Lỗi bảo vệ quá áp giả của BMS: Tại sao nó kích hoạt sớm và cách khắc phục

Hệ thống quản lý pin (BMS) đã kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp. Nhưng khi bạn kiểm tra điện áp của bộ pin — hoặc thậm chí là điện áp trung bình của từng cell — nó lại hiển thị...3,45Vmỗi tế bào, thấp hơn nhiều so với3,65VNgưỡng điện áp quá cao đối với LiFePO4. Hệ thống quản lý pin (BMS) dường như đang kích hoạt không chính xác.

Gần như chắc chắn là không phải. Hệ thống quản lý pin (BMS) đang phản hồi một tình trạng thực tế — chỉ là không phải tình trạng bạn đang kiểm tra. Hiểu được những gì BMS thực sự giám sát sẽ cho bạn biết ngay lập tức cần tìm kiếm điều gì.

Những gì hệ thống quản lý pin (BMS) giám sát: Điện áp trên từng cell, không phải điện áp trung bình.

Chức năng bảo vệ quá áp của BMS phản hồi vớiđiện áp tế bào riêng lẻKhông phải là điện áp trung bình của bộ pin hoặc tổng điện áp của bộ pin chia cho số lượng cell.

Nếu một bộ pin LiFePO4 16S có giá trị trung bình là...3,45Vmỗi ô (tổng cộng)55,2V), nhưng một tế bào nằm ở3,66Vtrong khi những người khác ở mức trung bình3,44VBMS sẽ kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp trên cell đó. Nhìn từ bên ngoài, điện áp của bộ pin có vẻ ổn. BMS đang hoạt động chính xác — nó đã phát hiện ra tình trạng quá áp thực sự trên cell có điện áp cao nhất.

 BMS kích hoạt OVP trên cell này
— mặc dù mức trung bình của cả nhóm vẫn tốt

Đây là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng tưởng chừng như ngắt mạch quá áp "sai". Nhưng thực chất không phải vậy. Đó là hiện tượng quá áp thực sự trên một cell pin đang có điện áp cao hơn so với các cell lân cận.

Bốn nguyên nhân — Được xác định theo mô hình

 

Nguyên nhân 1: Mất cân bằng tế bào (Thường gặp nhất)

Khi các cell pin lão hóa và trải qua chu kỳ sạc/xả, sự khác biệt nhỏ về điện trở nội bộ khiến chúng dần tách rời nhau trong quá trình sạc. Cell có điện trở thấp nhất sẽ sạc nhanh nhất và đạt đến ngưỡng quá áp trước các cell khác. Khi cell đó đạt đến ngưỡng quá áp,3,65VCác chuyến đi của BMS vẫn diễn ra — mặc dù hầu hết các thành viên trong nhóm đều đang ở3,44Vvà có thể chấp nhận mức phí cao hơn.

Cách xác nhận

Mở ứng dụng DALY BMS trong quá trình sạc và theo dõi điện áp từng cell. Nếu một cell nào đó tăng điện áp nhanh hơn rõ rệt so với các cell khác — vượt lên trước 50–100mV trước khi các cell khác đạt đến mức điện áp mong muốn, thì sẽ thấy điện áp của cell đó tăng lên đáng kể.3,50V— Sự mất cân bằng là nguyên nhân.

Cách khắc phục

Đối với tình trạng mất cân bằng nhẹ (một cell có điện áp cao hơn các cell khác từ 30–50mV): hãy thực hiện sạc chậm ở tốc độ 0.1C và để bộ pin vẫn được kết nối sau khi bộ sạc tự ngắt. Điều này giúp mạch cân bằng thụ động có thời gian xả bớt điện áp cao ở cell còn lại khi sạc đầy.

Đối với tình trạng mất cân bằng kéo dài và nhanh chóng tái diễn sau mỗi lần cân bằng: hệ thống quản lý pin thông minh (Smart BMS) với chức năng cân bằng chủ động là giải pháp phù hợp. Chức năng cân bằng chủ động hoạt động trong suốt toàn bộ chu kỳ sạc (không chỉ ở giai đoạn sạc đầy), liên tục phân phối lại điện tích giữa các cell để cell có điện tích cao nhất không bị vượt lên trước ngay từ đầu.

Nguyên nhân 2: Điện áp bộ sạc quá cao

Nếu điện áp đầu ra của bộ sạc vượt quá điện áp sạc tối đa của bộ pin (số cell × ngưỡng OVP), quá trình sạc sẽ đẩy điện áp của các cell vượt quá ngưỡng OVP trong mỗi lần sạc.

Cách xác nhận

Kiểm tra điện áp đầu ra của bộ sạc bằng vôn kế. Đối với bộ pin LiFePO4 16S, điện áp đầu ra của bộ sạc không được vượt quá16 × 3,65V = 58,4VBộ sạc có công suất định mức 60V trên bộ pin 16S sẽ chắc chắn kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp (OVP) trong mỗi chu kỳ sạc.

Cách khắc phục

Điều chỉnh điện áp đầu ra của bộ sạc cho phù hợp với thông số kỹ thuật của pin, hoặc thay thế bộ sạc bằng bộ sạc có công suất phù hợp với pin. Đối với pin LiFePO4, điện áp sạc tối đa điển hình là3,65Vmỗi ô — ví dụ58,4Vcho 16S,29,2Vcho 8S,14,6VDành cho 4S.

Nguyên nhân 3: Ngưỡng OVP được đặt quá thấp

Nếu hệ thống quản lý pin (BMS) trước đây được cấu hình với ngưỡng quá áp thận trọng — ví dụ:3,55Vthay vì3,65VĐối với LiFePO4 — quá trình sạc thông thường sẽ kích hoạt cơ chế bảo vệ trước khi các cell pin được sạc đầy.

Cách xác nhận

Kiểm tra cài đặt BMS trong ứng dụng DALY hoặc phần mềm máy tính trên PC. Điều hướng đến cài đặt ngưỡng bảo vệ và xác minh ngưỡng bảo vệ quá áp so với thông số kỹ thuật hóa học của pin.

Cách khắc phục

Điều chỉnh ngưỡng OVP sao cho phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất pin về điện áp sạc tối đa. Đối với pin LiFePO4 tiêu chuẩn,3,65VMức tối đa tiêu chuẩn trong ngành là trên mỗi ô.Không nên cài đặt giá trị cao hơn thông số kỹ thuật của pin.— Việc vượt quá điện áp sạc tối đa của pin sẽ gây ra hiện tượng xuống cấp nhanh hơn và trong trường hợp nghiêm trọng, có thể gây nguy hiểm đến an toàn.

Nguyên nhân 4: Cấu hình bảo vệ nhiệt độ sai

Trong môi trường nóng — chẳng hạn như buồng kín thông gió kém, nhiệt độ môi trường mùa hè hoặc chu kỳ xả và sạc mạnh — bộ pin cần được bảo vệ bởi hệ thống quản lý pin (BMS).nhiệt độCác giới hạn bảo vệ được đặt ra trước khi OVP trở thành biện pháp bảo vệ cần thiết. Nếu bạn thấy OVP kích hoạt trong điều kiện nhiệt độ cao trong khi tính năng bảo vệ nhiệt độ chưa được kích hoạt, thì ngưỡng nhiệt độ có thể bị cấu hình sai hoặc bị vô hiệu hóa.

Cách xác nhận

Kiểm tra chỉ số nhiệt độ trong ứng dụng BMS trong quá trình sạc khi chức năng bảo vệ quá áp (OVP) kích hoạt. Nếu nhiệt độ của bộ pin đang tiến gần hoặc vượt quá phạm vi sạc được nhà sản xuất pin khuyến nghị (thường dưới 45°C đối với LiFePO4), thì chức năng bảo vệ nhiệt độ sẽ được kích hoạt — chứ không phải OVP. Xác minh rằng ngưỡng bảo vệ sạc ở nhiệt độ cao đã được bật và được thiết lập trong phạm vi thông số kỹ thuật của nhà sản xuất pin.

Cách khắc phục

Cấu hình chức năng bảo vệ quá tải ở nhiệt độ cao để kích hoạt trước khi các cell pin đạt đến nhiệt độ nguy hiểm. Cải thiện hệ thống thông gió của vỏ pin. Không nên hạ thấp ngưỡng OVP để bù đắp cho các vấn đề về nhiệt – điều này chỉ che giấu vấn đề thực sự (nhiệt) và khiến bộ pin tiếp xúc với ứng suất nhiệt.

Cách thiết lập lại sau khi OVP hoạt động

Chức năng bảo vệ quá áp sẽ tự động tắt khi điện áp của cell kích hoạt giảm xuống dưới ngưỡng phục hồi OVP (một giá trị được đặt dưới điểm kích hoạt OVP). Điều này thường xảy ra khi:

Bộ sạc đã bị ngắt kết nối.— Điện áp của pin giảm khi điện tích bề mặt tiêu tán.

Tải được kết nối trong thời gian ngắn.— làm giảm điện áp cao của pin.

Mạch cân bằng BMS truyền hoặc xả điện tích từ cell có điện áp cao.— Điện áp giảm.

Không được tự ý thiết lập lại BMS hoặc ép nó chấp nhận thêm điện tích. Chức năng bảo vệ quá áp (OVP) tồn tại để bảo vệ cell pin có điện áp cao khỏi bị đẩy vượt quá điện áp tối đa của nó. Hãy giải quyết nguyên nhân gốc rễ (mất cân bằng, điện áp bộ sạc, cài đặt ngưỡng hoặc nhiệt độ) trước khi sạc lần tiếp theo.

DALY Smart BMS giúp chẩn đoán vấn đề này như thế nào?

Việc chẩn đoán chính xác sự cố quá áp đòi hỏi phải quan sát được điện áp từng cell tại thời điểm xảy ra sự cố — một khả năng mà hệ thống quản lý pin thông minh DALY Smart BMS được xây dựng dựa trên đó.

CáiDALY Smart BMSỨng dụng hiển thị điện áp của từng cell pin theo thời gian thực. Khi xảy ra sự cố OVP, ứng dụng sẽ hiển thị cell nào gây ra sự cố đó — nhờ vậy, nguyên nhân gốc rễ (một cell có điện áp cao, tất cả các cell đều có điện áp cao cùng lúc, hoặc sự bất thường về nhiệt độ) được hiển thị ngay lập tức thay vì phải suy luận sau đó.

Nhật ký sự kiện lịch sử ghi lại ô kích hoạt và điều kiện của mỗi sự kiện OVP, nhờ đó bạn có thể biết liệu cùng một ô có liên tục kích hoạt (cho thấy sự mất cân bằng kéo dài) hay nhiều ô cùng đạt đến OVP (cho thấy vấn đề về bộ sạc hoặc ngưỡng).

Đối với các đàn cá có hiện tượng trôi dạt liên tục,Dòng sản phẩm Active BalanceNó tiến thêm một bước nữa: thay vì xả điện từ các cell có điện áp cao thông qua điện trở, nó truyền điện giữa các cell trong suốt chu kỳ sạc đầy đủ, giữ cho bộ pin được cân bằng trước khi bất kỳ cell nào đạt đến điện áp quá cao (OVP).

Câu hỏi thường gặp

Tóm tắt: Mô hình → Nguyên nhân → Cách khắc phục

Để chẩn đoán sâu hơn các vấn đề liên quan đến BMS, hãy xem các hướng dẫn của chúng tôi về...Cách chẩn đoán lỗi giao tiếp BMSVàCân bằng chủ động so với cân bằng thụ động cho pin LiFePO4.