عند التحقق من حالة البطارية عبر تطبيق البلوتوث، لاحظت ذلكجهد إحدى الخلايا أقل بكثير من جهد الخلايا الأخرى.
على سبيل المثال، بينما يظل جهد معظم الخلايا حوالي 3.27 فولت، يبلغ جهد خلية واحدة 2.65 فولت فقط. وفي الوقت نفسه، تفتقر عربة الجولف أو القارب الخاص بك إلى الطاقة عند التسارع، وتنفد الطاقة فجأة من الرافعة الشوكية أو نظام تخزين الطاقة.
قد تفترض أن هناك اتصالاً-فشل في خلية معينة ويجب استبداله. ومع ذلك، في الواقع، انخفاض جهد الخلية لا يعني بالضرورة أن الخلية معيبة.
ستقدم هذه المقالة شرحًا تفصيليًا لما يعنيه "BMS يعرض الجهد المنخفض للخلية" وأسبابه الشائعة وطرق الفحص والحلول وكيفية منع حدوث مشكلات مماثلة. سيساعدك هذا على تشخيص أعطال الجهد المنخفض-بشكل أكثر دقةبطاريات ليثيوم-أيونوتجنب تكاليف الإصلاح غير الضرورية.
ماذا يعني عندما يظهر نظام إدارة المباني (BMS) جهدًا منخفضًا للخلية؟
عندما تلاحظ أن جهد خلية معينة منخفض جدًا على تطبيق الهاتف المحمول الخاص بك، فلا تقفز إلى استنتاج مفاده أن "هذه الخلية معيبة". بالإضافة إلى مشكلات البطارية الداخلية (مثل سعة الخلية غير المتسقة، والتفريغ العميق المطول، وشيخوخة الخلايا، وزيادة المقاومة الداخلية، والتفريغ الذاتي غير الطبيعي-)، هناك حالتان أخريان يمكن أن تسببا جهدًا غير طبيعي للخلية: مشاكل في خطوط الحصول على بيانات BMS ودرجات الحرارة المنخفضة للغاية.
عندما يعرض نظام إدارة المباني "جهد منخفض للخلية"، فهو في الواقع ينبه المستخدم إلى ظهور خلية ضعيفة بها مشكلات في الأداء داخل حزمة البطارية، ويجب إجراء مزيد من التحقيق في سبب هذا الشذوذ.
تتكون مجموعات بطاريات الليثيوم-أيون عادةً من خلايا متعددة متصلة على التوالي. على سبيل المثال، أبطارية LiFePO4 بقوة 48 فولتيتكون عادةً من 16 سلسلة-خلية متصلة بجهد 3.2 فولت (16S)، بجهد إجمالي يبلغ 51.2 فولت تقريبًا.في ظل الظروف العادية، يجب أن يبقى جهد كل خلية ضمن نطاق مماثل.
على سبيل المثال:
الخلية 1: 3.278 فولت
الخلية 2: 3.281 فولت
الخلية 3: 3.276 فولت
الخلية 4: 3.280 فولت
فروق الجهد بين هذه الخلايا صغيرة جدًا، مما يشير إلى الاتساق الجيد.
ومع ذلك، في حالة حدوث الشروط التالية:
الخلية 1: 2.653 فولت
الخلية 2: 3.265 فولت
الخلية 3: 3.283 فولت
يشير هذا إلى وجود مشكلة في الخلية الأولى في السلسلة، لأن سعة الخرج لحزمة البطارية المتسلسلة يتم تحديدها بواسطة الخلية ذات الجهد الأقل.
حتى لو كانت الخلايا الأخرى لا تزال بها شحنة كافية، فقد يتم تشغيل حزمة البطارية بأكملهاحماية نظام إدارة المبانيبسبب هذه الخلية الضعيفة.
ربما واجهت مواقف مماثلة: توقف السيارة الكهربائية فجأة أثناء القيادة، أو عدم قدرة عربة الجولف على زيادة سرعتها فجأة، أو توقف الرافعة الشوكية فجأة بعد العمل لفترة من الوقت، أو نفاد الطاقة فجأة من عربة سكن متنقلة أو نظام تخزين الطاقة.
الأسباب الشائعة لانخفاض جهد الخلية في بطاريات الليثيوم - وصف تفصيلي
بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة فاحصة على أسباب انخفاض الجهد الكهربي في سلسلة خلية واحدة كما هو موضح بواسطة نظام إدارة المباني لبطارية الليثيوم-:
1. قضايا أخذ عينات الجهد BMS
في بعض الأحيان، عندما يعرض نظام إدارة المباني جهدًا منخفضًا، فهذا لا يعني بالضرورة أنتكون خلايا البطارية في حالة جهد كهربائي منخفض-.; قد يكون هذا بسبب مشكلة في نظام الحصول على بيانات BMS.
يتصل نظام BMS بكل عقدة خلية عبر أسلاك الاستشعار ويقرأ جهد كل سلسلة خلية. إذا كانت أسلاك الاستشعار مفكوكة أو تالفة، فسيقوم نظام إدارة المباني بقراءة البيانات غير الصحيحة.
على سبيل المثال، إذا كان الجهد الفعلي للخلية هو 3.28 فولت، ولكن بسبب مشكلة في أسلاك الاستشعار، يعرض نظام إدارة المباني في النهاية جهدًا يبلغ 2.60 فولت فقط. ولذلك، فمن الضروري استخدام مقياس متعدد لقياس الجهد الفعلي للخلية من أجل التوصل إلى نتيجة دقيقة.
2. تأثيرات درجات الحرارة المنخفضة-
بالنسبة لبطاريات الليثيوم-أيون، كان التشغيل في درجات حرارة منخفضة يمثل دائمًا مشكلة صعبة.
في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة-، يتباطأ معدل التفاعلات الكيميائية داخل خلايا البطارية، وتقل حركة الأيونات، وتزداد المقاومة الداخلية، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد.
تصبح هذه المشكلة أكثر وضوحًا عندما يتم تفريغ البطارية عند تيارات عالية وقد تؤدي إلى تشغيل ميزة الحماية من الجهد المنخفض- فينظام إدارة البطارية. وهذا الوضع شائع نسبياً في السيارات الكهربائية في المناطق الباردة،رافعات شوكية للتخزين الباردوأنظمة تخزين الطاقة الخارجية والتطبيقات البحرية خلال فصل الشتاء.
ومع ذلك، فإن بعض بطاريات الليثيوم-أيون المتوفرة حاليًا في السوق، مثلبطاريات LiFePO4 من CoPowيمكن تجهيزها بأنظمة تسخين أوتوماتيكية تسمح لها بالشحن والتفريغ بشكل طبيعي حتى عند -20 درجة.
3. ضعف تناسق الخلايا
يشير اتساق الخلية إلى تجانس الخلايا من حيث السعة والمقاومة الداخلية ومنحنيات الشحن ومنحنيات التفريغ ومعدلات التفريغ الذاتي.
إذا كانت بطارية أيون الليثيوم- تستخدم خلايا ذات جودة من الدرجة B أو أقل-، فإن جهد الخلية المنخفض الذي يصل إلى 2.653 فولت يعتبر مقبولاً. وفي الحالات الشديدة، قد تفشل الخلايا تمامًا.
لذلك، لا يمكننا التأكيد بما فيه الكفاية على ذلك عند الشراءبطاريات ليثيوم فوسفات الحديديجب التأكد من مصدر الخلايا مع المورد ومراجعة تقارير الاختبار الخاصة به.
تستخدم CoPow خلايا-جديدة وعالية الجودة-من فوسفات حديد الليثيوم من الشركات الرائدة في تصنيع الخلايا، مما يضمن أداء البطارية مباشرة من المصدر.
4. تقادم أو تلف خلايا البطارية
مع زيادة وقت الاستخدام وعدد-دورات التفريغ، تتقدم خلايا بطارية أيون الليثيوم- تدريجيًا، مما يؤدي إلى انخفاض أدائها الكيميائي الداخلي، والذي يتجلى في انخفاض في السعة وزيادة في المقاومة الداخلية.
عند تفريغ البطارية، لا تستطيع الخلايا القديمة الحفاظ على خرج ثابت مثل الخلايا الطبيعية، وهناك احتمال كبير بحدوث انخفاض في الجهد.
5. التفريغ العميق
كما ذكرنا في مقالات أخرى، تتمتع بطاريات الليثيوم-أيون بقدرة فعلية قابلة للاستخدام تزيد بنسبة 30% عن تلك الموجودة في بطاريات الرصاص-الحمضية ويمكنهايتحمل عمق التفريغ (DoD) بنسبة 90%. على الرغم من أن هذه ليست مشكلة، إلا أن العديد من المستخدمين ما زالوا يستنزفون البطارية تمامًا.
يجب ألا تكون بطاريات الليثيوم-أيون فارغة-أكثر من اللازم. قد يؤدي التفريغ المطول-إلى تلف خلية واحدة أو أكثر.
نظرًا لأن الخلايا الموجودة في حزمة البطارية لا يمكن أن تكون متطابقة تمامًا، فإن أفضل ما يمكننا فعله هو الحفاظ على الاتساق قدر الإمكان. وبالتالي، سيتم استنفاد الخلية ذات السعة الأقل أولاً؛ ومع استمرار التفريغ، سينخفض جهدها بسرعة، بينما تظل جهود الخلايا الأخرى عند مستوى أعلى.
6. خلل في توازن الخلايا
يرجى ملاحظة أننا نشير إلى عدم توازن الخلايا، وليس عدم تناسق الخلايا.
هنا، نود أن نقدم مفهومًا: فرق الجهد. على سبيل المثال، أعلى جهد للخلية هو 3.35 فولت، وأدنى جهد هو 2.80 فولت.
عادةً ما يحدث عدم توازن الخلايا نتيجة لتراكم الدورات طويلة الأمد-. إذا كان تناسق الخلية سيئًا بالفعل في البداية، وكنت تلتزم بشدة بمبدأ تفريغ الشحن 20/80 أو 90- دون تنفيذدورات الشحن الكامل-والتفريغومن 0% إلى 100%، قد تصبح الخلايا غير متوازنة تدريجيًا.
يحدث هذا الموقف عادةً في بطاريات الليثيوم-أيون بدون وظيفة المعادلة. عادةً ما تكون بطاريات الليثيوم-أيون الحالية مجهزة بنظام إدارة بطارية ذكي قادر علىمعادلة الخلايا بشكل نشط أو سلبي.
كيفية التحقق من خلية الجهد المنخفض؟
إجراءات التفتيش القياسية هي كما يلي. يمكنك تجربتها بنفسك أولاً. إذا وجدت الأمر صعبًا أو تقنيًا للغاية، من فضلكاتصل بنا، وسيكون مهندسو البحث والتطوير لدينا سعداء بمساعدتك.
1. تحقق من بيانات الجهد الكهربائي لنظام إدارة البطارية
أولاً، استخدم تطبيق Bluetooth للتحقق من حالة الجهد الكهربي-في الوقت الفعلي لجميع خلايا البطارية لتحديد مجموعة الخلايا التي تظهر عليها حالة شاذة. بعد ذلك، لاحظ فرق الجهد بين الخلايا.
إذا كان فرق الجهد لا يتجاوز بضع عشرات من الميلي فولت، فهو ضمن النطاق الطبيعي؛ إذا وصل فرق الجهد إلى عدة مئات من الميللي فولت أو أكثر، فهذا يشير إلى أن الخلايا قد طورت مشكلة.
2. فحص كابلات الحصول على بيانات BMS
للتحقق من أن كابلات الحصول على بيانات BMS تعمل بشكل صحيح، تحقق مما إذا كانت الموصلات مفككة، وما إذا كانت المحطات الطرفية تتمتع باتصال جيد، وما إذا كانت أحزمة الأسلاك تالفة، وما إذا كانت وصلات اللحام آمنة.
3. استخدم مقياسًا متعددًا لقياس جهد الخلية الفعلي
إذا كانت كابلات الحصول على البيانات تعمل بشكل صحيح، فإن الخطوة التالية هي استخدام مقياس متعدد لقياس الجهد الفعلي للخلية المقابلة مباشرة لتحديد مصدر المشكلة.
إذا عرض BMS جهدًا قدره 2.65 فولت، لكن قراءة المقياس المتعدد هي 3.28 فولت، فهذا يشير إلى أن الخلية تعمل بشكل طبيعي وأن المشكلة تكمن في BMS؛ مطلوب مزيد من التفتيش على كابلات الحصول على البيانات.
4. تحقق من استعادة الخلية بعد الشحن
إذا تأكدت من أن خلية معينة في حالة جهد كهربائي منخفض-، فيمكنك محاولة إعادة شحن تلك الخلية بشكل منفصل ثم مراقبة استعادتها.
إذا ظل الجهد ثابتًا إلى حد كبير بعد إعادة الشحن-مع فرق جهد أقل من 50 مللي فولت (0.05 فولت)-ولم ينخفض بشكل ملحوظ مرة أخرى أثناء الاستخدام العادي، فقد يشير هذا إلى أن الخلية نفسها ليست معيبة، بل إلى حدوث خلل مؤقت في التوازن.
5. تحقق من اختلافات جهد البطارية
بعد التأكد من أن الخلية في حالة جهد منخفض-لا تتعجل في إيقاف العمل؛ من الأفضل الاستمرار في فحص توزيع الجهد عبر حزمة البطارية بأكملها لمعرفة ما إذا كانت هناك أي خلايا أخرى تواجه مشكلات أيضًا.
6. فحص أداء البطارية تحت الحمل
بالنسبة لبعض بطاريات الليثيوم-أيون، تكون الفولتية الفردية للخلية المعروضة في التطبيق طبيعية عندما تكون البطارية في حالة سكون. ومع ذلك، عند محاولة تفريغ البطارية-خاصة عند تشغيل-أجهزة عالية الطاقة-تصبح العديد من المشكلات واضحة.
في حالة الخمول، يكون جهد جميع الخلايا حوالي 3.3 فولت. ومع ذلك، بمجرد تشغيل عربة جولف أو قارب أو رافعة شوكية، قد ينخفض جهد خلية معينة إلى 2.8 فولت، مما يشير إلى أن المقاومة الداخلية للخلية قد زادت وأنها لا تستطيع التعامل مع خرج التيار -العالي.
كيفية إصلاح خلية بطارية ذات جهد منخفض؟
بعد الفحص، وجدنا أنه ليس من الضروري بالضرورة استبدال خلايا البطارية. نحن نعلم بالفعل أن مشكلات الجهد المنخفض- في خلايا البطارية يمكن حلها من خلال إعادة الشحن، ومعادلة الشحن والتفريغ، وإصلاح المشكلات المتعلقة بجمع بيانات نظام إدارة المباني.
الإجراءات المحددة هي كما يلي:
1. إصلاح أو استبدال أسلاك أخذ العينات BMS
إذا كانت المشكلة تتعلق بالفعل بأسلاك أخذ العينات، فيمكنك اختيار إصلاحها أو استبدالها، ثم أعد -قراءة بيانات BMS للتأكد من أن جميع جهود الخلايا قد عادت إلى وضعها الطبيعي.
إذا كنت محترفًا، فيمكنك فصل موصلات أخذ العينات وإعادة إدخالها، وتشديد أطراف البراغي، ولحام أي وصلات مفكوكة، وتأمين مجموعة الأسلاك. إذا لاحظت أن الأسطح الطرفية قد تحولت إلى اللون الأسود أو بها تآكل نحاسي أخضر، فقم بتنظيف الأطراف باستخدام منظف إلكتروني ثم جففها بقطعة قماش- خالية من الوبر. في حالة تلف المحطات، يجب استبدالها بأخرى جديدة.
عندما تختاربطاريات كوبو LiFePO4، يمكن لشركة CoPow استبدال أي مكونات معيبة لك على الفور، ونحتفظ بمخزون كامل من قطع الغيار. سواء كان الأمر يتعلق بالمحطات الطرفية أو أي مكون آخر، فسوف نستبدله بآخر جديد في حالة ظهور مشكلة.
2. أعد شحن خلية الجهد المنخفض-.
يمكنك استخدام مصدر طاقة قابل للضبط يعمل بالتيار المستمر لإعادة شحن خلية الجهد المنخفض-بتيار منخفض، في محاولة لاستعادة جهد الخلية إلى النطاق الطبيعي وتقليل فرق الجهد. إذا ظل جهد الخلية مستقرًا أثناء التفريغ بعد إعادة الشحن، فيمكنك الاستمرار في استخدامه ومراقبته لفترة من الوقت.
3. قم بإجراء موازنة البطارية
حاول استخدام ميزة التوازن النشط في BMS، أو قم بإجراء دورة تفريغ شحن كاملة- لاستعادة جهد الخلية.
4. استبدال الخلايا التالفة
إذا لم تنجح أي من الطرق المذكورة أعلاه وكانت الخلايا لا تزال تعمل بجهد منخفض، فنوصي باستبدالها بأخرى جديدة.
على الرغم من أن هذا قد يكون أمرًا صعبًا، إلا أن بطاريات الليثيوم-أيون تعمل كوحدة واحدة؛ عند استبدال الخلايا، يجب عليك استخدام خلايا من نفس الدفعة والعلامة التجارية والاتساق-لا يُسمح بخلط أنواع مختلفة.
يجب معالجة هذه المشكلة قبل شراء البطارية، لذلك من الضروري اختيار جهاز موثوقالشركة المصنعة للبطارية LiFePo4.
كيفية منع مشاكل الجهد المنخفض للخلية؟
أخيرًا، بالنسبة للبطاريات التي لم يتم اكتشاف هذه المشكلة بعد، نوصي أيضًا باتخاذ الإجراءات الوقائية التالية حتى لا تتفاجأ في حالة ظهور مشكلة.
1. استخدم خلايا بطارية-عالية الجودة وبتناسق جيد
قبل شراء بطاريات أيون الليثيوم-، يجب عليك التحقق بدقة من مصدر خلايا البطارية ومطالبة المورد بتوفير بيانات متسقة للخلايا، بما في ذلك تقارير اختبار المقاومة الداخلية، وتقارير اختبار السعة، وبيانات-فرز ومطابقة الخلايا-السعة.
2. تجنب التفريغ العميق
يشير هذا بشكل أساسي إلى الحرص على عدم ترك البطارية -تفرغ أكثر من اللازم أثناء التخزين-على المدى الطويل. قبل التخزين، قم بشحن البطارية إلى حوالي 50%؛ ليست هناك حاجة لشحنه بالكامل.
بالنسبة لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)، ما عليك سوى التحقق من مستوى الشحن مرة واحدة شهريًا للتأكد من أنه لا يقل عن 10%. غالبًا ما يغفل بعض أصحاب عربات الجولف وقوارب الصيد عن ذلك خلال فصل الشتاء.
3. استخدم الشاحن الصحيح
لا تخلط أبدًا شواحن بطاريات الرصاص-الحمضية مع شواحن بطاريات الليثيوم-أيون.إن استخدام شاحن بطارية حمض الرصاص-لشحن بطارية أيون الليثيوم-لا يمكن أن يسبب مشاكل داخلية للبطارية فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى تلف حزمة البطارية بالكامل بشكل مباشر.
4. الحفاظ على التوازن المناسب للبطارية
قم بإجراء -دورة تفريغ-شحن كامل بشكل دوري من 0% إلى 100%-على بطاريات الليثيوم-أيون التي لا تحتوي على وظيفة موازنة. إذا كان نظام إدارة المباني (BMS) الخاص بك يتمتع بقدرات موازنة نشطة وسلبية، فيمكنك أيضًا موازنة البطارية يدويًا.
تم تجهيز بطاريات فوسفات حديد الليثيوم من CoPow بنظام ذكي لإدارة البطارية وتتميز بقدرات موازنة الخلايا السلبية والنشطة.
5. قبل استخدام البطارية في بيئة باردة، يجب عليك أولاً السماح لها بالعودة إلى درجة حرارة الغرفة.
تفتقر العديد من بطاريات الليثيوم-أيون إلى وظيفة التسخين المسبق، وهو أمر غير مقبول للمستخدمين في المناطق الباردة. يمكن لـ CoPow تركيب نظام تسخين أوتوماتيكي حساس لك، والذي يتحكم تلقائيًا في درجة الحرارة دون الحاجة إلى التشغيل اليدوي، مما يوفر لك الوقت والجهد.
خاتمة
عندما يعرض نظام إدارة المباني "جهد الخلية المنخفض"، فهذا لا يعني بالضرورة أن الخلية تالفة. تتضمن الأسباب المحتملة للجهد المنخفض في سلسلة خلية واحدة الحصول غير الطبيعي على بيانات BMS، وضعف تناسق الخلية، وشيخوخة الخلية، والتفريغ العميق لفترة طويلة، وعدم توازن الخلية، وتأثيرات البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-.
المسار الصحيح للعمل هو التحقق أولاً من دقة بيانات BMS، ثم تحديد ما إذا كانت المشكلة ناجمة عن خلل في BMS، أو عدم توازن الخلية، أو انخفاض في أداء الخلية عن طريق فحص دوائر الحصول على البيانات، وقياس الجهد الفعلي للخلية، ومراقبة الاسترداد بعد إعادة الشحن.
بالنسبة لأنظمة بطاريات الليثيوم-أيون المصممة للتشغيل المستقر على المدى الطويل-فإن الخلايا ذات الاتساق العالي-ونظام إدارة المباني الموثوق به وممارسات الشحن والتفريغ المناسبة كلها أمور ضرورية. إن التحقق بشكل استباقي من صحة الخلية، وتجنب-التفريغ الزائد، واختيار مورد موثوق للبطارية يمكن أن يقلل بشكل فعال من احتمال حدوث مشكلات "الجهد المنخفض للخلية" ويطيل عمر خدمة البطارية.
كوبو هوالشركة المصنعة لبطارية LiFePo4 المهنية. إذا كان لديك أي أسئلة أخرى، فلا تتردد في ذلكاتصل بنافي أي وقت.
