Основные параметры диагностики батарей электромобилей и гибридов

Современные электромобили и гибридные автомобили немыслимы без эффективных и надёжных аккумуляторных батарей. Эти энергоустановки являются не только источником энергии для движения автомобиля, но и одним из самых дорогих компонентов машины. В процессе диагностики высоковольтной батареи учитываются несколько параметров, которые позволяют объективно оценить текущее состояние батареи и спрогнозировать её дальнейшую эксплуатацию.

Ключевые параметры высоковольтных батарей

Рассмотрим ключевые параметры, которые специалисты используют при проверке и оценке состояния батарей электромобилей и гибридов.

1. Уровень заряда батареи (SOC)

Уровень заряда (State of Charge, SOC) отражает количество энергии, доступное в данный момент. Этот показатель является важным диагностическим параметром, так как отклонения в его значениях могут указывать на проблему. Хотя уровень заряда батареи принято выражать в процентах, где 0% это полностью разряженная батарея, а 100% — полностью заряженная. На практике уровень заряда батареи определяется по напряжению, т.к. у линий-ионных аккумуляторов есть практически линейная зависимость между этими параметрами. Если при измерении напряжения на отдельных модулях батареи на каком-то обнаруживается заниженное значение, значит это и есть проблемный модуль. Так же следует помнить, что у любого аккумулятора есть рабочий диапазон напряжения. Если напряжение на модуле ниже минимально допустимого значения, то такой модуль скорее всего неисправен.

2. Состояние здоровья (State of Health, SoH)

Состояние здоровья (State of Health, SOH) отражает степень износа и деградации аккумулятора. Даже при корректной работе систем управления, естественное старение батареи постепенно снижает её SOH. Диагностика этого параметра позволяет спрогнозировать срок службы и принять решение о ремонте или замене. Чтобы узнать это значение нужно полностью зарядить батарею (в сборе и модули батареи по отдельности), а затем полностью разрядить при этом выполнить замер энергии, которую смогла выделить батарея. Сравнение полученного значения с паспортным значением и даёт нам искомое значение степени деградации батареи.

3. Разбалансировка модулей (ΔV)

Разбалансировка — самая распространённая проблема в батареях гибридов и электромобилей, которая может привести к полной невозможности эксплуатировать электромобиль. Современные батареи состоят из десятков модулей, а каждый модуль в свою очередь может содержать от нескольких до сотни ячеек. Со временем напряжение отдельных модулях батареи начинает различаться. И когда эта разница достигнет предельного значения плата управления батареей заблокирует её работу, а на приборной панели появиться сообщение об неисправности высоковольтной системы.

4. Внутреннее сопротивление (Internal Resistance, IR)

Внутреннее сопротивление — ещё один важный показатель. Оно напрямую влияет на способность батареи выдавать высокий ток для разгона или приём электрической энергии в режиме быстрой зарядки. Даже если ёмкость батареи остаётся высокой, рост внутреннего сопротивления ведёт к перегреву батареи, снижению её КПД и нестабильной работе. На практике это проявляется в виде падения мощности при ускорении или быстрого снижения заряда под нагрузкой. Рост внутреннего сопротивления указывает на деградацию ячеек или повреждение соединений между ними. Именно поэтому этот параметр обязательно должен проверятся при диагностике высоковольтной батареи.

5. Скорость саморазряда

Скорость саморазряда показывает, насколько быстро батарея теряет заряд при отсутствии нагрузки. Увеличенный саморазряд часто связан с деградацией химического состава аккумулятора, материалов электродов и электролита. Этот параметр важен для диагностики скрытых проблем, которые не всегда проявляются при стандартных тестах. Высокий саморазряд одного из модулей батареи приводит к быстрой разбалансировке батареи и полной невозможности эксплуатировать электромобиль за короткий срок.

Инструменты для диагностики высоковольтных батарей: MS800 и MS801

Для точной диагностики батарей электромобилей и гибридов применяются специализированные тестеры, такие как MS800 и MS801. Они не только выполняют диагностику (определяют состояние здоровья батареи), но выполняют балансировку и подготовку модулей для установки в батарею.

• MS800 оптимален для сервисов, работающих с большим количеством гибридных автомобилей (Toyota, Lexus, Honda и др.), а также с электромобилями, где требуется модульная балансировка батареи. Тестер имеет 36 независимых канала, что позволяет проверять несколько модулей одновременно.

• MS801 лучше подходит для диагностики современных литий-ионных батарей электромобилей, в том числе 48-вольтовых MHEV. Тестер может проверять за раз только один модуль или батарею, но за счёт высокого разряда 90 А проверка занимает мало времени. MS801 подходит тем, кому важна скорость проверки батареи.

Заключение

Диагностика батарей электромобилей и гибридов основывается на комплексном анализе параметров: SoC, SoH, внутреннего сопротивления, разбалансировки, температурного режима, циклов заряд/разряд и логов BMS. Только их совокупность позволяет точно определить состояние аккумулятора и спрогнозировать его дальнейший ресурс.

Использование специализированных тестеров делает диагностику точной и является одним из условием качественного ремонта и обслуживания батарей электромобилей.