירודה, הזדקנות תאים, פריקה עמוקה ממושכת, חוסר איזון של תאים והשפעות של סביבות-טמפרטורות נמוכות.
דרך הפעולה הנכונה היא תחילה לאמת את הדיוק של נתוני ה-BMS, ולאחר מכן לקבוע אם הבעיה נגרמת מתקלה ב-BMS, חוסר איזון בתא או ירידה בביצועי התא על ידי בדיקת מעגלי רכישת הנתונים, מדידת מתח התא בפועל ותצפית על ההתאוששות לאחר הטעינה מחדש.
עבור מערכות סוללת ליתיום- המיועדות לפעולה יציבה-לטווח ארוך, תאים בעלי עקביות- גבוהה, BMS אמין ונוהלי טעינה ופריקה נאותים הם כולם חיוניים. בדיקה יזומה של תקינות התא, הימנעות מפריקת-יתר ובחירת ספק סוללה אמין יכולה למעשה להפחית את הסבירות לבעיות "מתח סלולרי נמוך" ולהאריך את חיי השירות של הסוללה.
CoPow הוא איצרן סוללות LiFePo4 מקצועי. אם יש לך שאלות נוספות, אנא אל תהססלפנות אלינובכל עת.
