Bluetooth アプリ経由でバッテリーの状態を確認すると、次のことがわかります。1 つのセルの電圧が他のセルの電圧より大幅に低い.
たとえば、ほとんどのセルの電圧は約 3.27 V のままですが、1 つのセルの電圧はわずか 2.65 V です。同時に、ゴルフ カートやボートは加速時に電力が不足し、フォークリフトやエネルギー貯蔵システムは突然電力不足になります。
特定のセルに障害が発生しており、交換する必要があると考えられるかもしれません。{0}ただし、実際には、セル電圧が低いからといって必ずしもセルに欠陥があるとは限りません。
この記事では、「BMS でセル電圧が低いと表示される」ことの意味、一般的な原因、検査方法、解決策、同様の問題が発生しないようにする方法について詳しく説明します。これにより、低電圧故障をより正確に診断できます。-リチウム-電池不必要な修理費用を回避できます。
BMS が低いセル電圧を示す場合、それは何を意味しますか?
モバイルアプリで特定のセルの電圧が低すぎることに気づいた場合、「このセルは欠陥がある」という結論に飛びつかないでください。バッテリーの内部問題（セル容量の不一致、長期にわたる深放電、セルの老化、内部抵抗の増加、異常な自己放電など）に加えて、異常なセル電圧を引き起こす可能性のある状況が他にも 2 つあります。それは、BMS データ収集ラインの問題と過度の低温です。-
BMS が「セル電圧低下」を表示する場合、実際には、バッテリー パック内に性能上の問題のある弱いセルが発生しており、異常の原因をさらに調査する必要があることをユーザーに警告しています。
リチウム- イオン バッテリー パックは通常、直列に接続された複数のセルで構成されます。たとえば、48V LiFePO4 バッテリー通常、16 個の直列接続された 3.2V セル (16S) で構成されており、合計電圧は約 51.2V です。通常の状態では、各セルの電圧は同様の範囲内にとどまる必要があります。
例えば：
セル 1: 3.278 V
セル 2: 3.281 V
セル 3: 3.276 V
セル 4: 3.280 V
これらのセル間の電圧差は非常に小さく、一貫性が良好であることを示しています。
ただし、次のような状況が発生した場合は、
セル 1: 2.653 V
セル 2: 3.265 V
セル 3: 3.283 V
直列バッテリパックの出力容量は電圧が最も低いセルによって決まるため、これはストリングの最初のセルに問題があることを示しています。
他のセルにまだ十分な充電がある場合でも、バッテリー パック全体がトリガーされる可能性があります。BMS保護この弱い細胞のせいです。
電気自動車が運転中に突然失速したり、ゴルフカートが突然加速できなくなったり、フォークリフトがしばらく作業した後に突然停止したり、RV やエネルギー貯蔵システムが突然電力切れになったりするなど、同様の状況に遭遇したことがあるかもしれません。
リチウム電池のセル電圧が低下する一般的な原因 - 詳細な説明
次に、リチウムイオン電池の BMS によって示される単一セル ストリングの低電圧の原因を詳しく見てみましょう。-
1. BMS 電圧サンプリングの問題
BMS が低電圧を表示しても、必ずしも BMS が故障していることを意味するわけではありません。バッテリーセルは実際には低電圧状態にあります-;これは、BMS データ収集システムの問題が原因である可能性があります。
BMS は、センシング ワイヤを介して各セル ノードに接続し、各セル ストリングの電圧を読み取ります。センシングワイヤが緩んでいたり損傷している場合、BMS は誤ったデータを読み取ります。
たとえば、実際のセル電圧が 3.28V である場合、センシング ワイヤの問題により、BMS は最終的に 2.60V の電圧しか表示しません。したがって、正確な結論に達するには、マルチメータを使用して実際のセル電圧を測定する必要があります。
2. 低温の影響-
リチウム-イオン電池にとって、低温での動作は常に困難な問題でした。
低温条件下では、バッテリーセル内部の化学反応速度が遅くなり、イオン移動度が低下し、内部抵抗が増加して電圧の低下につながります。-
この問題は、バッテリーが高電流で放電しているときにさらに顕著になり、バッテリーの低電圧保護機能が作動する可能性があります。{0}バッテリー管理システム。この状況は寒冷地での電気自動車では比較的一般的ですが、冷蔵倉庫フォークリフト、屋外エネルギー貯蔵システム、および冬季の海洋用途。
ただし、現在市販されている一部のリチウムイオン電池には、次のようなものがあります。-CoPow の LiFePO4 バッテリー、-20度でも正常に充電および放電できる自動加熱システムを装備することができます。
3. セルの一貫性が低い
セルの一貫性とは、容量、内部抵抗、充電曲線、放電曲線、自己放電率に関するセルの均一性を指します。-
リチウム-イオン バッテリーがグレード B 以下の品質のセルを使用している場合は、2.653V の低いセル電圧でも許容されると考えられます。-深刻な場合には、セルが完全に機能しなくなる可能性があります。
したがって、購入する際には、いくら強調してもしすぎることはありません。リン酸鉄リチウム電池、セルの供給元をサプライヤーに確認し、そのテストレポートを確認する必要があります。
CoPow は、大手電池メーカーの新品の高品質リン酸鉄リチウム電池を使用しており、供給元から電池の性能を確保しています。{0}}
4. バッテリーセルの劣化または損傷
使用時間と充放電サイクル数が増加すると、リチウムイオン電池セルは徐々に劣化し、内部の化学的性能の低下につながり、容量の低下と内部抵抗の増加として現れます。{0}
バッテリーが放電すると、劣化したセルは正常なセルのように安定した出力を維持できなくなり、電圧降下が発生する可能性が高くなります。
5. 深放電
他の記事で述べたように、リチウムイオン電池は実際に使用できる容量が鉛酸電池よりも 30% 以上高く、{2}90% の放電深度 (DoD) を許容します。これは問題ではありませんが、多くのユーザーは依然としてバッテリーを完全に使い切ってしまいます。
リチウム-イオン電池は過放電しないでください。-過放電が長時間続くと、1 つ以上のセルが損傷する可能性があります。-
バッテリーパック内のセルは完全に同一であることはできないため、私たちにできる最善のことは、可能な限り一貫性を維持することです。その結果、容量が最も低いセルが最初に空になります。放電が続くと、その電圧は急速に低下しますが、他のセルの電圧は高いレベルのままです。
6. 細胞の不均衡
ここで言及しているのはセルの不一致ではなく、セルの不均衡であることに注意してください。
ここで電圧差という概念を導入したいと思います。たとえば、セル電圧の最高値は 3.35V、最低値は 2.80V です。
セルの不均衡は通常、長期にわたるサイクルの蓄積によって引き起こされます。{0}}もともとセルの一貫性が低く、充電を行わずに 20/80 または 90 の充放電原則に厳密に従っている場合は、-フル充電-サイクル0% から 100% まで変化すると、セルのバランスが徐々に崩れる可能性があります。
この状況は通常、均等化機能のないリチウムイオン電池で発生します。-現在のリチウム-イオン電池には、通常、次のような機能を備えたスマートな電池管理システムが搭載されています。能動的または受動的にセルを均等化する.
低電圧セルをチェックするにはどうすればよいですか?
標準的な検査手順は以下の通りです。まずは自分で試してみてください。難しい、または専門的すぎると思われる場合は、お問い合わせ当社の研究開発エンジニアが喜んでお手伝いいたします。
1. バッテリー管理システムの電圧データを確認する
まず、Bluetooth アプリを使用してすべてのバッテリー セルのリアルタイムの電圧ステータスをチェックし、どのセルのグループが異常を示しているかを特定します。{0}}次に、セル間の電圧差を観察します。
電圧差がわずか数十ミリボルトであれば、正常範囲内です。電圧差が数百ミリボルト以上に達した場合は、セルに問題が発生していることを示します。
2. BMS データ収集ケーブルを検査します。
BMS データ収集ケーブルが適切に機能していることを確認するには、コネクタが緩んでいないか、端子の接触が良好かどうか、ワイヤリング ハーネスが損傷していないか、はんだ接合がしっかりしているかどうかを確認します。
3. マルチメーターを使用して実際のセル電圧を測定します。
データ収集ケーブルが適切に機能している場合、次のステップは、マルチメータを使用して対応するセルの実際の電圧を直接測定し、問題の原因を特定することです。
BMS が 2.65 V の電圧を表示しているのに、マルチメータの読み取り値が 3.28 V である場合、これはセルが正常に機能しており、問題は BMS にあることを示しています。データ収集ケーブルをさらに検査する必要があります。
4. 充電後のセルの回復を確認する
特定のセルが実際に低電圧状態にあることが確認できた場合は、そのセルを個別に再充電して、その回復を観察できます。-
再充電後も電圧が 50 mV (0.05 V) 未満の電圧差でほぼ安定しており-、通常の使用中に再び大幅に低下しない場合は、セル自体に欠陥があるのではなく、一時的な不均衡が発生していることを示している可能性があります。
5. バッテリーの電圧差を確認する
セルが実際に低電圧状態にあることを確認した後は、急いで作業を停止しないでください。{0}}バッテリーパック全体の電圧分布を引き続きチェックして、他のセルにも問題が発生していないかどうかを確認することをお勧めします。
6. 負荷時のバッテリー性能の確認
一部のリチウム-イオン バッテリーでは、バッテリーが停止しているときにアプリに表示される個々のセルの電圧は正常です。ただし、バッテリーを放電しようとすると、-特に高出力デバイスに電力を供給する場合--、多くの問題が明らかになります。
アイドル状態では、すべてのセルの電圧は約 3.3V です。ただし、ゴルフ カート、ボート、フォークリフトに電力が供給されると、特定のセルの電圧が 2.8V に低下する場合があります。これは、セルの内部抵抗が増加し、高電流出力を処理できないことを示しています。-
低電圧バッテリーセルを修理するにはどうすればよいですか?
検査の結果、必ずしも電池セルを交換する必要はないことが判明しました。バッテリー セルの低電圧問題は、再充電、均等化充放電、BMS データ収集の問題の修正によって解決できることはすでにわかっています。-
具体的な手順は以下のとおりです。
1. BMS サンプリング ワイヤーを修理または交換します。
問題が実際にサンプリング ワイヤーにある場合は、修理または交換を選択してから、BMS データを再読み込みして、すべてのセル電圧が正常に戻っていることを確認します。{0}
専門家であれば、サンプリング コネクタを抜き差しし、ネジ端子を締め、緩んだ接合部をはんだ付けし、ワイヤリング ハーネスを固定することができます。端子の表面が黒くなったり、緑色の銅腐食が発生していることに気付いた場合は、電子クリーナーで端子を掃除し、糸くずの出ない布で乾かしてください。-端子が損傷している場合は、新しいものと交換する必要があります。
選択するときCoPow LiFePO4 バッテリー, CoPow は、故障したコンポーネントを迅速に交換することができ、交換部品の在庫を完全に保持しています。端子やその他の部品に問題が発生した場合は、新品と交換させていただきます。
2. 低電圧セルを再充電します。-
調整可能な DC 安定化電源を使用して、低電圧セルを低電流で再充電し、セル電圧を通常の範囲に戻して電圧差を減らすことができます。{0}再充電後、放電中にセルの電圧が安定している場合は、使用を継続してしばらく監視することができます。
3. バッテリーバランスの実行
BMS のアクティブ バランシング機能を使用してみるか、完全な充放電サイクルを実行してセル電圧を回復してみてください。{0}
4. 損傷した細胞を交換する
上記の方法のいずれも機能せず、セルの電圧が依然として低い場合は、新しいセルと交換することをお勧めします。
これは面倒なことかもしれませんが、リチウムイオン電池は単一のユニットとして機能します。{0}}セルを交換する場合は、同じバッチ、ブランド、一貫性のセルを使用する必要があります。-異なるタイプを混合することはできません。
この問題はバッテリーを購入する前に解決する必要があるため、信頼できるバッテリーを選択することが重要です。LiFePo4バッテリーメーカー.
低セル電圧の問題を防ぐには?
最後に、この問題がまだ検出されていないバッテリーについても、問題が発生したときに慌てることがないように、次の予防措置を講じることをお勧めします。
1. 安定性の高い高品質のバッテリーセルを使用します。-
リチウム-イオン バッテリーを購入する前に、バッテリー セルの供給元を徹底的に確認し、内部抵抗テスト レポート、容量テスト レポート、容量-分類およびセル マッチング データなど、セルの一貫性データの提供をサプライヤーに要求する必要があります。-
2. 深放電を避ける
これは主に、長期保管中にバッテリーが過放電しないように注意することを指します。-{1}}保管する前に、バッテリーを約 50% まで充電してください。フル充電する必要はありません。
リン酸鉄リチウム (LiFePO4) バッテリーの場合は、月に 1 回充電レベルをチェックして、10% を下回っていないことを確認してください。ゴルフカートや漁船の所有者の中には、冬の間これを見落とすことがよくあります。
3. 正しい充電器を使用する
鉛酸電池充電器とリチウムイオン電池充電器を決して混合しないでください。{0}{1}鉛酸バッテリー充電器を使用してリチウムイオン バッテリーを充電すると、バッテリーの内部問題が発生するだけでなく、バッテリー パック全体が直接損傷する可能性があります。{0}
4. 適切なバッテリーバランスを維持する
バランス機能のないリチウムイオン電池では、定期的に 0% から 100% までの完全充電-放電サイクル-を実行してください。- BMS にアクティブおよびパッシブのバランス機能がある場合は、バッテリーのバランスを手動で調整することもできます。
CoPow のリン酸鉄リチウム バッテリーには、スマート バッテリー管理システムが装備されており、パッシブおよびアクティブの両方のセル バランシング機能を備えています。
5. バッテリーを寒い環境で使用する前に、まずバッテリーを室温に戻す必要があります。
多くのリチウムイオン電池には予熱機能がないため、寒冷地域のユーザーには受け入れられません。{0} CoPow は、手動操作を必要とせずに温度を自動的に制御する高感度自動加熱システムを設置し、時間と労力を節約します。
結論
BMS に「セル電圧が低い」と表示されても、必ずしもセルが損傷しているわけではありません。単一セル ストリングの電圧が低下する原因としては、BMS データ取得の異常、セルの一貫性の低下、セルの経年劣化、長時間の深放電、セルの不均衡、低温環境の影響などが考えられます。-。
適切な対応策は、まず BMS データの精度を検証し、次にデータ収集回路を検査し、実際のセル電圧を測定し、再充電後の回復を観察することによって、問題の原因が BMS の誤動作、セルの不均衡、またはセルの性能の低下であるかどうかを判断することです。
長期間安定して動作するように設計されたリチウム-イオン バッテリー システムには、-一貫性の高いセル、信頼性の高い BMS、適切な充電と放電の実践がすべて不可欠です。-セルの状態を積極的にチェックし、過放電を回避し、信頼できるバッテリー サプライヤーを選択することで、「セル電圧低下」の問題の可能性を効果的に減らし、バッテリーの耐用年数を延ばすことができます。-
コパウは、専門のLiFePo4バッテリーメーカー。さらにご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせくださいお問い合わせいつでも。
