Cuando verifica el estado de la batería a través de la aplicación Bluetooth, observa queel voltaje de una de las celdas es significativamente menor que el de las otras.
Por ejemplo, mientras que el voltaje de la mayoría de las celdas se mantiene alrededor de 3,27 V, el voltaje de una celda es de solo 2,65 V. Al mismo tiempo, su carrito de golf o bote carece de energía al acelerar, y su carretilla elevadora o sistema de almacenamiento de energía de repente se queda sin energía.
Podrías suponer que hay una conexión-que una celda específica falló y debe ser reemplazada. Sin embargo, en realidad, un voltaje de celda bajo no significa necesariamente que la celda esté defectuosa.
Este artículo proporcionará una explicación detallada de lo que significa "BMS muestra bajo voltaje de celda", sus causas comunes, métodos de inspección, soluciones y cómo evitar que ocurran problemas similares. Esto le ayudará a diagnosticar con mayor precisión fallas-de bajo voltaje enbaterías de iones de litio-y evitar costes de reparación innecesarios.
¿Qué significa cuando BMS muestra un voltaje de celda bajo?
Cuando notes que el voltaje de una celda en particular es demasiado bajo en tu aplicación móvil, no llegues a la conclusión de que "esta celda está defectuosa". Además de los problemas internos de la batería (como capacidad inconsistente de la celda, descarga profunda prolongada, envejecimiento de la celda, aumento de la resistencia interna y autodescarga anormal), existen otras dos situaciones que pueden causar un voltaje anormal de la celda: problemas con las líneas de adquisición de datos del BMS y temperaturas excesivamente bajas.
Cuando el BMS muestra "Bajo voltaje de celda", en realidad está alertando al usuario de que ha aparecido una celda débil con problemas de rendimiento dentro del paquete de baterías y que es necesario investigar más a fondo la causa de la anomalía.
Los paquetes de baterías de iones de litio- suelen estar compuestos por varias celdas conectadas en serie. Por ejemplo, unBatería LiFePO4 de 48 V.Por lo general, consta de 16 celdas-conectadas en serie de 3,2 V (16 S), con un voltaje total de aproximadamente 51,2 V.En condiciones normales, el voltaje de cada celda debe permanecer dentro de un rango similar.
Por ejemplo:
Celda 1: 3,278 V
Celda 2: 3.281 V
Celda 3: 3,276 V
Celda 4: 3.280 V
Las diferencias de voltaje entre estas celdas son muy pequeñas, lo que indica una buena consistencia.
Sin embargo, si ocurren las siguientes condiciones:
Celda 1: 2,653 V
Celda 2: 3,265 V
Celda 3: 3,283 V
Esto indica un problema con la primera celda de la cadena, porque la capacidad de salida de un paquete de baterías en serie está determinada por la celda con el voltaje más bajo.
Incluso si las otras celdas todavía tienen suficiente carga, toda la batería puede activarse.protección BMSdebido a esta célula débil.
Es posible que se haya encontrado con situaciones similares: un vehículo eléctrico que se detiene repentinamente mientras conduce, un carrito de golf que de repente no puede acelerar, un montacargas que se detiene repentinamente después de trabajar por un tiempo o un vehículo recreativo o un sistema de almacenamiento de energía que de repente se queda sin energía.
Causas comunes de bajo voltaje de celda en baterías de litio - Descripción detallada
A continuación, echemos un vistazo más de cerca a las causas del bajo voltaje en una cadena de celdas únicas como lo indica la batería de iones de litio-BMS:
1. Problemas de muestreo de voltaje del BMS
A veces, cuando el BMS muestra un voltaje bajo, no significa necesariamente que ellas celdas de la batería en realidad están en un estado de bajo-voltaje; Esto puede deberse a un problema con el sistema de adquisición de datos BMS.
El BMS se conecta a cada nodo de celda mediante cables sensores y lee el voltaje de cada cadena de celdas. Si los cables sensores están sueltos o dañados, el BMS leerá datos incorrectos.
Por ejemplo, si el voltaje real de la celda es 3,28 V, pero debido a un problema con los cables sensores, el BMS finalmente muestra un voltaje de solo 2,60 V. Por lo tanto, es necesario utilizar un multímetro para medir el voltaje real de la celda para poder llegar a una conclusión precisa.
2. Efectos de la baja-temperatura
Para las baterías de iones de litio-, el funcionamiento a bajas temperaturas siempre ha sido un desafío.
En condiciones de baja-temperatura, la velocidad de las reacciones químicas dentro de las celdas de la batería se ralentiza, la movilidad de los iones disminuye y la resistencia interna aumenta, lo que provoca una caída del voltaje.
Este problema se vuelve más pronunciado cuando la batería se descarga con corrientes altas y puede activar la función de protección de bajo-voltaje delSistema de gestión de batería. Esta situación es relativamente común en vehículos eléctricos en regiones frías,carretillas elevadoras para almacenamiento en frío, sistemas de almacenamiento de energía al aire libre y aplicaciones marinas durante el invierno.
Sin embargo, algunas baterías-de iones de litio actualmente en el mercado, comoBaterías LiFePO4 de CoPow, pueden equiparse con sistemas de calefacción automáticos que les permiten cargarse y descargarse normalmente incluso a -20 grados.
3. Mala consistencia celular
La consistencia de las celdas se refiere a la uniformidad de las celdas en términos de capacidad, resistencia interna, curvas de carga, curvas de descarga y tasas de auto-descarga.
Si una batería-de iones de litio utiliza celdas de grado B o-de calidad inferior, un voltaje de celda tan bajo como 2,653 V se consideraría aceptable. En casos severos, las células pueden fallar por completo.
Por lo tanto, no podemos enfatizar lo suficiente que al comprarbaterías de fosfato de hierro y litio, debe confirmar el origen de las celdas con el proveedor y revisar sus informes de prueba.
CoPow utiliza celdas-nuevas y de alta-calidad de fosfato de hierro y litio de fabricantes líderes de celdas, lo que garantiza el rendimiento de la batería directamente desde la fuente.
4. Envejecimiento o daño de las celdas de la batería
A medida que aumentan el tiempo de uso y el número de ciclos de carga-descarga, las celdas de las baterías de iones de litio-envejecen gradualmente, lo que provoca una disminución de su rendimiento químico interno, lo que se manifiesta como una disminución de la capacidad y un aumento de la resistencia interna.
Cuando la batería se descarga, las celdas viejas no pueden mantener una salida estable como las celdas normales, y existe una alta probabilidad de que se produzca una caída de voltaje.
5. Descarga profunda
Como hemos mencionado en otros artículos, las baterías de iones de litio-tienen una capacidad utilizable real que es más de un 30 % mayor que la de las baterías de plomo-ácido y puedentolerar una profundidad de descarga (DoD) del 90%. Si bien esto no es un problema, muchos usuarios aún agotan la batería por completo.
Las baterías de iones de litio-no deben descargarse excesivamente-. Una descarga excesiva- prolongada puede dañar una o más células.
Dado que las celdas de un paquete de baterías no pueden ser perfectamente idénticas, lo mejor que podemos hacer es mantener la coherencia tanto como sea posible. En consecuencia, la celda con menor capacidad se agotará primero; a medida que continúa la descarga, su voltaje caerá rápidamente, mientras que los voltajes de las otras celdas permanecen en un nivel más alto.
6. Desequilibrio celular
Tenga en cuenta que nos referimos al desequilibrio celular, no a la inconsistencia celular.
Aquí nos gustaría introducir un concepto: diferencia de voltaje. Por ejemplo, el voltaje de celda más alto es 3,35 V y el más bajo es 2,80 V.
El desequilibrio celular suele deberse a la acumulación de ciclos-a largo plazo. Si, para empezar, la consistencia de las celdas ya es mala y cumple estrictamente con el principio de carga-descarga 20/80 o 90 sin realizarciclos completos de carga-descargaDel 0% al 100%, las células pueden desequilibrarse gradualmente.
Esta situación suele ocurrir en baterías de iones de litio-sin función de ecualización. Las baterías de iones de litio- actuales suelen estar equipadas con un sistema de gestión de batería inteligente capaz deigualar activa o pasivamente las células.
¿Cómo comprobar una celda de bajo voltaje?
El procedimiento de inspección estándar es el siguiente. Puedes probarlo tú mismo primero. Si lo encuentra difícil o demasiado técnico, por favorcontáctanos, y nuestros ingenieros de I+D estarán encantados de ayudarle.
1. Verifique los datos de voltaje del sistema de administración de baterías
Primero, use la aplicación Bluetooth para verificar el estado de voltaje en tiempo real-de todas las celdas de la batería para determinar qué grupo de celdas presenta una anomalía. A continuación, observe la diferencia de voltaje entre las celdas.
Si la diferencia de voltaje es sólo de unas pocas decenas de milivoltios, está dentro del rango normal; si la diferencia de voltaje alcanza varios cientos de milivoltios o más, indica que las celdas han desarrollado un problema.
2. Inspeccionar los cables de adquisición de datos BMS.
Para verificar que los cables de adquisición de datos del BMS funcionen correctamente, verifique si los conectores están flojos, si los terminales tienen buen contacto, si los mazos de cables están dañados y si las uniones de soldadura están seguras.
3. Utilice un multímetro para medir el voltaje real de la celda.
Si los cables de adquisición de datos funcionan correctamente, el siguiente paso es utilizar un multímetro para medir directamente el voltaje real de la celda correspondiente para determinar el origen del problema.
Si el BMS muestra un voltaje de 2,65 V, pero la lectura del multímetro es de 3,28 V, esto indica que la celda está funcionando normalmente y el problema está en el BMS; Se requiere una inspección adicional de los cables de adquisición de datos.
4. Verifique la recuperación de la celda después de la carga
Si confirmas que una celda en particular se encuentra en un estado de bajo-voltaje, puedes intentar recargarla por separado y luego observar su recuperación.
Si el voltaje permanece prácticamente constante después de la recarga-con una diferencia de voltaje de menos de 50 mV (0,05 V)-y no vuelve a caer significativamente durante el uso normal, esto puede indicar que la celda en sí no está defectuosa, sino que se ha producido un desequilibrio temporal.
5. Verifique las diferencias de voltaje de la batería
Después de confirmar que una celda se encuentra efectivamente en un estado de -voltaje bajo, no se apresure a dejar de trabajar; Es mejor continuar verificando la distribución de voltaje en todo el paquete de baterías para ver si otras celdas también están experimentando problemas.
6. Comprobación del rendimiento de la batería bajo carga
Para algunas baterías-de iones de litio, los voltajes de las celdas individuales que se muestran en la aplicación son normales cuando la batería está en reposo. Sin embargo, al intentar descargar la batería-especialmente cuando se alimentan dispositivos de alta-potencia-muchos problemas se hacen evidentes.
En reposo, el voltaje de todas las celdas es de alrededor de 3,3 V. Sin embargo, una vez que se enciende un carrito de golf, un bote o un montacargas, el voltaje de una celda en particular puede caer a 2,8 V, lo que indica que la resistencia interna de la celda ha aumentado y no puede manejar una salida de corriente alta-.
¿Cómo reparar una celda de batería de bajo voltaje?
Después de la inspección, descubrimos que no es necesariamente necesario reemplazar las celdas de la batería. Ya sabemos que los problemas de bajo-voltaje con las celdas de la batería se pueden resolver mediante la recarga, la carga y descarga de ecualización y la solución de problemas con la recopilación de datos del BMS.
Los procedimientos específicos son los siguientes:
1. Repare o reemplace los cables de muestreo del BMS
Si el problema está realmente en los cables de muestreo, puedes optar por repararlos o reemplazarlos y luego volver a-leer los datos del BMS para confirmar que todos los voltajes de las celdas hayan vuelto a la normalidad.
Si es un profesional, puede desconectar y volver a insertar los conectores de muestreo, apretar los terminales de tornillo, soldar las uniones sueltas y asegurar el mazo de cables. Si nota que las superficies de los terminales se han vuelto negras o tienen corrosión de cobre verde, limpie los terminales con un limpiador electrónico y luego séquelos con un paño sin pelusa-. Si los terminales están dañados, se deben reemplazar por otros nuevos.
cuando tu eligesBaterías CoPow LiFePO4, CoPow puede reemplazar rápidamente cualquier componente defectuoso por usted y mantenemos un inventario completo de piezas de repuesto. Ya sean los terminales o cualquier otro componente, lo sustituiremos por uno nuevo si surge algún problema.
2. Recarga la celda de bajo-voltaje.
Puedes utilizar una fuente de alimentación regulada por CC ajustable para recargar la celda de bajo-voltaje con una corriente baja, en un intento de restaurar el voltaje de la celda al rango normal y reducir la diferencia de voltaje. Si después de recargar el voltaje de la celda se mantiene estable durante la descarga, puedes continuar usándola y monitorearla por un tiempo.
3. Realizar el equilibrio de la batería
Intente utilizar la función de equilibrio activo del BMS o realice un ciclo de carga-descarga completo para restaurar el voltaje de la celda.
4. Reemplace las células dañadas
Si ninguno de los métodos anteriores funciona y las celdas aún están a bajo voltaje, recomendamos reemplazarlas por otras nuevas.
Aunque esto puede resultar complicado, las baterías-de litio funcionan como una sola unidad; al reemplazar celdas, debe usar celdas del mismo lote, marca y consistencia.-No se permite mezclar diferentes tipos.
Este tema debe abordarse antes de comprar la batería, por lo que es crucial elegir una confiable.Fabricante de baterías LiFePo4.
¿Cómo prevenir problemas de bajo voltaje de las celdas?
Finalmente, para las baterías en las que aún no se ha detectado este problema, también te recomendamos tomar las siguientes medidas preventivas para que no te pillen desprevenido si surge algún problema.
1. Utilice celdas de batería de alta-calidad y buena consistencia.
Antes de comprar baterías de iones de litio-, debe verificar minuciosamente el origen de las celdas de la batería y solicitar que el proveedor proporcione datos de coherencia para las celdas, incluidos informes de pruebas de resistencia interna, informes de pruebas de capacidad y datos de-clasificación de capacidad y coincidencia de celdas-.
2. Evite la descarga profunda
Esto se refiere principalmente a tener cuidado de no dejar que la batería-se descargue excesivamente durante el almacenamiento-a largo plazo. Antes de guardarla, cargue la batería aproximadamente al 50 %; no es necesario cargarlo completamente.
Para las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4), simplemente verifique el nivel de carga una vez al mes para asegurarse de que no baje del 10%. Algunos propietarios de carritos de golf y barcos de pesca suelen pasar por alto esto durante el invierno.
3. Utilice el cargador correcto
Nunca mezcle cargadores de baterías de plomo-ácido con cargadores de baterías de iones de litio-.El uso de un cargador de batería de plomo-ácido para cargar una batería de iones de litio-no solo puede causar problemas internos en la batería, sino que también puede dañar directamente toda la batería.
4. Mantenga el equilibrio adecuado de la batería
Realice periódicamente un ciclo de carga-descarga-completo del 0 % al 100 %-en baterías de iones de litio-que no tengan función de equilibrio. Si su BMS tiene capacidades de equilibrio activo y pasivo, también puede equilibrar la batería manualmente.
Las baterías de fosfato de hierro y litio de CoPow están equipadas con un sistema de gestión de batería inteligente y cuentan con capacidades de equilibrio de celda tanto pasivas como activas.
5. Antes de utilizar una batería en un ambiente frío, primero debe dejar que vuelva a la temperatura ambiente.
Muchas baterías-de iones de litio carecen de función de precalentamiento, lo que resulta inaceptable para los usuarios de regiones frías. CoPow puede instalarle un sistema de calefacción automático sensible que controla automáticamente la temperatura sin necesidad de operación manual, ahorrándole tiempo y esfuerzo.
Conclusión
Cuando el BMS muestra "Bajo voltaje de celda", no significa necesariamente que la celda esté dañada. Las posibles causas del bajo voltaje en una sola cadena de celdas incluyen adquisición anormal de datos BMS, mala consistencia de las celdas, envejecimiento de las celdas, descarga profunda prolongada, desequilibrio de las celdas y los efectos de entornos de baja-temperatura.
El curso de acción adecuado es verificar primero la precisión de los datos del BMS y luego determinar si el problema se debe a un mal funcionamiento del BMS, un desequilibrio de la celda o una disminución en el rendimiento de la celda inspeccionando los circuitos de adquisición de datos, midiendo el voltaje real de la celda y observando la recuperación después de la recarga.
Para los sistemas de baterías de iones de litio-diseñados para un funcionamiento estable-a largo plazo, son esenciales celdas de alta-consistencia, un BMS confiable y prácticas adecuadas de carga y descarga. Verificar proactivamente el estado de la celda, evitar la sobre-descarga y seleccionar un proveedor de baterías confiable puede reducir efectivamente la probabilidad de problemas de "bajo voltaje de la celda" y extender la vida útil de la batería.
CoPow es unfabricante profesional de baterías LiFePo4. Si tiene más preguntas, no dude encontáctanosen cualquier momento.
