Kontroler, bateria i BMS: dlaczego bateria się wyłącza, gdy przyspieszamy mocno?
Przyśpieszasz do pełna, a nagle wszystko gaśnie: silnik, wyświetlacz, światła. Czasami trzeba wyłączyć i włączyć ponownie, a czasami nawet podłączyć ładowarkę, aby hulajnoga znów się uruchomiła. W większości przypadków, to nie kontroler się psuje: to bateria się wyłącza, chroniąc się za pomocą swojego BMS.
Najważniejsze
- BMS (Battery Management System) to układ elektroniczny, który monitoruje stan baterii i może odciąć jej zasilanie, aby ją chronić.
- Wyłącza się, jeśli pobiera prąd przekraczający jego limit, jeśli napięcie jednej z ogniw spadnie poniżej dopuszczalnego poziomu lub jeśli temperatura stanie się zbyt wysoka.
- Kluczowy wskaźnik: jeśli wyświetlacz również się wyłącza, to w większości przypadków przyczyną jest odcięcie zasilania przez akumulator.
- Najbardziej efektywne rozwiązanie to dopasowanie wymagań kontrolera do możliwości dostarczanych przez baterię.
System zarządzania baterią (BMS) – strażnik akumulatora
Akumulator hulajnogi to zespół składający się z dziesiątek ogniw litowych. Te ogniwa nie lubią być zbyt mocno rozładowywane, nadmiernie ładowane, ani dostarczać zbyt dużego prądu, ani się nagrzewać. System zarządzania baterią (BMS) stale monitoruje ich stan i odcina zasilanie baterii, gdy tylko przekroczona zostanie określona granica.
Monitoruje on w szczególności:
- prąd rozładowania: każdy system zarządzania baterią (BMS) ma maksymalny prąd, którego przekroczenie powoduje jego wyłączenie w ułamku sekundy;
- napięcie każdego z grup ogniw: jeśli którekolwiek z nich spadnie poniżej określonego progu, bateria zostanie wyłączona, aby zapobiec jej uszkodzeniu;
- temperatura ogniw oraz jej własnych komponentów;
- `zwarcie`, odcinane niemal natychmiast.
Dlaczego to się dzieje właśnie podczas przyspieszania?
Największy pobór prądu z akumulatora przez kontroler występuje podczas uruchamiania i podczas przyspieszania. Wówczas kumulują się trzy mechanizmy.
Prąd przekracza limit określony przez system zarządzania baterią (BMS)
Jeśli kontroler jest ustawiony na pobieranie 60A z akumulatora, a system zarządzania baterią (BMS) jest ograniczony do 50A, odcięcie zasilania nastąpi natychmiast, gdy zostanie zażądane pełne obciążenie. Jest to typowa sytuacja po wymianie kontrolera lub w przypadku dwóch kontrolerów pobierających prąd z akumulatora zaprojektowanego dla jednego.
Napięcie spada pod obciążeniem
Pojedyncza ogniwa charakteryzuje się niewielkim oporem wewnętrznym. Im większy prąd jest z niej pobierany, tym bardziej spada jej napięcie podczas pracy. Akumulator, który jest częściowo rozładowany, zimny lub zużyty, może wyświetlać prawidłowe napięcie w spoczynku, a następnie nagle spaść poniżej progu odcięcia systemu zarządzania baterią (BMS) podczas pełnego przyspieszenia.
Komórka o niższym napięciu niż pozostałe
Komórki są połączone szeregowo. Jeśli jedna grupa komórek zużyła się szybciej lub jest mniej naładowana niż pozostałe, to ona jako pierwsza osiągnie próg minimalnego napięcia, a system zarządzania baterią (BMS) odłączy całą baterię, aby ją chronić. Bateria wydaje się być "pełna", ale mimo to zostaje odłączona.
Rozpoznawanie awarii systemu zarządzania baterią (BMS)
| To, co widzisz | Prawdopodobna przyczyna |
|---|---|
| Wszystko nagle gaśnie, włącznie z wyświetlaczem | System zarządzania baterią (BMS) odłączył zasilanie z akumulatora |
| Należy podłączyć ładowarkę, aby urządzenie mogło ponownie się uruchomić | System zarządzania baterią (BMS) został zablokowany w wyniku przeciążenia lub zwarcia. Wiele systemów BMS automatycznie się odblokowuje po podłączeniu ładowarki |
| Problem występuje głównie, gdy bateria jest rozładowana do połowy lub w chłodnych warunkach | Spadek napięcia pod obciążeniem lub słaba komórka akumulatora |
| Silnik przestaje działać, ale wyświetlacz pozostaje włączony | Bardziej chodzi o ochronę kontrolera (ochrona przed przegrzaniem, zbyt niskim napięciem, awarią silnika) |
| Moc stopniowo maleje, bez nagłego odcięcia | Ochrona termiczna kontrolera lub silnika, lub ograniczenie wydajności w przypadku niskiego poziomu naładowania baterii |
Rozwiązania, od najprostszych po te bardziej zaawansowane i kosztowne
- Dopasowanie kontrolera do akumulatora. W przypadku kontrolera z regulowanymi parametrami, należy ustawić prąd rozładowania akumulatora poniżej limitu określonego przez system zarządzania baterią (BMS). W przypadku hulajnóg z dwoma kontrolerami, istotna jest suma prądów rozładowania obu kontrolerów.
- Sprawdzanie stanu baterii. Mierzenie napięcia każdego z grup ogniw po naładowaniu i po przejeździe: grupa, której napięcie odbiega od pozostałych, może wskazywać na zużycie ogniwa lub problemy z równoważeniem.
- `Sprawdź połączenia. Luźne lub przypalone złącza akumulatora mogą powodować przegrzewanie się i spadek napięcia pod obciążeniem.`
- Wymiana baterii. Jeśli chcemy uzyskać więcej mocy, potrzebujemy baterii, której ogniwa i system zarządzania baterią (BMS) są w stanie obsłużyć większy prąd. Właśnie dlatego nasze wersje "Performance" baterii do hulajnóg elektrycznych zostały zaprojektowane, aby dostarczać większą moc.
Wskazówka dla warsztatu.
Nigdy nie omijaj systemu zarządzania baterią (BMS) w celu "wyeliminowania" odcięć zasilania. Jest to ostatnia linia obrony przed przegrzaniem i pożarem ogniw. Jeśli bateria się wyłącza, to sygnalizuje coś – należy to usłyszeć i zrozumieć, a nie ignorować.
Więcej mocy: należy zacząć od baterii, a dopiero potem od kontrolera
To, co podsumowuje nasz przewodnik dotyczący kontrolera, ma zastosowanie również tutaj: kontroler nie generuje energii, tylko ją dozuje. Rzeczywista moc, która jest dostępna, to napięcie baterii pomnożone przez prąd, który może ona dostarczyć bez uszkodzenia się. Dlatego, aby zwiększyć prędkość hulajnogi, logiczna kolejność to: bateria, następnie silnik, a na końcu kontroler.
Często zadawane pytania
Dlaczego trzeba podłączyć ładowarkę, aby hulajnoga mogła się ponownie uruchomić?
Po wystąpieniu przeciążenia lub zwarcia, wiele systemów zarządzania baterią (BMS) zostaje zablokowanych ze względów bezpieczeństwa. Podłączenie ładowarki jest standardowym sposobem na ich odblokowanie. Jeśli problem ten występuje często, należy zidentyfikować i usunąć jego przyczynę (np. zbyt wysoki pobór prądu, zużyta bateria).
Czy można wymienić tylko układ zarządzania baterią (BMS), aby zwiększyć dopuszczalny prąd?
Tylko jeśli komórki i wewnętrzne połączenia akumulatora na to pozwalają. Bardziej "liberalny" system zarządzania baterią (BMS) w przypadku komórek, które nie spełniają określonych parametrów, może powodować ich szybsze nagrzewanie się i starzenie. To zadanie, które należy powierzyć specjaliście od akumulatorów.
Czy niskie temperatury mogą powodować problemy z działaniem urządzenia?
Tak. Ogniwo litowo-jonowe, które działa w niskich temperaturach, ma wyższą rezystancję wewnętrzną, co powoduje większy spadek napięcia podczas obciążenia. Bateria, która nigdy się nie wyłącza latem, może się wyłączyć zimą przy pełnej mocy.
Jak rozpoznać, czy problem leży w kontrolerze, czy w baterii?
Sprawdź wyświetlacz w momencie odcięcia zasilania. Jeśli również gaśnie, oznacza to, że problem leży w akumulatorze. Jeśli pozostaje włączony, często wyświetlając kod lub symbol błędu, problem prawdopodobnie wynika z kontrolera lub silnika.