Nowoczesne pojazdy elektryczne i hybrydowe wykorzystują różne typy akumulatorów litowo-jonowych do baterii trakcyjnych. Akumulatory te różnią się składem chemicznym, co decyduje o ich charakterystykach eksploatacyjnych:
• pojemność,
• moc,
• bezpieczeństwo,
• żywotność.
Ostatnio akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4 lub LFP) stały się popularnym wyborem dla pojazdów elektrycznych.
Dlaczego akumulatory LFP zyskują na popularności?
Akumulatory LFP mają wiele unikalnych właściwości, z których niektóre są wielokrotnie lepsze niż u innych typów akumulatorów litowo-jonowych:
Bezpieczeństwo. Wysoka stabilność chemiczna i termiczna minimalizuje ryzyko przegrzania i zapłonu, nawet w przypadku uszkodzeń fizycznych.
Długowieczność. Duże zasoby w cyklach ładowania/rozładowania sprawiają, że korzystanie z nich jest opłacalne w dłuższej perspektywie.
Ekologia. Baterie LFP są wolne od toksycznych materiałów, których wydobycie i recykling wiąże się z kwestiami środowiskowymi i etycznymi. A zużyte ogniwa LFP są odpadami o niskim ryzyku i nie wymagają specjalnych metod utylizacji w przeciwieństwie do innych typów akumulatorów litowo-jonowych.
Niski koszt. Dostępność i niski koszt surowców, a także łatwość procesu produkcyjnego sprawiają, że akumulatory LFP są stosunkowo tanie.
Baterie LFP mają również wady. Jedną z głównych wad akumulatorów LFP jest ich niższa gęstość energii w porównaniu z innymi typami akumulatorów litowo-jonowych. Oznacza to, że samochód elektryczny o tych samych wymiarach akumulatora będzie miał mniejszy zasięg na jednym ładowaniu. Ta wada ogranicza ich zastosowanie w kompaktowych pojazdach elektrycznych i pojazdach elektrycznych o dużym zasięgu na jednym ładowaniu, takich jak: Mercedes-Benz EQS (785 km), Tesla Model S (405 mil lub 651 km), BMW i7 (625 km), Volkswagen ID.7 Pro Match (618 km) i inne.
Pomimo wad akumulatorów LFP, zalety są bardziej znaczące, dlatego już zajmują ponad 40% rynku baterii pojazdów elektrycznych. Badania Bloomberg NET pokazują, że trend ten będzie się utrzymywał i za kilka lat akumulatory LFP będą miały ponad 50% udziału w światowym rynku akumulatorów pojazdów elektrycznych.
Cechy diagnostyki akumulatorów LFP pojazdów elektrycznych
Metodyka diagnostyki baterii pojazdów elektrycznych z akumulatorami LiFePO4 jest podobna do innych typów akumulatorów litowo-jonowych i obejmuje określenie kilku kluczowych parametrów, które pozwalają ocenić aktualny stan akumulatora i przewidzieć jego dalszą wydajność.
Typową awarią akumulatora pojazdu elektrycznego jest awaria jednego lub więcej modułów. Aby znaleźć wadliwy moduł, wykonaj następujące kroki.
Pomiar napięcia na ogniwach baterii. Zazwyczaj procedura ta jest wykonywana za pomocą samochodowego skanera diagnostycznego, który odczytuje te dane z układu sterowania baterii. Aby wykonać tę procedurę, skaner diagnostyczny musi mieć możliwość pracy z tym modelem pojazdu. Na przykład do diagnozowania pojazdów elektrycznych Tesli potrzebny jest specjalny skaner diagnostyczny.
Na tym etapie diagnostyki możemy określić, które moduły baterii mają zaniżone napięcie w porównaniu z innymi modułami. Podczas diagnozowania akumulatorów LFP należy pamiętać, że ich charakterystyka napięcia różni się od innych typów akumulatorów litowo-jonowych:
• Napięcie znamionowe ogniwa wynosi 3,2 V (inne li-ion mają 3,6 – 3,7 V);
• Minimalne napięcie robocze ogniwa wynosi 2,5 V (inne li-ion mają 3,0 V);
• Napięcie ładowania – 3.65 V (inne li-ion mają 4.2 V);
• Minimalne dopuszczalne napięcie wynosi 2,0 V (inne li-ion mają 2,5 V).
Po zidentyfikowaniu potencjalnie wadliwego modułu jest on demontowany z baterii.
Oględziny modułu. Przed rozpoczęciem dalszych badań należy sprawdzić moduł pod kątem uszkodzeń fizycznych, takich jak: lokalna korozja, ślady wycieku elektrolitu lub pęcznienie elementów modułu.
Ładowanie modułu. W następnym kroku diagnostyki konieczne jest pełne naładowanie potencjalnie wadliwego modułu i jednocześnie zrównoważenie wszystkich jego elementów wg napięcia między nimi. Ta procedura jest wykonywana przez specjalną ładowarkę do akumulatorów LiFePO4 lub tester baterii litowo-jonowych, który może pracować z bateriami LFP.
Badanie rezystancji wewnętrznej elementów modułu. Opór wewnętrzny elementów jest ważnym parametrem wskazującym na ich ogólny stan. W sprawnym module rezystancja wewnętrzna wszystkich jego elementów powinna być taka sama.
Badanie pojemności elementów modułu. Pojemność jest mierzona przez rozładowanie naładowanego akumulatora z pomiarem uwolnionej energii. Wartość tego parametru musi być również zbliżona między elementami modułu. Ta operacja jest wykonywana przez specjalny tester baterii litowo-jonowych.
Badanie spadku napięcia na elementach modułu. Ostatecznym testem, który da jednoznaczną odpowiedź, czy moduł jest sprawny, jest obecność spadku napięcia na elementach modułu. Kontrola ta odbywa się poprzez pomiary napięcia na elementach po upływie czasu, na przykład po dniu. Sprawna bateria LiFePO4 nie powinna mieć spadku napięcia za taki czas.
Aby wykonać wszystkie etapy diagnostyki akumulatora LFP, należy dysponować odpowiednim sprzętem diagnostycznym. W naszej ofercie sprzętu diagnostycznego można znaleźć testery baterii litowo-jonowych, w tym nasz nowy tester MS801, który znacznie ułatwia i przyspiesza testowanie baterii wysokiego napięcia pojazdów elektrycznych i hybrydowych.
COMMENTS