Razumevanje težav z nizko porabo baterije in kako jih odpraviti. Najbolj neprijeten scenarij na terenu: sistem kaže zmogljivost 40%, vendar se v trenutku, ko vklopite napravo z veliko obremenitvijo, vse poruši. Toda minuto pozneje vaš multimeter pokaže zdravo napetost. Ta scenarij "lažne praznine" običajno ni posledica mrtve baterije - pogosto gre za Napetostni sag ali Zaščita BMS.
Z dolgoletnimi izkušnjami, ki smo jih pridobili v naši tovarni za številne komercialne vozne parke, smo dodobra spoznali, kako fizikalni zakoni določajo padce napetosti, zakaj so ohlapne povezave tako škodljive za inverterje, in obvladali umetnost oživljanja litijevih baterij, za katere se zdi, da so čez noč odpovedale.
Kamada Power 12v 100ah Lifepo4 baterija
Kaj pravzaprav pomeni "nizka raven napolnjenosti baterije"? (Razlaga napetosti v primerjavi z zmogljivostjo)
Za učinkovito odpravljanje težav moramo najprej ločiti dva pojma, ki ju večina ljudi obravnava kot sinonima: Napetost in . Stanje napolnjenosti (SoC).
Napetost baterije glede na stanje napolnjenosti (SoC)
O napetosti razmišljajte kot o električnem tlaku in ne o ravni goriva.
Ampere (tok) si predstavljajte kot pretok vode.
Zmogljivost (Ah) si predstavljajte kot velikost rezervoarja.
Ko pipo odprete na široko (visok tok), tlak (napetost) seveda za trenutek pade. Če se spremlja samo napetost, je ta padec lahko videti kot prazen rezervoar, čeprav je rezervoar še vedno poln.
Kako kemija baterije spreminja obnašanje pri nizkem stanju baterije
- Kislinske baterije: To so "poštene" baterije. Njihova napetost med praznjenjem pada predvidljivo in linearno. Če je napetost nizka, je baterija verjetno prazna.
- Baterije LiFePO4 (litij): To so "igralci pokra". V 90% ciklu praznjenja ohranjajo zelo enakomerno, stabilno napetost (približno 13,0V-13,2V). Nato pa napetost tik ob koncu pade s strmega roba. Če opazujete samo napetost, se to pogosto zgodi zelo malo opazno.
Kaj naredi sistem BMS, ko je baterija prenizka
V starih časih ste svinčeno-kislinsko baterijo predolgo pustili priključeno in jo uničili.
Sodobne litijeve baterije imajo sistem za upravljanje baterije (BMS). Ko napetost celic doseže kritično nizko vrednost (običajno 2,5 V na celico), sistem BMS deluje kot digitalna varovalka in odklopi sponke, da prepreči trajne kemične poškodbe.
Ključna točka: To je varnostna funkcija, ki deluje točno tako, kot je bilo načrtovano.
4 najpogostejši vzroki za opozorila o nizkem stanju baterije in nizki napetosti
Če se vaš sistem nepričakovano izklopi, je skoraj zagotovo eden od teh štirih krivcev.
1. Napetostna krivulja pri visoki obremenitvi
To je #1 vzrok za "lažne prazne" odčitke.
Vsaka baterija ima notranji upor. Ko potegnete velik tok (kot je zagon kompresorja klimatske naprave ali mikrovalovne pečice), se tok bori z upornostjo, kar povzroči začasen padec napetosti.
- Scenarij: Vaša baterija ima 13,0 V. Vključite 2000W inverter. Zaradi velikega toka se napetost takoj zniža na 10,8 V.
- Rezultat: Inverter vidi "10,8 V", misli, da je baterija mrtva, in sproži izklop nizkonapetostnega odklopa (LVD), čeprav se baterija vrne na 12,9 V, ko odstranite breme.
2. Parazitna poraba, ki izčrpava baterije, ko so "izklopljene"
Temu pravimo "tihi ubijalec". Če je glavno stikalo izklopljeno, to še ne pomeni, da je poraba toka nična.
- Najpogostejši krivci: Inverterji v stanju pripravljenosti, indikatorji LED, polnilniki USB in radijske spominske žice.
- Matematika: Majhna poraba 0,1 A se ne zdi veliko, vendar je to v mesecu dni skladiščenja dovolj, da popolnoma iztroši standardno morsko baterijo.
3. Učinki nizkih temperatur
Baterije so kemični motorji. Hladno vreme upočasni kemične reakcije.
Pri nizkih temperaturah se notranja upornost baterije poveča. To pomeni, da se "napetostni padec" (glej točko #1) močno poslabša. Obremenitev, ki jo baterija poleti zlahka prenese, lahko pozimi povzroči izklop nizke napetosti, preprosto zato, ker napetost v mrazu pada močneje in hitreje.
4. Nizkonapetostni odklop BMS (LVD)
Če izmerite svojo litijevo baterijo in odčitate 0 voltov, baterija ni "prazna" v običajnem smislu - je v stanju mirovanja.
Sistem BMS je zaznal napetost celic pod varnostnim pragom (običajno ~10 V pri 12V paketu) in fizično odprl tokokrog. Baterija se tako zaščiti pred vami.
Kako odpraviti težave z nizko porabo baterije (vodnik za odpravljanje težav po korakih)
Preden naročite nadomestno napravo, preberite te korake. Morda boste težavo odpravili brezplačno.
Korak 1 - Preverite priključke in sponke akumulatorja
To se sliši preprosto, vendar je vzrok za polovico naših servisnih klicev.
Ohlapna ali korodirana sponka povečuje upornost. Zapomnite si Ohmov zakon: . Velika upornost na priključku povzroči velik padec napetosti, še preden napajanje doseže vašo opremo.
- Popravek: Z žično krtačo očistite sponke in jih pravilno privijte. Če se priključek med uporabo segreje, je zrahljan.
Korak 2 - Izolirajte baterijo in prepoznajte sag
- Odklopite vse obremenitve (inverterje, luči, motorje).
- Izmerite napetost v mirovanju na sponkah akumulatorja.
- Če je napetost v mirovanju dobra (npr. >13,0 V za litij), vendar se sistem med delovanjem izklopi, gre za Napetostni sag (premajhna baterija ali slaba napeljava), ne pa vprašanje zmogljivosti.
Korak 3 - Kako prebuditi litijevo baterijo (odčitavanje 0 V)
Če se je sistem BMS izklopil, standardni polnilnik svinca morda ne bo videl baterije in je ne bo mogel napolniti. Misli, da akumulator ni priključen.
- Metoda A (pravilen način): Uporabite specializiran litijev polnilnik s funkcijo "0V Activation" ali "Force Mode".
- Metoda B (skočni zagon): Vzporedno z "mrtvo" litijevo baterijo za 3-5 minut priključite popolnoma napolnjeno 12V baterijo. Dobra baterija bo zagotovila napetost na priključkih in tako prebudila sistem BMS. Ko se ta zbudi, takoj preklopite na običajni polnilnik.
Korak 4 - Preverite, ali je celično ravnovesje porušeno
Če se baterija izklopi pri zmogljivosti 80%, lahko pride do neravnovesja celic.
Ena celica lahko doseže mejo "nizke napetosti" veliko prej kot druge. To predčasno sproži sistem BMS.
- Popravek: Za to je običajno potrebno počasno, popolno uravnoteženo polnjenje (polnilec pustite na polnilniku 24 ur), da sistem BMS izenači celice. Če se pojavlja še naprej, je paket morda okvarjen.
Napetost baterije v odvisnosti od stanja napolnjenosti
To tabelo imejte pri roki. Upoštevajte, kako visoke so litijske napetosti v primerjavi s svinčevo-kislinskimi.
Primerjava napetosti med LiFePO4 in svinčevo kislino (12V sistem)
| Stanje napolnjenosti (SoC) | LiFePO4 (litij) | Svinčevo-kislinski / AGM |
|---|
| 100% (v celoti) | 13,6 V (v mirovanju) | 12,7 V - 12,8 V |
| 80% | 13.3V | 12.5V |
| 50% | 13.2V | 12.2V |
| 20% (nizko) | 12.9V | 11.9V |
| 0% (prazno) | < 12.0V | < 11.6V |
| Odklop/izklop | ~ 10,0 V (izklop BMS) | ~10.5V |
Opomba: Te napetosti merimo kot "napetosti v mirovanju" brez obremenitve. Pri obremenitvi so napetosti nižje.
Kako preprečiti težave z nizko porabo baterije in nepričakovane izklope
Ustrezno dimenzioniranje baterije glede na obremenitev (stopnja C)
Inženirji pogosto določajo zmogljivost (Ah), pozabljajo pa na hitrost praznjenja (Amperi).
100Ah svinčeno-kislinska baterija težko neprekinjeno zagotavlja 100 Amperov - napetost bo močno upadla.
Če imate obremenitve z visokimi prenapetostmi (mikrovalovne pečice, črpalke), velikosti baterije ne določite le za čas delovanja, temveč tudi za jakost napajanja. To pogosto pomeni prehod na LiFePO4, ki obvladuje visoke tokove z veliko manjšim nihanjem napetosti.
Navade polnjenja, ki podaljšujejo življenjsko dobo baterije
- Svinčevo-kislinski: Shranjujte jih pri kapaciteti 100%. Delno polnjenje jih uniči (sulfatizacija).
- Litij: Pravzaprav raje ne da bi stalno ostali na 100%. Za zanesljivost pa poskrbite, da jih redno popolnoma napolnite, da sistem BMS uravnovesi celice.
- Izogibajte se globokim izpustom: Če baterijo stalno napolnite do vrednosti 0%, skrajšate njeno življenjsko dobo. Poskusite povečati velikost baterije tako, da boste le redko padli pod 20%.
Skladiščenje in sezonsko vzdrževanje
Če parkirate avtodom ali shranjujete opremo za zimo:
- Popolnoma odklopite negativni kabel. To je edini način, da zagotovite parazitno črpanje 0%.
- Shranjevanje litija: Nabijte na približno 50-60%. Ne shranjujte ga praznega.
- Shranjevanje svinčevih kislin: Napolnite na 100% in hranite na polnilniku.
Kdaj nizka baterija pomeni, da je čas za zamenjavo
Včasih je baterija preprosto dotrajana.
Znaki resničnega konca življenjske dobe baterije
- Zmogljivost zbledi: Včasih ste imeli na voljo 8 ur delovanja, zdaj pa 3 ure. Kemijska sestava se slabša.
- Takojšen padec napetosti: Napetost je videti polna (12,8 V), vendar pade na 10 V v trenutku, ko prižgete žarnico. To kaže na visoko notranjo upornost zaradi starosti ali sulfatizacije.
Zakaj nadgradnja iz svinčevo-kislinskega na LiFePO4 rešuje napetostni sag
Če se med delovanjem inverterja nenehno spopadate z opozorili o nizki napetosti, je prehod na LiFePO4 pogosto zdravilo.
Ker litij pod obremenitvijo ohranja višjo napetost (13 V+), je inverter zadovoljen, vi pa lahko izkoristite celotno zmogljivost baterije brez motečih izklopov.
Zaključek
Večina opozoril o "nizki napetosti baterije" je posledica medsebojnega delovanja logike napetosti, obremenitve in sistema BMS, ne pa dejanske okvare. Medtem ko se rešitev pogosto začne z diagnosticiranjem upada napetosti ali parazitnega praznjenja, vztrajni padci pod obremenitvijo običajno pomenijo, da je čas za nadgradnjo kemije, ne le enote. Vaš akumulator je srce vašega sistema - ne čakajte, da preneha biti, preden preverite njegov utrip.
Kontakt Kamada Power našo ekipo inženirjev za baterije, da oblikujemo prilagojeno rešitev za baterije, ki bo prilagojena vam.
POGOSTA VPRAŠANJA
Zakaj napetost baterije pade, ko vklopim inverter?
Temu pravimo "napetostni sag". Akumulator ima notranjo upornost, zato se zaradi vlečenja velikega toka napetost na sponkah začasno zniža. Če so žice pretanke ali če so povezave ohlapne, je ta padec veliko večji.
Kako ponastavim ali prebudim BMS litijeve baterije?
Če baterija kaže 0 V, jo za nekaj minut vzporedno povežite z drugo 12V baterijo (kot pri zagonu avtomobila) ali uporabite polnilnik s funkcijo "aktivacije 0 V". To zagotavlja napetost, ki je potrebna za ponastavitev zaščitnega vezja BMS.
Pri kateri napetosti menite, da je 12-voltna litijeva baterija mrtva?
12V baterija LiFePO4 je dejansko prazna okoli 12,0 V. Če pade pod 10 V, se sistem BMS običajno odklopi, da prepreči poškodbe.
Ali lahko hladno vreme sproži lažna opozorila o nizkem stanju baterije?
Da. Zaradi mraza se poveča notranja upornost baterije, zato se napetost pri poskusu uporabe energije znatno zmanjša. Baterija ima morda še veliko energije, vendar je v mrazu ne more oddajati dovolj hitro, ne da bi se napetost zmanjšala.