Sisällysluettelo
Akku toimii oikeastaan ihan normaalisti, mutta sovelluksessa näkyy yhtäkkiä suurempi Akun kennojännite-ero näytetään – joskus jopa useiden kymmenien millivolttien (mV) alueella. Tällöin herää nopeasti huoli siitä, onko akussa vikaa.
Tosiasiassa kennojen välinen jännite-ero pysyy latauksen aikana yhden LiFePO₄-akku nicht aina vakio. Erityisesti latausprosessin loppua kohden kennon jännite-eron kasvu on usein normaali ilmiö eikä tarkoita automaattisesti, että akku on viallinen. Tämä käyttäytyminen liittyy tyypilliseen LiFePO₄:n jännitekäyrä, latausvirrasta, yksittäisten kennojen pienistä eroista sekä BMS-tasapainotuslogiikka yhdessä.
Onko kennojännite-ero normaali vai ei, voidaan arvioida vain nykyisen akun tilan yhteydessä: kanssa SOC, jotta voidaan nähdä, onko akku yhä kiinni laturissa, miten arvot muuttuvat lepojakson jälkeen ja esiintyykö samalla muita poikkeavuuksia.
1. Mikä on kennojännite-ero?
Die kennojännite-ero tarkoittaa jännitepoikkeamaa yksittäisten kennojen välillä akkupaketin sisällä.
Tyypillisessä 12V LiFePO₄-akku besteht der rakenne koostuu yleensä 4 sarjaan kytkettyä kennoa, eli niin sanotun 4S-rakenne. Jokaisella kennolla on oma yksittäisjännitteensä. Tämä BMS valvoo näitä arvoja reaaliajassa ja näyttää ne sovelluksessa.
| solu | Jännite |
|---|---|
| Cell 1 | 3.55V |
| Solu 2 | 3.50V |
| Solu 3 | 3.46V |
| Solu 4 | 3.42V |
Tässä esimerkissä korkein yksittäisen kennon jännite on 3.55V ja matalin 3.42V.
Kennojännite-ero: 3.55V − 3.42V = 0.13V, myös 130mV.
Kleine ero: Yksittäisten solujen tilat ovat lähellä toisiaan.
Suuri ero: Jotkin solut alkavat erottua tilassa selvemmin muista.
Wichtig on: Kennojännite-ero ei ole kiinteä arvo, vaan dynaaminen parametri. Se muuttuu latauksen, purkauksen, lepovaiheen, akun lämpötilan, SOC:n ja kennon nykyisen tasapainotustilan myötä BMS.
2. Miksi ero kasvaa latauksen aikana?
Bei Lithiumrautafosfaattiakut Latauksen aikana kennon jännite-ero tulee usein selvemmin näkyviin, erityisesti latauksen loppupuolella. Tämä ei ole sattumaa, vaan liittyy tämän kemian sähköisiin ominaisuuksiin.
2.1 Jännitetaso on keskimmäisellä SOC-alueella hyvin tasainen
LiFePO₄-kennot niillä on hyvin tyypillinen ominaisuus: keskimmäisellä varaustila-alueella jännitekäyrä on poikkeuksellisen tasainen.
Wenn akku sijaitsee noin alueella 20 %:sta 80 %:iin SOC kun ollaan latauskäyrän yläosassa, jännite muuttuu vain vähän. Solujen pienet erot kapasiteetissa, sisäisessä resistanssissa tai latauksen vastaanotossa näkyvät silloin jännitteessä tuskin lainkaan.
Vasta kun akku lähestyy täyttä varaustilaa, jännitekäyrä jyrkkenee selvästi. Tämä tarkoittaa: jo pieni lisäys vastaanotetussa kapasiteetissa voi nostaa kennon jännitteen nopeasti. Jos yksi kenno saavuttaa yläalueen hieman muita aikaisemmin, sen jännite nousee nopeammin kuin muissa kennoissa.
Jännite reagoi hyvin herkästi pienimpiinkin tilanmuutoksiin, kun akku on lähes täyteen ladattu. Pienet erot näkyvät tässä vaiheessa selvästi.
2.2 Latausvirta aiheuttaa hetkellisiä jännite-eroja
Mitä suurempi latausvirta on, sitä selvemmin tämä vaikutus näkyy. Pienten sisäisen vastuksen, lämpötilan, SOC:n ja kennon kunnon erojen vuoksi yksittäisillä kennoilla voi olla saman latausvirran alaisena erilaisia hetkellisiä jännitteitä.
Jos jokin sovelluksen kenno latauksen aikana nostaa jännitettään muita nopeammin, se ei siis automaattisesti tarkoita, että kyseinen kenno olisi poikkeava. Kyse voi olla vain hetkellisestä käyttäytymisestä kuormituksen alla.
2.3 BMS-tasapainotuksen ehdot
Monet LiFePO₄-akut käyttävät erästä passiivinen tasapainotus. Tämä passiivinen tasapainotus alkaa yleensä vasta silloin, kun yksittäiset kennot siirtyvät korkeammalle jännitealueelle. Tällöin osa korkeamman jännitteen kennojen energiasta puretaan hitaasti, jotta ne lähestyvät muita kennoja. Tämä tasaus ei tapahdu heti. Se vaatii aikaa, eikä tasapainotusvirta yleensä ole erityisen suuri.
Lisäksi pätee: Jos akkua ladataan arjessa vain harvoin korkealle jännitealueelle asti, sillä on BMS usein ei ole riittävästi mahdollisuutta suorittaa tehokasta yläpään tasapainotusta. Jos akku esimerkiksi irrotetaan arjessa säännöllisesti latauksesta jo 70 % tai 80 % kohdalla, se pääsee vain harvoin alueelle, jossa tasapainotus voi toimia kunnolla. Tällöin kennojen välille voi ajan mittaan kertyä pieniä eroja. Myöhemmässä täydellisessä latauksessa lähes täyteen ero näkyy sitten selvemmin.
Wichtig: Jotta BMS voi tasapainottaa, kahden ehdon on täytyttävä: ensinnäkin akun on päästävä sopivalle jännitealueelle, ja toiseksi järjestelmä tarvitsee riittävästi aikaa.
3. Milloin ero on normaali, milloin huolestuttava?
Ob ein Zelspannungsdifferenz ungewöhnlich ist, hängt in erster Linie vom aktuellen Batteriezustand ab. Sama jännitearvo voi tilanteesta riippuen tarkoittaa jotain aivan muuta.
| Kunto | Erotuksen käyttäytyminen | Arvostelu |
|---|---|---|
| Latauspää | Dero kasvaa hetkellisesti | Yleensä normaali |
| 30–60 minuuttia laturin irrottamisen jälkeen | Differenssi pienenee selvästi | Useimmiten normaali |
| Keskimääräinen SOC lepotilassa | Ero pysyy pienenä | Normaali |
| Myös lepojakson jälkeen pysyvästi yli 100 mV | Pysyy suurena pitkään | Jatka tarkistamista |
| Aina sama kenno selvästi liian alhainen | Toistuvasti silmiinpistävä | Beobachten |
| Yksi kenno nousee latauksen aikana toistuvasti ensin kohti korkeajännitesuojaa | Säännöllisesti huomiota herättävä | Tarkista |
| Akku aktivoi usein suojatoiminnot | Samanaikaiset poikkeavuudet | Tarkista järjestelmä/akku |
| Purkauksen aikana yksi kenno laskee selvästi nopeammin | Erot kuormituksen alla | Tarkista kennojen yhdenmukaisuus/akun kunto |
Die luotettavampi arviointi tehdään useista näkökulmista:
Ensinnäkin: Kiinnitä huomiota siihen, missä vaiheessa ero ilmenee. Jos poikkeama näkyy pääasiassa latauksen lopussa ja kasvaa selvästi suuremmaksi vain laturin ollessa kytkettynä, kyse on useimmiten normaalista dynaamisesta käyttäytymisestä. Jos ero sen sijaan pysyy myös keskimmäisellä SOC-alueella 30 %–80 % ja lepotilassa jatkuvasti selvästi suurena, asiaa kannattaa tarkastella tarkemmin.
Toiseksi: Tarkista, tasaantuuko ero uudelleen. Jos jännite-ero pienenee selvästi laturin irrottamisen ja lepojakson jälkeen, se viittaa siihen, että syynä ovat ennen kaikkea hetkelliset latausvaikutukset. Jos ero pysyy suurena myös 1–2 tunnin lepojakson jälkeen ja tämä toistuu useita kertoja, lisätarkastukset ovat aiheellisia.
Kolmanneksi: Havainnoi, ilmeneekö lisäksi käyttöongelmia. Pelkkä jännite-ero on vain viitearvo. Jos akku toimii normaalisti käytännön käytössä, ylireagointiin ei yleensä ole syytä. Mutta jos samalla ilmenee oireita, kuten epätäydellinen täyteen latautuminen, latauksen ennenaikainen keskeytyminen, äkillinen sammuminen purkauksen aikana, toistuvat BMS-suojakatkaisut tai yksittäinen kenno poikkeaa jatkuvasti selvästi muista, sitä ei pitäisi enää pitää pelkkänä normaalina eroavaisuuden vaihteluna.
4. Arvioi APP-tiedot oikein
Eine LiFePO₄-akku Bluetooth-sovelluksella liefert viele interne Daten. Tämä on erittäin hyödyllistä – edellyttäen, että nämä arvot tulkitaan oikein. Sovellusta tarkasteltaessa seuraaviin kohtiin tulisi kiinnittää erityistä huomiota:
Ladataanko akkua parhaillaan? Jos akku latautuu parhaillaan, erityisesti vielä suhteellisen suurella latausvirralla, kennon jännitteet ovat dynaamisia arvoja kuormituksen alaisena. Tässä tilassa jännite-ero on vain viitearvo eikä vielä luotettava lopullinen arvio.
Onko SOC jo lähes täynnä? } LiFePO₄ jyrkempi. Juuri tässä vaiheessa kennojännite-ero tulee selvemmin näkyviin.
Eripyykö erotus tauon jälkeen? Tämä on yksi tärkeimmistä tarkistuskohdista. Jos ero pysyy levon jälkeenkin pitkään suurena, tiedot kannattaa kirjata ylös ja tutkia asiaa tarkemmin.
Onko aina sama solu huomattavan korkea tai matala? Jos sama kenno poikkeaa toistuvasti selvästi muista useiden lataus-, purku- ja leposyklien aikana, sitä kannattaa seurata tarkemmin.
Miten solut voi tasata uudelleen?
Wenn kennojännite-ero ilmenee pääasiassa latauksen lopussa eikä akussa käytännön käytössä näy selviä poikkeamia, sopivalla lataustavalla voidaan auttaa niin, että se BMS voi suorittaa kennojen tasapainotuksen.
Käytä sopivaa laturia: Sopiva LiFePO₄-laturi tuo akun luotettavasti oikealle jännitealueelle, jolla BMS voi tasapainottaa. Jos latausjännite on liian alhainen, ylempää tasapainotusaluetta ei ehkä koskaan saavuteta. Akku toimii silloin edelleen normaalisti, mutta pienet erot kennojen välillä voivat vähitellen kasautua.
Satunnainen täyteen lataaminen: Jos akkua käytetään pitkän aikaa vain SOC-alueen keskitasolla tai alemmalla tasolla, BMS:llä on usein liian vähän mahdollisuuksia tasapainotukseen. Erityisesti aurinkojärjestelmät tai Wohnautojärjestelmiin kyseinen käyttöprofiili on yleinen.
Jätä kytketyksi täyteen lataamisen jälkeen: Kun kennojännite-ero näkyy ennen kaikkea latauksen lopussa, akun voi jättää täyteen latauksen saavuttamisen jälkeen vielä jonkin aikaa kytketyksi sopivaan laturiin. Näin BMS:llä on enemmän aikaa tasata kennoja vähitellen.
Anna levätä lataamisen jälkeen 30 minuuttia ja tarkista sitten uudelleen: Tämä vähentää latausvirran, pintavarauksen ja hetkellisen polarisaation vaikutuksia. Yksittäisten kennojen jännitteet lähestyvät silloin enemmän vakaata tilaa.
Tärkeää tässä on: tasapainottuminen ei tapahdu heti. Se tarvitsee sopivan jännitealueen ja riittävästi aikaa.
6. Yhteenveto
Jos kyseessä on LiFePO₄-akku jos kennojännitteiden ero kasvaa latauksen aikana, se on – erityisesti lähellä täyttä varaustilaa – usein normaalia käyttäytymistä. Syynä on se, että kennojännite nousee latauksen yläalueella hyvin nopeasti, jolloin pienet erot kapasiteetissa tai sisäisessä vastuksessa näkyvät selvemmin.
Für käyttäjille tärkeintä on ladata akku säännöllisesti täyteen, sitä BMS ausreichend aikaa tasapainottamiseen ja Sovellustiedot tulkita oikein. Vain näin voidaan varmistaa akkujärjestelmän pitkäaikaisesti vakaa toiminta.
Jaa:
Mitä latausasetuksia säätää LiFePO₄-akun vaihdon jälkeen?
LiThink Bluetooth-LiFePO₄-akku Home Assistantiin