Сучасні електромобілі та гібридні автомобілі використовують різні типи літій-іонних акумуляторів для тягових батарей. Ці акумулятори відрізняються за хімічним складом, що визначає їхні експлуатаційні характеристики:
• ємність,
• потужність,
• безпека,
• термін служби.
Останнім часом літій-залізо-фосфатні акумулятори (LiFePO4 або LFP) стали популярним вибором для електромобілів.
Чому LFP акумулятори набирають популярності?
LFP акумулятори мають низку унікальних властивостей, деякі з яких значно кращі, ніж у інших типів літій-іонних акумуляторів:
Безпека. Висока хімічна і термічна стабільність мінімізує ймовірність перегріву і займання, навіть у разі фізичного пошкодження.
Довговічність. Великий ресурс за циклами заряд/розряд робить їх використання економічно вигідним у довгостроковій перспективі.
Екологічність. LFP батареї не містять токсичних матеріалів, видобуток і переробка яких пов'язані з екологічними та етичними проблемами. А LFP-елементи, що відпрацювали свій ресурс, належать до малонебезпечних відходів і не потребують спеціальних методів утилізації на відміну від інших типів літій-іонних акумуляторів.
Низька вартість. Доступність і низька вартість сировини, а також проста виробничого процесу робить LFP акумулятори відносно дешевими.
Але й недоліки у LFP акумуляторів також є. Одним із головних недоліків LFP акумуляторів є їхня нижча щільність енергії порівняно з іншими типами літій-іонних батарей. Це означає, що електромобіль за однакового розміру батареї матиме менший запас ходу на одній зарядці. Цей недолік обмежує їхнє застосування в компактних електромобілях та в електромобілях з великим запасом ходу на одній зарядці, наприклад таких як: Mercedes-Benz EQS (785 км), Tesla Model S (405 миль або 651 км), BMW i7 (625 км), Volkswagen ID.7 Pro Match (618 км) та інші.
Незважаючи на наявність недоліків, у LFP акумуляторів переваги вагоміші, тому вони вже займають понад 40% ринку батарей електромобілів. Дослідження BloombergNEF показують, що ця тенденція зберігатиметься і через кілька років LFP акумулятори займатимуть понад 50% частки світового ринку батарей електромобілів.
Особливості діагностики LFP батарей електромобілів
Методика діагностики батарей електромобілів з LiFePO4 акумуляторами аналогічна діагностиці інших типів літій-іонних батарей і охоплює визначення кількох ключових параметрів, які дають змогу оцінити поточний стан батареї та прогнозувати її подальшу працездатність.
Типовою несправністю батареї електромобіля є вихід з ладу одного або декількох модулів. Для пошуку несправного модуля виконують такі кроки.
Вимірювання напруги на комірках батареї. Зазвичай цю процедуру виконують за допомогою автомобільного діагностичного сканера, який зчитує ці дані з системи керування батареєю. Щоб цю процедуру виконати діагностичний сканер повинен мати можливість працювати з цією моделлю автомобіля. Наприклад, для діагностики електромобілів Tesla необхідний спеціальний діагностичний сканер.
На цьому етапі діагностики ми можемо визначити, які модулі батареї мають занижену напругу, як порівняти з іншими модулями. Під час діагностики LFP-батарей потрібно враховувати, що характеристики напруги у них відрізняються від інших типів літій-іонних акумуляторів:
• Номінальна напруга комірки - 3.2 В (в інших li-ion 3.6 - 3.7 В);
• Мінімальна робоча напруга комірки - 2.5 В (в інших li-ion 3.0 В);
• Напруга заряду - 3.65 В (в інших li-ion 4.2 В);
• Мінімально допустима напруга 2.0 В (в інших li-ion 2.5 В).
Після виявлення потенційно несправного модуля його демонтують з батареї.
Візуальний огляд модуля. Перед початком подальших перевірок необхідно оглянути модуль на предмет фізичних пошкоджень, таких як: місцева корозія, сліди витоку електроліту або здуття елементів модуля.
Заряджання модуля. На наступному етапі діагностики треба повністю зарядити потенційно несправний модуль і одночасно з цим збалансувати всі його елементи за напругою між собою. Ця процедура виконується спеціальним для LiFePO4 акумуляторів зарядним приладом або тестером літій-іонних батарей, що має можливість роботи з LFP батареями.
Перевірка внутрішнього опору елементів модуля. Внутрішній опір елементів - важливий параметр, який вказує на їхній загальний стан. У справного модуля внутрішній опір усіх його елементів має бути однаковим.
Перевірка ємності елементів модуля. Ємність вимірюється шляхом розряду зарядженої батареї з вимірюванням виділеної енергії. Значення цього параметра також мають бути близькі між елементами модуля. Ця операція виконується спеціальним тестером літій-іонних батарей.
Перевірка наявності падіння напруги на елементах модуля. Заключна перевірка, яка дасть остаточну відповідь справний модуль чи ні - це наявність падіння напруги на елементах модуля. Ця перевірка проводиться шляхом замірів напруги на елементах через проміжок часу, наприклад через добу. У справного LiFePO4 акумулятора падіння напруги за такий час бути не повинно.
Підсумок. Для виконання всіх етапів діагностики LFP батарей потрібна наявність відповідного діагностичного обладнання. У нашому асортименті діагностичного обладнання ви можете знайти тестери літій-іонних батарей, включно з нашим новим тестером MS801, який значно спрощує і прискорює перевірку високовольтних батарей електромобілів і гібридних автомобілів.
А якщо ви хочете розібратися у всіх особливостях і тонкощах діагностики батареї електромобілів, то ви можете пройти курс навчання «Діагностування та ремонт високовольтних батарей гібридів і електромобілів» у навчальному центрі MSG Equipment.
COMMENTS