Quando controlli lo stato della batteria tramite l'app Bluetooth, lo notila tensione di una delle celle è notevolmente inferiore a quella delle altre.
Ad esempio, mentre la tensione della maggior parte delle celle rimane intorno a 3,27 V, la tensione di una cella è di soli 2,65 V. Allo stesso tempo, il tuo golf cart o la tua barca perdono potenza durante l'accelerazione e il tuo carrello elevatore o il tuo sistema di accumulo di energia si esaurisce improvvisamente.
Potresti supporre che esista una connessione-per cui una cella specifica non è riuscita e deve essere sostituita. Tuttavia, in realtà, una bassa tensione della cella non significa necessariamente che la cella sia difettosa.
Questo articolo fornirà una spiegazione dettagliata di cosa significa "BMS visualizza bassa tensione cella", le sue cause comuni, i metodi di ispezione, le soluzioni e come evitare che si verifichino problemi simili. Ciò ti aiuterà a diagnosticare con maggiore precisione i guasti di bassa-tensionebatterie agli ioni di litio-ed evitare inutili costi di riparazione.
Cosa significa quando il BMS mostra una bassa tensione della cella?
Quando noti che la tensione di una particolare cella è troppo bassa sulla tua app mobile, non giungere alla conclusione che "questa cella è difettosa". Oltre ai problemi interni della batteria (come capacità incoerente delle celle, scarica profonda prolungata, invecchiamento delle celle, aumento della resistenza interna e autoscarica-anomala), esistono altre due situazioni che possono causare una tensione anomala delle celle: problemi con le linee di acquisizione dati BMS e temperature eccessivamente basse.
Quando il BMS visualizza "Tensione cella bassa", in realtà avvisa l'utente che all'interno della batteria è apparsa una cella debole con problemi di prestazioni e che la causa dell'anomalia deve essere ulteriormente indagata.
I pacchi batteria agli ioni di litio- sono generalmente composti da più celle collegate in serie. Ad esempio, aBatteria LiFePO4 da 48 Vsolitamente è costituito da 16 celle da 3,2 V (16S) collegate in serie-, con una tensione totale di circa 51,2 V.In condizioni normali, la tensione di ciascuna cella dovrebbe rimanere entro un intervallo simile.
Per esempio:
Cella 1: 3,278 V
Cella 2: 3.281 V
Cella 3: 3,276 V
Cella 4: 3.280 V
Le differenze di tensione tra queste celle sono molto piccole, indicando una buona consistenza.
Tuttavia, se si verificano le seguenti condizioni:
Cella 1: 2.653 V
Cella 2: 3.265 V
Cella 3: 3.283 V
Ciò indica un problema con la prima cella della stringa, poiché la capacità di uscita di un pacco batteria in serie è determinata dalla cella con la tensione più bassa.
Anche se le altre celle hanno ancora carica sufficiente, l'intero pacco batteria potrebbe attivarsiProtezione BMSa causa di questa cellula debole.
Potresti aver riscontrato situazioni simili: un veicolo elettrico che si blocca improvvisamente durante la guida, un carrello da golf che improvvisamente non riesce ad accelerare, un carrello elevatore che si ferma improvvisamente dopo aver lavorato per un po', o un camper o un sistema di accumulo di energia che improvvisamente esaurisce la potenza.
Cause comuni di bassa tensione delle celle nelle batterie al litio - Descrizione dettagliata
Successivamente, diamo uno sguardo più da vicino alle cause della bassa tensione in una stringa a cella singola, come indicato dal BMS della batteria agli ioni di litio:
1. Problemi di campionamento della tensione BMS
A volte, quando il BMS visualizza una bassa tensione, non significa necessariamente che ille celle della batteria sono effettivamente in uno stato-di bassa tensione; ciò potrebbe essere dovuto ad un problema con il sistema di acquisizione dati BMS.
Il BMS si collega a ciascun nodo di cella tramite cavi di rilevamento e legge la tensione di ciascuna stringa di celle. Se i cavi di rilevamento sono allentati o danneggiati, il BMS leggerà dati errati.
Ad esempio, se la tensione effettiva della cella è 3,28 V, ma a causa di un problema con i cavi di rilevamento, il BMS alla fine visualizza una tensione di soli 2,60 V. Pertanto, è necessario utilizzare un multimetro per misurare la tensione effettiva della cella per giungere ad una conclusione accurata.
2. Effetti della-bassa temperatura
Per le batterie agli ioni di litio-, il funzionamento a basse temperature è sempre stato un problema impegnativo.
In condizioni di bassa-temperatura, la velocità delle reazioni chimiche all'interno delle celle della batteria rallenta, la mobilità ionica diminuisce e la resistenza interna aumenta, portando a un calo di tensione.
Questo problema diventa più pronunciato quando la batteria si scarica a correnti elevate e potrebbe attivare la funzione di protezione da bassa-tensione delSistema di gestione della batteria. Questa situazione è relativamente comune nei veicoli elettrici nelle regioni fredde,carrelli elevatori per celle frigorifere, sistemi di accumulo di energia all'aperto e applicazioni marine durante l'inverno.
Tuttavia, alcune batterie agli ioni di litio- attualmente sul mercato, come ad esempioLe batterie LiFePO4 di CoPow, possono essere dotati di sistemi di riscaldamento automatico che permettono loro di caricarsi e scaricarsi normalmente anche a -20 gradi .
3. Scarsa consistenza delle celle
Cell consistency refers to the uniformity of cells in terms of capacity, internal resistance, charge curves, discharge curves, and self-discharge rates.
If a lithium-ion battery uses Grade B or lower-quality cells, a cell voltage as low as 2.653V would be considered acceptable. In severe cases, the cells may fail completely.
Pertanto, non lo sottolineeremo mai abbastanza al momento dell'acquistobatterie al litio ferro fosfato, è necessario confermare la fonte delle celle con il fornitore ed esaminare i rapporti di prova.
CoPow utilizza celle al litio ferro fosfato-nuovissime e di alta-qualità provenienti dai principali produttori di celle, garantendo le prestazioni della batteria fin dalla fonte.
4. Invecchiamento o danneggiamento delle celle della batteria
Con l'aumento del tempo di utilizzo e del numero di cicli di carica{0}}scarica, le celle della batteria agli ioni di litio-invecchiano gradualmente, portando a un calo delle prestazioni chimiche interne, che si manifesta come una diminuzione della capacità e un aumento della resistenza interna.
Quando la batteria si scarica, le celle vecchie non possono mantenere un'uscita stabile come le celle normali e c'è un'alta probabilità che si verifichi una caduta di tensione.
5. Scarica profonda
Come accennato in altri articoli, le batterie agli ioni di litio- hanno una capacità utilizzabile effettiva superiore di oltre il 30% rispetto a quella delle batterie al piombo-acido e possonotollerare una profondità di scarica (DoD) del 90%. Anche se questo non è un problema, molti utenti scaricano completamente la batteria.
Le batterie agli-ioni di litio non devono essere-scaricate eccessivamente. Uno scaricamento eccessivo e prolungato potrebbe danneggiare una o più celle.
Dato che le celle di un pacco batteria non possono essere perfettamente identiche, la cosa migliore che possiamo fare è mantenerne il più possibile la coerenza. Di conseguenza, la cella con la capacità minore verrà esaurita per prima; man mano che la scarica continua, la sua tensione diminuirà rapidamente, mentre le tensioni delle altre celle rimarranno ad un livello più alto.
6. Squilibrio cellulare
Tieni presente che ci riferiamo allo squilibrio delle celle, non all'incoerenza delle celle.
Qui vorremmo introdurre un concetto: la differenza di tensione. Ad esempio, la tensione della cella più alta è 3,35 V e quella più bassa è 2,80 V.
Lo squilibrio cellulare è generalmente causato dall'accumulo di cicli-a lungo termine. Se la consistenza delle celle è già scarsa all'inizio e rispetti rigorosamente il principio di carica-scarica 20/80 o 90 senza eseguirecicli di carica-scarica completidallo 0% al 100%, le celle potrebbero progressivamente sbilanciarsi.
Questa situazione si verifica in genere nelle batterie agli ioni di litio-senza funzione di equalizzazione. Le attuali batterie agli ioni di litio- sono generalmente dotate di un sistema di gestione intelligente della batteria in grado diequalizzando attivamente o passivamente le celle.
Come controllare una cella a bassa tensione?
La procedura di ispezione standard è la seguente. Puoi provarlo tu stesso prima. Se lo trovi difficile o troppo tecnico, per favorecontattacie i nostri ingegneri di ricerca e sviluppo saranno felici di assisterti.
1. Controllare i dati sulla tensione del sistema di gestione della batteria
Innanzitutto, utilizza l'app Bluetooth per controllare lo-stato di tensione in tempo reale di tutte le celle della batteria per determinare quale gruppo di celle presenta un'anomalia. Successivamente, osserva la differenza di tensione tra le celle.
Se la differenza di tensione è solo di poche decine di millivolt, rientra nell'intervallo normale; se la differenza di tensione raggiunge diverse centinaia di millivolt o più, significa che le celle hanno sviluppato un problema.
2. Ispezionare i cavi di acquisizione dati BMS
Per verificare che i cavi di acquisizione dati BMS funzionino correttamente, controllare se i connettori sono allentati, se i terminali hanno un buon contatto, se i cablaggi sono danneggiati e se i giunti di saldatura sono sicuri.
3. Utilizzare un multimetro per misurare la tensione effettiva della cella
Se i cavi di acquisizione dati funzionano correttamente, il passo successivo è utilizzare un multimetro per misurare direttamente la tensione effettiva della cella corrispondente per determinare l'origine del problema.
Se il BMS visualizza una tensione di 2,65 V, ma la lettura del multimetro è 3,28 V, ciò indica che la cella funziona normalmente e il problema è dovuto al BMS; è necessaria un'ulteriore ispezione dei cavi di acquisizione dati.
4. Controllare il recupero della cella dopo la ricarica
Se confermi che una determinata cella è effettivamente in uno stato di bassa-tensione, puoi provare a ricaricarla separatamente e poi osservarne il recupero.
Se la tensione rimane sostanzialmente costante dopo la ricarica-con una differenza di tensione inferiore a 50 mV (0,05 V)-e non diminuisce nuovamente in modo significativo durante il normale utilizzo, ciò potrebbe indicare che la cella stessa non è difettosa, ma piuttosto che si è verificato uno squilibrio temporaneo.
5. Controllare le differenze di tensione della batteria
Dopo aver confermato che una cella è effettivamente in uno stato di bassa-tensione, non affrettarti a interrompere il lavoro; è meglio continuare a controllare la distribuzione della tensione sull'intero pacco batteria per vedere se anche altre celle presentano problemi.
6. Controllo delle prestazioni della batteria sotto carico
Per alcune batterie agli ioni di litio-, le tensioni delle singole celle visualizzate nell'app sono normali quando la batteria è a riposo. Tuttavia, quando si tenta di scaricare la batteria-soprattutto quando si alimentano dispositivi-ad alta potenza-molti problemi diventano evidenti.
Quando è inattivo, la tensione di tutte le celle è di circa 3,3 V. Tuttavia, una volta alimentato un carrello da golf, una barca o un carrello elevatore, la tensione di una particolare cella potrebbe scendere a 2,8 V, indicando che la resistenza interna della cella è aumentata e non può gestire un'uscita di corrente- elevata.
Come riparare una cella della batteria a bassa tensione?
Dopo l'ispezione, abbiamo riscontrato che non è necessariamente necessario sostituire le celle della batteria. Sappiamo già che i problemi di bassa-tensione delle celle della batteria possono essere risolti tramite la ricarica, la carica e la scarica tramite equalizzazione e la risoluzione dei problemi con la raccolta dei dati BMS.
Le procedure specifiche sono le seguenti:
1. Riparare o sostituire i cavi di campionamento del BMS
Se il problema riguarda effettivamente i cavi di campionamento, puoi scegliere di ripararli o sostituirli, quindi ri-leggere i dati BMS per confermare che tutte le tensioni delle celle siano tornate alla normalità.
Se sei un professionista, puoi scollegare e reinserire i connettori di campionamento, serrare i terminali a vite, saldare eventuali giunti allentati e fissare il cablaggio. Se noti che le superfici dei terminali sono diventate nere o presentano corrosione del rame verde, pulisci i terminali con un detergente per dispositivi elettronici, quindi asciugali con un panno-privo di lanugine. Se i terminali sono danneggiati, devono essere sostituiti con altri nuovi.
Quando scegliBatterie CoPow LiFePO4, CoPow può sostituire tempestivamente eventuali componenti difettosi e manteniamo un inventario completo di parti di ricambio. Che si tratti dei terminali o di qualsiasi altro componente, lo sostituiremo con uno nuovo in caso di problemi.
2. Ricaricare la cella a bassa-tensione.
È possibile utilizzare un alimentatore regolato CC regolabile per ricaricare la cella a bassa-tensione a una corrente bassa, nel tentativo di ripristinare la tensione della cella nell'intervallo normale e ridurre la differenza di tensione. Se, dopo la ricarica, la tensione della cella rimane stabile durante la scarica, è possibile continuare ad utilizzarla e monitorarla per un po'.
3. Eseguire il bilanciamento della batteria
Prova a utilizzare la funzione di bilanciamento attivo del BMS oppure esegui un ciclo di carica-scarica completo per ripristinare la tensione della cella.
4. Sostituisci le celle danneggiate
Se nessuno dei metodi sopra indicati funziona e le celle sono ancora a bassa tensione, si consiglia di sostituirle con delle nuove.
Anche se questo può essere complicato, le batterie agli ioni di litio- funzionano come una singola unità; quando si sostituiscono le celle, è necessario utilizzare celle dello stesso lotto, marca e consistenza-non è consentito mescolare tipi diversi.
Questo problema deve essere risolto prima di acquistare la batteria, quindi è fondamentale sceglierne una affidabileProduttore di batterie LiFePo4.
Come prevenire problemi di bassa tensione delle celle?
Infine, per le batterie in cui questo problema non è stato ancora rilevato, ti consigliamo anche di adottare le seguenti misure preventive in modo da non essere colto di sorpresa se si verifica un problema.
1. Utilizza celle della batteria di alta-qualità con buona uniformità
Prima di acquistare batterie agli ioni di litio-, è necessario verificare attentamente l'origine delle celle della batteria e richiedere al fornitore di fornire dati sulla coerenza delle celle, inclusi rapporti sui test di resistenza interna, rapporti sui test di capacità e dati di -ordinamento e corrispondenza delle celle-di capacità.
2. Evitare scariche profonde
Ciò si riferisce principalmente all'attenzione a non lasciare che la batteria-si scarichi eccessivamente durante la conservazione-a lungo termine. Prima dello stoccaggio, caricare la batteria a circa il 50%; non è necessario caricarlo completamente.
Per le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4), è sufficiente controllare il livello di carica una volta al mese per assicurarsi che non scenda al di sotto del 10%. Alcuni proprietari di golf cart e barche da pesca spesso trascurano questo aspetto durante l'inverno.
3. Utilizzare il caricabatterie corretto
Non mischiare mai caricatori per batterie al piombo-con caricatori per batterie agli{{1}ioni di litio.L'utilizzo di un caricabatterie al piombo-acido per caricare una batteria agli ioni di litio- non solo può causare problemi interni alla batteria, ma può anche danneggiare direttamente l'intero pacco batteria.
4. Mantenere il corretto bilanciamento della batteria
Eseguire periodicamente un ciclo completo di carica-scarica-dallo 0% al 100%-delle batterie agli ioni di litio-che non dispongono di una funzione di bilanciamento. Se il tuo BMS dispone di funzionalità di bilanciamento attivo e passivo, puoi anche bilanciare la batteria manualmente.
Le batterie al litio ferro fosfato di CoPow sono dotate di un sistema di gestione intelligente della batteria e presentano funzionalità di bilanciamento delle celle sia passive che attive.
5. Prima di utilizzare una batteria in un ambiente freddo, è necessario lasciarla ritornare alla temperatura ambiente.
Molte batterie agli ioni di litio- non dispongono della funzione di preriscaldamento, il che è inaccettabile per gli utenti delle regioni fredde. CoPow può installare per te un sistema di riscaldamento automatico sensibile che controlla automaticamente la temperatura senza richiedere il funzionamento manuale, facendoti risparmiare tempo e fatica.
Conclusione
Quando il BMS visualizza "Tensione cella bassa", non significa necessariamente che la cella sia danneggiata. Le possibili cause di bassa tensione in una stringa a cella singola includono acquisizione anomala dei dati BMS, scarsa consistenza delle celle, invecchiamento delle celle, scarica profonda prolungata, squilibrio delle celle e gli effetti di ambienti a bassa-temperatura.
La procedura corretta è verificare innanzitutto l'accuratezza dei dati BMS, quindi determinare se il problema è causato da un malfunzionamento del BMS, da uno squilibrio della cella o da un calo delle prestazioni della cella ispezionando il circuito di acquisizione dati, misurando la tensione effettiva della cella e osservando il recupero dopo la ricarica.
Per i sistemi di batterie agli ioni di litio-progettati per un funzionamento stabile a lungo-termine, sono essenziali celle ad alta-consistenza, un BMS affidabile e pratiche di carica e scarica adeguate. Il controllo proattivo dello stato delle celle, l'evitamento-di uno scaricamento eccessivo e la selezione di un fornitore affidabile di batterie possono ridurre efficacemente la probabilità di problemi di "bassa tensione delle celle" e prolungare la durata della batteria.
CoPow è unproduttore professionale di batterie LiFePo4. Se avete ulteriori domande, non esitate a farlocontattaciin qualsiasi momento.
