Jak odzyskać nadmiernie rozładowany akumulator litowy: bezpieczny przewodnik krok po kroku

Nadmierne rozładowanie baterii litowej nie zawsze oznacza, że bateria jest trwale uszkodzona.system zarządzania akumulatorem (BMS) po prostu uruchomił funkcję ochrony przed nadmiernym rozładowaniem i odłączył akumulator od obciążenia.

Jednakże,odzyskiwanie przeładowanej baterii litowej wymaga dokładnej diagnozy i kontrolowanego ładowania niskiego prąduPróba ładowania głęboko rozładowanego akumulatora dużym prądem może stwarzać poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa.

Podstawowa zasada jest prosta:

Najpierw zdiagnozować → sklasyfikować poziom rozładowania → przedładować z niskim prądem → sprawdzić stan baterii → powrócić do normalnego ładowania.

W niniejszym przewodniku wyjaśniono, jak sprawdzić nadmiernie rozładowaną baterię litową, kiedy można ją odzyskać oraz kiedy należy ją wycofać lub poddać recyklingowi.

Czy można odzyskać przeładowaną baterię litową?

Możliwość odzyskania baterii litowej zależy głównie od:

• Głębokość rozładowania

• Napięcie każdej pojedynczej komórki

• Jak długo bateria pozostała rozładowana

• Zdrowie i wewnętrzna odporność komórek

• Czy system BMS uruchomił ochronę przed nadmiernym rozładowaniem

• Czy istnieją widoczne problemy bezpieczeństwa, takie jak obrzęk, wyciek, deformacja lub nieprawidłowe ogrzewanie

Dla baterii, która weszłaOchrona przed nadmiernym rozładowaniem BMSW takiej sytuacji kontrolowane ładowanie z niskim prądem może pozwolić BMS obudzić się i przywrócić normalną pracę.

Jednakże komórki, w których występuje głębokie wyładowanie, są znacznie bardziej zagrożone i mogą zostać nieodwracalnie uszkodzone.

Krok 1: Przed ładowaniem zdiagnozuj baterię litową

Nie podłączaj ładowarki do przeładowanej baterii litowej.

Przed próbą odzyskania należy odłączyć baterię od wszystkich obwodów ładowania i przeprowadzić podstawową inspekcję.

1- Zmierz napięcie akumulatora.

Zmierz obie:

• Całkowite napięcie akumulatora

• Napięcie każdej pojedynczej komórki lub ciągi komórkowej

Na przykład w baterii 8S LiFePO4 wszystkie osiem napięć komórek powinno być mierzonych indywidualnie.

Po odłączeniu akumulatora pozostawić w spoczynku przez około 30 minut i ponownie zarejestrować napięcie.

Widoczny odbiór napięcia może wskazywać, że akumulator nie został głęboko rozładowany.

2Sprawdź stan ochrony BMS.

BMS może wykazywać takie warunki jak:

• Ochrona przed nadmiernym rozładowaniem

• Wyłączenie MOSFET

• SOC na poziomie 0%

• Wyjście ładowania/wyładowania odłączone

Jeśli same ogniwa są nadal w zakresie odzyskiwalnego napięcia, akumulator może zostać po prostu zablokowany przez BMS, a nie uszkodzony na stałe.

3. Sprawdź oznaki ostrzegawcze bezpieczeństwa

Zrób.Nie, niespróbuj naładować baterię, jeśli stwierdzisz:

• Obrzęk

• Wyciek elektrolitów

• Deformowana obudowa akumulatora

• Nienormalne ogrzewanie

• Znaczący wzrost oporu wewnętrznego

W przypadku wystąpienia któregokolwiek z powyższych warunków należy przerwać proces odzyskiwania i zastosować odpowiednią procedurę wycofywania lub recyklingu baterii.

Poziomy rozładowania baterii litowej i metody odzyskiwania

Odpowiednia metoda odzyskiwania zależy od napięcia ogniwa.

W przypadkuAkumulator 8S LiFePO4 o napięciu nominalnym 25,6 V, następująca klasyfikacja może być wykorzystana jako odniesienie.

These values are based on the recovery process described in our internal battery handling procedure and should be treated as a reference rather than a universal specification for every lithium battery chemistry.

Akumulator LiFePO4

W przypadku baterii LiFePO4 umiarkowane nadmierne rozładowanie może być czasami odzyskiwalne, gdy komórki pozostają zdrowe fizycznie.

W przypadku ogniw LiFePO4 o dużej pojemności wartość C-rate musi zostać przekształcona w rzeczywistą wartość prądu.

Na przykład:

600Ah × 0,05C = 30A

W związku z tym 600Ah ogniwa lub bateria LiFePO4 wymagają prawidłowo regulowanego zasilania stałym prądem, a nie po prostu wyboru prądu ładowania według oszacowania.

NMC i inne chemikalia litu

W przypadku akumulatorów NMC i akumulatorów z tlenku manganu litu (LMO) próg odzysku jest bardziej konserwatywny.2.75Vwprowadzanie kontrolowanej procedury budzenia, podczas gdy komórka poniżej2.0Vmoże doznać zasadniczo nieodwracalnej szkody.

Ponieważ różne substancje chemiczne litu mają różne właściwości napięcia, należy zawsze sprawdzić specyfikacje producenta przed próbą odzyskania.

Krok 2: Jak odzyskać umiarkowanie przeładowaną baterię LiFePO4

Umiarkowane nadmierne rozładowanie jest jedną z najczęstszych sytuacji występujących w zastosowaniach baterii litowych.

Procedura kontrolowanego odzysku jest następująca.

1. Odłączyć wszystkie ładunki

Upewnij się, że bateria jest odłączona od urządzenia i że nie istnieje ryzyko zwarcia.

Przed ładowaniem ponownie zmierzyć każdą komórkę lub ciąg komórek.

2Użyj sterowanego zasilania stałym prądem.

Podłącz regulowalne źródło zasilania o stałym prądzie lub ładowarkę z dedykowanym trybem naprawy lub przedładowania baterii litowej.

Zacznij od mniej więcej:

0.05C

W przypadku akumulatora o pojemności 600Ah:

0.05C = 30A

W celu bardziej konserwatywnego procesu odzyskiwania prądu można początkowo zmniejszyć do około0.02C.

3. Monitorować napięcie podczas przedładowania

Podczas ładowania z niskim prądem należy monitorować napięcie ogniwa i temperaturę baterii.

Zarejestruj napięcie15 minut..

Zdrowy proces odzyskiwania powinien wykazywać stopniowy i stabilny wzrost napięcia.

Natychmiast przerwać ładowanie, jeśli:

• Nie wzrasta napięcie

• Temperatura baterii wzrasta nienormalnie.

• Akumulator wykazuje oznaki obrzęku lub wycieku

• Wszelkie inne nieprawidłowe stany występują

4Pozwólcie BMS się obudzić

Kiedy napięcie komórki wzrośnie do około20,5 V na ogniwo, BMS może automatycznie uwolnić ochronę przed nadmiernym rozładowaniem i ponownie podłączyć MOSFET.

W przypadku baterii LiFePO4 8S:

2.5V × 8 = 20V

Po odzyskaniu BMS można wznowić normalne ładowanie.

5. Przełącz na standardowe ładowanie CC-CV

Po przywróceniu BMS do normalnej pracy przejść z procesu odzyskiwania/przedładowywania na standardową procedurę ładowania.

W przypadku akumulatorów LiFePO4 podawana procedura określa etap stałego prądu, po którym następuje ładowanie stałym napięciem, przy czym napięcie ogniwa osiąga ok.30,45 ∼ 3,65 V na ogniwozanim prąd ładowania się wyczerpie.

6Sprawdź saldo po ładowaniu.

Po osiągnięciu pełnego ładowania akumulatora, pozostawić w spoczynku przez około2 ̊4 godziny.

Następnie zmierz różnicę napięcia między ogniwami.

Dla porównania, różnica napięcia pomiędzy ogniwami poniżej30 ̇ 50 mVmożna uznać za dopuszczalne do oceny spójności.

Jeżeli jedna z komórek pozostaje znacznie wyższa lub niższa od innych, przed ponownym uruchomieniem akumulatora może być wymagane dalsze równoważenie lub ukierunkowane ładowanie.

BMS Wake-Up vs. Normalne ładowanie baterii

Jedną ważną kwestię często pomija się przy odzyskiwaniu przeładowanej baterii litowej.

Przed przebudzeniem BMS:
Akumulator może wymagać kontrolowanego ładowania niskim prądem, aby przywrócić napięcie ogniwa i uwolnić stan ochrony.

Po przebudzeniu BMS:
Akumulator powinien wrócić do normalnego ładowania przez BMS.

BMS nie powinien być obejmowany przez dłuższy czas ani poddawany obciążeniu dużym prądem tylko po to, by przyspieszyć odzyskanie.

W przypadku nieprawidłowego obejścia BMS mogą również zostać pominięte ważne funkcje ochronne, takie jak ochrona przed przeładowaniem.

Czego nie należy robić podczas odzyskiwania baterii litowej

Bezpieczeństwo zawsze powinno być najwyższym priorytetem.

Nie używaj dużego prądu ładowania

Głęboko rozładowany akumulator litowy może mieć zwiększony opór wewnętrzny.potencjalnie zwiększające ryzyko ucieczki cieplnej.

Nie ładuj opuchniętego lub przeciekającego akumulatora

Nie należy ładować baterii, która wykazuje obrzęk, wyciek, deformację lub nienormalne ogrzewanie.

Należy go wyjąć z eksploatacji i obsłużyć zgodnie z odpowiednią procedurą recyklingu lub usuwania baterii.

Nie zostawiaj baterii bez nadzoru

Ładowanie akumulatora z powrotem powinno być wykonywane w kontrolowanych warunkach przy zastosowaniu odpowiednich środków bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

Trzymaj baterię w dobrze wentylowanym miejscu, z dala od materiałów łatwopalnych i używaj odpowiedniego sprzętu przeciwpożarowego.

Nie używaj ładowarki ołowiano-kwaśnej

Standardowe ładowarki ołowiano-kwasowe nie powinny być stosowane jako bezpośredni substytut ładowarki baterii litowej.

Akumulatory litowe i akumulatory ołowiano-kwasowe mają różne właściwości napięcia, krzywe ładowania i wymagania ochrony.

Kiedy należy wymienić przeładowany akumulator litowy?

Odzyskanie baterii nie zawsze jest najlepszą opcją.

Należy rozważyć wycofanie lub recykling baterii, jeżeli:

• Akumulator jest obrzękły, przecieka, zniekształcony lub nienormalnie gorący

• W przypadku, gdy w badaniu podlegającym kontrolowanemu obciążeniu niskim prądem nie odzyskuje się napięcie

• Nienormalne wzrost temperatury podczas ładowania

• Zregenerowana bateria znacznie zmniejszyła pojemność

• Różnice napięcia ogniw pozostają nadmierne po ładowaniu i równoważeniu

• Komórka pozostała na bardzo niskim napięciu przez dłuższy czas i nie może zostać odzyskana

Zgodnie z dostarczoną procedurą, jeśli pojemność odzyskanej baterii spadnie poniżej60~70% mocy nominalnej, bateria nie powinna być już traktowana jako normalna bateria w nowym stanie. W zależności od zastosowania może być konieczne jej obniżenie lub wycofanie.

Jak zapobiegać przeładowaniu baterii litowej

Najlepszym sposobem radzenia sobie z przeładowaną baterią jest zapobieganie jej wystąpieniu.

Dla projektantów systemów baterii litowej i producentów sprzętu ważne są kilka czynników:

1Użyj odpowiedniego BMS

Właściwie zaprojektowany BMS powinien zapewniać:

• Ochrona przed nadmiernym rozładowaniem

• Ochrona przed przeładowaniem

• Ochrona przed prądem

• Ochrona przed zwarciem

• Monitoring temperatury

• Monitorowanie napięcia ogniwa

• Równoważenie komórek

2. Unikaj długotrwałego przechowywania w niskim SOC

Baterie litowe nie powinny być pozostawiane całkowicie rozładowane przez długi czas.

Sprzęt, który może pozostać nieużywany przez wiele miesięcy, powinien mieć odpowiednią strategię przechowywania i konserwacji.

3. Monitorować napięcia poszczególnych ogniw

Sam napięcie zestawu może nie wskazywać na indywidualną słabą komórkę.

Monitorowanie napięć poszczególnych ogniw lub ciągów może pomóc w wykryciu nieprawidłowych komórek, zanim spowodują one całkowite wyłączenie baterii.

4Wybierz właściwe ładowarki

Ładowarka powinna odpowiadać wymaganiom dotyczącym chemicznej struktury baterii, napięcia, prądu ładowania i BMS.

Dostosowane rozwiązania baterii litowych do zastosowań przemysłowych

Do urządzeń przemysłowych, robotyki, AGV, pojazdów elektrycznych, sprzątaczy podłóg, kosiarek, systemów telekomunikacyjnych i zastosowań magazynowania energii,Niezawodność baterii zależy od czegoś więcej niż tylko pojemności komórki.

Kompletny system baterii litowej powinien uwzględniać:

• Chemia komórkowa

• Pojemność ogniw

• Napięcie robocze

• Prąd ciągły i prąd szczytowy

• Parametry ochrony BMS

• Strategia pobierania opłat

• Zarządzanie cieplne

• Równoważenie komórek

• Wymogi w zakresie komunikacji

• Środowisko pracy

• Oczekiwany czas trwania cyklu

Jako producent baterii litowych, dostarczamyrozwiązania baterii LiFePO4 i NMC na zamówienie, w tym projektowanie zestawów baterii, integracja BMS, wybór ogniw, okablowanie, projektowanie obudowy oraz produkcja OEM/ODM.

Jeśli w aplikacji występuje wielokrotne przeładowanie baterii, nieoczekiwane wyłączenie systemu BMS lub niewystarczający czas działania baterii,Nasz zespół inżynierów może pomóc w ocenie konfiguracji baterii i opracowaniu bardziej odpowiedniego rozwiązania baterii litowej.

Skontaktuj się z nami, aby omówić napięcie, pojemność, wymiary, prąd i wymagania aplikacyjne.

Często zadawane pytania dotyczące akumulatorów litowych z nadmiernym rozładowaniem

Czy całkowicie wyczerpana bateria litowa może być naładowana?

Bateria litowa z umiarkowanym nadmiernym rozładowaniem może być czasami odzyskana poprzez kontrolowane przedładowanie niskiego prądu.Bateria głęboko rozładowana lub fizycznie uszkodzona może być niebezpieczna do odzyskania i powinna zostać wycofana z eksploatacji.

Jakie napięcie jest zbyt niskie dla baterii LiFePO4?

Próg odzysku zależy od konkretnej komórki i producenta.2.0VTakie akumulatory wymagają bardzo niskiego prądu i starannego monitorowania.

Czy BMS może zapobiec przeładowaniu baterii litowej?

Jedną z kluczowych funkcji BMS jest odłączenie baterii, gdy napięcie komórki osiągnie ustawiony próg ochrony.akumulator może nadal być głęboko rozładowany, jeśli pozostaje podłączony do małego obciążenia w stanie gotowości przez dłuższy czas lub jeśli system jest nieprawidłowo przechowywany.

Czy mam ominąć BMS, żeby naładować martwą baterię litową?

Jeśli wymagane jest kontrolowane ładowanie wstępnenależy go wykonywać wyłącznie przez wykwalifikowany personel przy zastosowaniu odpowiedniej procedury sterowanej prądem.

Czy przeładowany akumulator litowy można normalnie używać po odzyskaniu?

Nie zawsze. po odzyskaniu jego pojemność, konsystencja komórki,i ogólny stan należy ocenić przed ponownym uruchomieniem.

Ostatnia lekcja

Zbyt wyładowany akumulator litowy powiniennigdy nie traktować po prostu jak akumulator, który potrzebuje większego prądu ładowania.

Prawidłowe podejście to:

Pomiar → Diagnoza → Klasyfikacja → Powolne ładowanie wstępne → Monitor → Obudzenie BMS → Standardowe ładowanie CC-CV → Równowaga i badanie → Powrót do eksploatacji lub recykling.

W przypadku umiarkowanego nadmiernego rozładowania bez obrzęku, wycieku, deformacji lub nieprawidłowego podgrzewania, kontrolowane przedładowanie niskiego prądu może przywrócić baterię.

W przypadku głęboko rozładowanych lub fizycznie uszkodzonych bateriiBezpieczeństwo musi być ważniejsze niż koszty odzyskaniaJeśli bateria nie może być bezpiecznie odzyskana, wycofanie i recykling są lepszym wyborem.