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    锂电池故障及维修方法

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      VIP 6
      锂电池工程师

        一般18650锂电池都是通过并联增加容量,比如移动电源的20000mah一般是由8个2600mah电池或者6个3400mah的18650电池组成。并联增加了3.7V的容量。然后通过串联提高电压,2个串联就是3.7*2=7.4V,三个12.6V一次类推。

        通常,电动车,笔记本电池都是需要通过多电池串联将电池电压升高到12V或者36V48v72V等,这时候如果电池的容量或者质量不等,在使用过程中,总有一个先耗损得多,就像木桶的短板原理,一个电池或者说是并联的那一组电池,影响了整个电池组的总电池电压和容量。

        造成的影响有,比如笔记本一般是2并3串,组成10.8V~12.6V的电池。一组2个并联的电池先耗损,就会使整个电池,容量下降,具体就是电池待机时间短,充电速度快,用电也快。电动车等设备也是一样。

        这时候就需要,更换电池组了,避免木桶效应(短板原理-木桶能装水取决于木桶最短的那个板)。这样才可以让电池均衡使用,延长使用。

        直接用电压表测量,如果18650电池两端电压低于2.7V或者没有电压。表示此电池或者电池组有损坏。正常电压3.0V~4.2V(一般3.0V电池会电压截止,4.2V电池电压会满电饱和,个别种类也有4.35V)

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        电池电压低于2.7V,可以用充电器(4.2V)对电池充电,十分钟后,如果电池电压有回升,可以继续充电至充电器提示充满,再看充满电压。

        如果满电电压4.2V则表明,电池正常,应该是上一次使用耗电过多,电池截止了。

        如果满电电压低于4.2V很多,表示电池有损坏。如果是使用很久的电池,可以判定此电池寿命到了,容量基本耗尽。应该更换。基本是没有办法修复的。毕竟锂电池是有寿命的,不是无限的。

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        如果测量电池,电池没有电压,这个时候有两种情况,一种是电池原来是好,长期亏电存放导致,这种电池是有一定几率恢复,一般是用锂电池脉冲激活仪来对电池短时间多次充电。有可能修复。一般修复成本不低,还是买新的吧

        另外一种可能,就是电池彻底耗损,电池隔膜击穿,正负极短路。这种事没有办法修复。只能购买新的。

        前面说的,锂电池组经常会应为因为一个或者一组电池损坏而无法使用,这时候应该逐个测量每组电池两端电压,把没有电压或者电压严重偏低(前面有描述单个电池)拆出来,更换新的同种,内阻差不多的电池。

        一般更换后,锂电池组还能使用至其他电池寿命耗损的差不多。这种局部更换一般成本比较低。也是目前市面上常用的一种方法。

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        锂电池使用一定要配保护板,限制过充,过放,短路等,有利于延长锂电池组的寿命

        锂电池不可短路,检测一定要注意

        18650锂电池一定要配套保护板使用

        锂电池充电一定不能超额定电压和电流,以及充电时间

        锂电池充电器要有质量保证,才能延长使用寿命

        一、电压类故障

        1、12v锂电池电压高:满电静置后,电池电压明显偏高,其它单体正常。

        故障原因:

        ①采集误差;

        ②LMU均衡功能差或失效;

        ③电芯容量低,充电时电压上升较快。

        处理方法:

        ①单体电压显示值较其余单体偏低,测量单体实际电压值进行比对,若实际值较显示值高,且与其它单体电压相同,则以实际值为标准对LMU单体电压进行校准;若测量值与显示值相符,则人工对单体电池进行充电均衡。

        ②检查电压采样线是否断裂,虚接;

        ③更换LMU;

        ④对故障电池包进行更换。

        2、压差:动态压差/静态压差。充电时单体电压迅速至满电截止电压跳枪;放电时,单体电压比其它串下降迅速;停止放电时,单体电压比其它串上升迅速。

        故障原因:

        ①连接电池铜牌紧固螺母松动;

        ②连接面有污物;

        ③电芯自放电率大;

        ④电芯焊接连接铜牌开焊(造成该串单体容量低);

        ⑤个别单体电芯漏液。

        处理方法:

        ①对螺母进行紧固;

        ②清除连接面异物;

        ③对单串电池进行充/放电均衡;

        ④对问题电池包进行更换。

        4、电压跳变:用电设备运行或充电时,12v锂电池单体电压跳变。

        故障原因:

        ①电压采集线连接点松动;

        ②LUM故障。

        处理方法:

        ①对连接点进行紧固;

        ②更换LMU。

        二、温度类故障

        1、热管理故障;

        ①加热故障(加热片);温度低于某一数值时,在充电时,加热不开启。

        故障原因:

        ①加热继电器或BMU故障;

        ②加热片或继电器供电电路异常。

        处理方法:

        ①修复或更换风扇继电器或BMU故障;

        ②检查修复供电电路异常。

        ②散热故障(风扇);温度高于某数值后,风扇未工作。

        故障原因:

        ①风扇继电器或BMU故障;

        ②风扇或继电器供电电路异常。

        处理方法:

        ①修复或更换风扇继电器或BMU故障;

        ②检查修复供电电路异常。

        2、温度高:电池系统中某个或者某几个温度点偏高,运行或充电中达到报警阈值。

        故障原因:

        ①温度传感器故障;

        ②LMU故障;

        ③电连接异常局部发热;

        ④风扇未开启,散热差;

        ⑤靠近电机等热源;

        ⑥过充电。

        处理方法:

        ①测量温度传感器电阻值与显示值进行比对,若实际值较显示值低,且与其它温度值相同,则以实际值为标准对LMU温度值进行校准;

        ②紧固电连接点,清楚连接点异物;

        ③确保风扇开启;

        ④增加隔热材料与热源进行隔离;

        ⑤暂停运营进行散热;⑥立即停止充电;

        ⑦更换LMU。

        3、温度低:电池系统中某个或者某几个温度点偏低,运行或充电中达到报警阈值。

        故障原因:

        ①温度传感器故障;

        ②LMU故障;

        ③局部加热片异常。

        处理方法:

        ①测量温度传感器电阻值与显示值进行比对,若实际值较显示值高,且与其它温度值相同,则以实际值为标准对LMU温度值进行校准;

        ②检查修复加热片;③更换LMU。

        4、温差;参照高低温排查方法。电芯发热差异。

        三、充电故障

        1、直流充电故障;GB/T27930-2015充电无法启动,充电跳枪,充电结束后SOC不复位。

        故障原因:

        ①电池故障(电压、温度、绝缘等异常)

        ②BMU故障(充电模块或充电CAN异常)

        ③主负、充电继电器异常

        ④CC1对地电阻、CC2对地电压异常

        ⑤PE地异常

        处理方法:

        ①排除电池故障

        ②修复/更换失效部件

        ③截存充电报文,分析故障原因。

        2、交流充电故障;

        故障原因:

        ①电池故障(电压、温度、绝缘等异常)

        ②BMU故障(充电模块或充电CAN异常)

        ③主负、充电继电器异常

        ④CC对地电阻、CP对地电压异常

        ⑤PE地异常

        处理方法:

        ①排除电池故障

        ②修复/更换失效部件

        ③截存充电报文,分析故障原因。

        四、绝缘故障

        故障原因:电池箱或插件进水,电芯漏液,环境湿度大,绝缘误报,整车其他高压部件(控制器、压缩机等)绝缘不过。

        处理方法:①正极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处负极电路漏电;负极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处正极电路漏电。根据其漏电电压大小除以此时的单串电压值就可以计算出漏电点位,然后根据不同情况分析处理。

        五、通讯故障

        LUM通讯故障,BMU通讯故障;整车却是1个或几个LMU信息,或整车没有BMS信息。

        故障原因:

        ①LMU/BMU故障;

        ②LMU/BMU供电电路或通讯线路接触不良/故障;

        ③信号干扰。

        处理方法:

        ①更换LMU/BMU;

        ②检查修复供电电路/通讯线路;

        ③检屏蔽查线,查找消除干扰源。

        六、SOC异常

        1、不准确;

        充电电量÷标称容量=充电的SOC若“充电的SOC”+“剩余的SOC”较实际显示值有偏差或者根据SOC与OCV的对应关系估算实际电量与SOC不对应,我们认为SOC不准确。

        2、不变化;

        故障原因:

        ①通讯异常(数据缺失);

        ②电流异常(霍尔及其输入输出电路);

        ③BMU故障;

        ④其它电池报警。

        处理方法:①确保数据完整;②修复/更换失效部件;③消除所有电池报警。

        3、下降快;

        故障原因:

        ①通讯周期异常

        ②电流异常(霍尔正向电流大、反馈电流小);

        ③单体电压偏低,下降快;

        ④BMU故障;

        ⑤低温。

        处理方法:

        ①更新BMU程序;

        ②修复/更换失效部件;

        4、下降慢;

        故障原因:①通讯周期异常②电流异常(霍尔正向电流小、反馈电流大)③BMU故障。

        处理方法:

        ①更新BMU程序;

        ②修复/更换失效部件。

        5、跳动;确认程序版本号是否正确

        七、电流异常

        故障原因:

        ①霍尔及其输入输出电路;

        ②霍尔反装;

        ③直流充电时如果BMS需求电压或电流为0时,充电机按最小输出能力输出。

        处理方法:

        ①更新BMU程序;

        ②修复/更换失效部件。

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