Основні параметри діагностики батарей електромобілів та гібридів

Сучасні електромобілі та гібридні автомобілі неможливі без ефективних і надійних акумуляторних батарей. Ці енергоустановки є не лише джерелом енергії для руху автомобіля, але й одним із найдорожчих компонентів машини. У процесі діагностики високовольтної батареї враховуються кілька параметрів, які дозволяють об’єктивно оцінити поточний стан батареї та спрогнозувати її подальшу експлуатацію.

Ключові параметри високовольтних батарей

Розглянемо основні параметри, які спеціалісти використовують під час перевірки та оцінки стану батарей електромобілів і гібридів.

1. Рівень заряду батареї (State of Charge, SOC)

Рівень заряду (SOC) відображає кількість енергії, доступної на даний момент. Це важливий діагностичний показник, адже відхилення його значень можуть вказувати на несправність. Хоча SOC зазвичай виражається у відсотках (0% — повністю розряджена батарея, 100% — повністю заряджена), на практиці він визначається за напругою, оскільки для літій-іонних акумуляторів існує майже лінійна залежність між цими параметрами. Якщо в одному з модулів батареї зафіксоване занижене значення напруги, саме цей модуль вважається проблемним. Також слід пам’ятати, що кожна батарея має робочий діапазон напруги. Якщо напруга модуля нижча за мінімально допустиме значення, то такий модуль, швидше за все, несправний.

2. Стан здоров’я батареї (State of Health, SOH)

Стан здоров’я (SOH) відображає ступінь зносу та деградації акумулятора. Навіть за правильної роботи системи керування, природне старіння батареї поступово знижує її SOH. Діагностика цього параметра дозволяє спрогнозувати термін служби та прийняти рішення про ремонт або заміну. Для визначення SOH батарея (у зборі та окремі модулі) повністю заряджається, потім повністю розряджається з одночасним вимірюванням виділеної енергії. Порівняння отриманого результату з паспортним значенням і показує ступінь деградації батареї.

3. Розбалансування модулів (ΔV)

Розбалансування — найпоширеніша проблема в батареях гібридів та електромобілів, яка може призвести до повної неможливості експлуатації авто. Сучасні батареї складаються з десятків модулів, а кожен модуль може містити від кількох до сотні комірок. З часом напруга окремих модулів починає відрізнятися. Коли різниця досягає критичного значення, плата керування батареєю блокує її роботу, а на панелі приладів з’являється повідомлення про несправність високовольтної системи.

4. Внутрішній опір (Internal Resistance, IR)

Внутрішній опір — ще один важливий показник. Він безпосередньо впливає на здатність батареї віддавати високий струм під час розгону чи приймати енергію під час швидкої зарядки. Навіть якщо ємність батареї залишається високою, зростання внутрішнього опору призводить до перегріву, зниження ККД та нестабільної роботи. На практиці це проявляється у вигляді падіння потужності при прискоренні чи швидкого зниження заряду під навантаженням. Підвищення внутрішнього опору свідчить про деградацію комірок або пошкодження з’єднань між ними. Саме тому цей параметр обов’язково перевіряється під час діагностики високовольтної батареї.

5. Швидкість саморозряду

Швидкість саморозряду показує, наскільки швидко батарея втрачає заряд за відсутності навантаження. Підвищений саморозряд зазвичай пов’язаний із деградацією хімічного складу акумулятора, матеріалів електродів і електроліту. Цей параметр важливий для діагностики прихованих проблем, які не завжди проявляються під час стандартних тестів. Високий саморозряд одного з модулів батареї швидко призводить до її розбалансування та повної непридатності до експлуатації за короткий термін.

Інструменти для діагностики високовольтних батарей: MS800 та MS801

Для точної діагностики батарей електромобілів і гібридів застосовуються спеціалізовані тестери, такі як MS800 і MS801. Вони не лише виконують діагностику (визначають стан здоров’я батареї), а й здійснюють балансування та підготовку модулів до встановлення у батарею.

• MS800 оптимальний для сервісів, які працюють із великою кількістю гібридних автомобілів (Toyota, Lexus, Honda тощо), а також з електромобілями, де потрібне модульне балансування батареї. Тестер має 36 незалежних каналів, що дозволяє перевіряти кілька модулів одночасно.

• MS801 більше підходить для діагностики сучасних літій-іонних батарей електромобілів, у тому числі 48-вольтових MHEV. Він може перевіряти лише один модуль або батарею за раз, але завдяки високому розрядному струму 90 А перевірка займає мінімум часу. MS801 підходить для тих, хто цінує швидкість діагностики.

Висновок

Діагностика батарей електромобілів та гібридів базується на комплексному аналізі параметрів: SOC, SOH, внутрішнього опору, розбалансування, температурного режиму, циклів заряд/розряд та логів BMS. Лише їх сукупність дозволяє точно визначити стан акумулятора та спрогнозувати його подальший ресурс.

Використання спеціалізованих тестерів робить діагностику точною та є необхідною умовою якісного ремонту й обслуговування батарей електромобілів.