Elektromos autó akkumulátor-diagnosztikánál gyakran találkozhatunk olyan adatokkal, mint 5 mV, 10 mV, 20 mV vagy akár ennél jóval nagyobb cellafeszültség-eltérés.

De vajon mikor számít ez normálisnak, és mikor utalhat problémára?

A rövid válasz

önmagában egyetlen mV-értékből nem lehet biztosan megállapítani egy elektromos autó akkumulátorának állapotát.

A cellafeszültségek közötti eltérést mindig a mérési körülményekkel együtt kell értékelni.

Mit jelent a cellafeszültség-eltérés?

Az elektromos autók nagyfeszültségű akkumulátora sok cellából vagy cellacsoportból épül fel.

A diagnosztika során megfigyelhető a legmagasabb és a legalacsonyabb cellafeszültség.

A kettő közötti különbséget gyakran cellafeszültség-deltának vagy cellaeltérésnek nevezzük.

Például:

  • Legmagasabb cellafeszültség: 4,123 V
  • Legalacsonyabb cellafeszültség: 4,115 V

A különbség:

0,008 V = 8 mV

Ez az adat megmutatja, hogy az adott pillanatban mekkora feszültségkülönbség van a legmagasabb és legalacsonyabb értéket mutató cella vagy cellacsoport között.

Akkor a 8 mV jó?

Bizonyos körülmények között igen, de önmagában nem helyes univerzális határértéket kijelenteni.

Az AVILOO egyik dokumentált akkumulátorvizsgálati példájában a cellák minimuma 4,115 V, maximuma 4,123 V volt, tehát 8 mV eltérés jelentkezett, amely az adott mérésben megfelelő státuszt kapott.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy minden elektromos autónál és minden töltöttségi szinten a 8 mV lenne az elvárt érték.

Miért nem mondhatjuk azt, hogy „10 mV alatt jó, 20 mV felett rossz”?

Mert a cellafeszültség több körülménytől is függ.

Ilyen például:

  • az akkumulátor töltöttségi szintje (SOC),
  • az akkumulátor hőmérséklete,
  • a cellakémia,
  • az akkumulátor konstrukciója,
  • az aktuális terhelés,
  • töltés vagy kisütés,
  • illetve az, hogy az autó éppen áll vagy halad.

Emiatt ugyanaz az akkumulátor eltérő cellafeszültség-különbséget mutathat különböző állapotokban.

Miért fontos a SOC?

A State of Charge (SOC) az akkumulátor aktuális töltöttségi szintje.

Egy akkumulátor celláinak feszültsége nem lineárisan változik a teljes töltöttségi tartományban.

Különösen alacsony SOC mellett előfordulhat, hogy a cellák közötti kisebb kapacitáskülönbségek nagyobb feszültségeltérésként jelennek meg.

Ezért egy 10%-os töltöttségnél mért cellaeltérést nem feltétlenül lehet ugyanúgy értékelni, mint egy 80%-os SOC mellett mért adatot.

Mi történik terhelés alatt?

Egy gyengébb cella vagy cellacsoport terhelés alatt nagyobb feszültségesést mutathat.

Ez azért fontos, mert álló helyzetben akár egészen kiegyensúlyozottnak tűnhet egy akkumulátor, miközben gyorsítás vagy más nagyobb terhelés hatására jelentősebb különbségek jelennek meg.

Ezért az akkumulátor valódi állapotának értékelésénél a terhelés alatti viselkedés különösen értékes információ.

Mit jelenthet a nagy cellafeszültség-eltérés?

A tartósan vagy meghatározott körülmények között jelentkező nagy eltérés többféle problémára utalhat.

Ilyen lehet például:

  • eltérő cellakapacitás,
  • egy gyengülő cella vagy cellacsoport,
  • nagyobb belső ellenállás,
  • cellabalansz-probléma,
  • hőmérsékleti eltérés,
  • vagy más akkumulátorhiba.

Fontos azonban, hogy egy nagy delta sem automatikusan jelent cellahibát.

A diagnózishoz a körülményeket és az akkumulátor további adatait is értékelni kell.

Mekkora eltérés számít már soknak?

Erre nincs minden elektromos autóra alkalmazható egyetlen szám.

Az AVILOO egy dokumentált problémás akkumulátornál 5%-os SOC mellett 336 mV-os cellafeszültség-különbséget mutatott ki.

Ebben az esetben egy konkrét cellaszint lényegesen alacsonyabb feszültséget mutatott a többinél, és a vizsgálat egyértelműen rendellenes akkumulátorviselkedést azonosított.

Ez jó példa arra, miért fontos nem pusztán a számot, hanem a cellafeszültségek teljes mintázatát vizsgálni.

5 mV jobb, mint 15 mV?

Ha azonos akkumulátorról, azonos SOC-ról, azonos hőmérsékletről és azonos terhelési állapotról beszélünk, akkor a kisebb cellafeszültség-eltérés általában kiegyensúlyozottabb cellaviselkedésre utalhat.

A valós életben azonban ritkán teljesen azonosak a mérési körülmények.

Ezért a cellaeltérést mindig kontextusban kell értelmezni.

Cellaeltérés és belső ellenállás ugyanaz?

Nem.

A cellafeszültség-eltérés azt mutatja, hogy az adott pillanatban mennyire tér el egymástól a cellák vagy cellacsoportok feszültsége.

A belső ellenállás pedig az akkumulátorcella elektromos viselkedésének másik jellemzője.

A kettő összefügghet, különösen terhelés alatt, de nem ugyanaz a mérési adat.

Ezért nem helyes pusztán a cellafeszültség-delta alapján belső ellenállást meghatározni.

Mit jelent a cellabalansz?

A sorba kapcsolt akkumulátorcellák esetében fontos, hogy a cellák megfelelően kiegyensúlyozott állapotban működjenek.

Az akkumulátorvezérlő rendszer, vagyis a BMS feladata többek között a cellafeszültségek felügyelete és az akkumulátor védelme.

A BMS egyik fontos feladata lehet a cellák közötti eltérések felismerése és – az adott rendszer kialakításától függően – a cellák balanszolása.

Miért fontos ez használt elektromos autó vásárlásakor?

Használt elektromos autónál nem elég kizárólag azt megkérdezni:

„Mennyi az SOH?”

Érdemes azt is vizsgálni:

  • hogyan viselkednek a cellák,
  • mekkora a cellák közötti eltérés,
  • hogyan változik az eltérés különböző töltöttségi szinteken,
  • vannak-e szokatlan cellák,
  • vannak-e akkumulátorral kapcsolatos hibakódok,
  • és hogyan viselkedik az akkumulátor terhelés alatt.

Ezek együtt sokkal többet mondhatnak az akkumulátor állapotáról.

Cellaeltérés vizsgálat Debrecenben

Az AkkuScan Debrecen elektromos és plug-in hibrid járművek akkumulátor-diagnosztikájával foglalkozik.

Hivatalos AVILOO partnerpontként akkumulátor-állapotfelmérést végzünk, amelynek során az adott teszttípustól és járműtől függően az akkumulátorrendszer több fontos paramétere is értékelhető.

Használt elektromos autó vásárlásakor a vizsgálat járműdiagnosztikával, festékréteg-vastagság méréssel és vásárlás előtti komplex állapotfelméréssel is kiegészíthető.

A cél nem csupán egyetlen szám megállapítása.

Az akkumulátor teljes viselkedését kell megérteni.

AkkuScan – Mert a bizalom mérhető.

Gyakori kérdések

Jó az 5 mV cellafeszültség-eltérés?

Kis cellafeszültség-eltérés általában kedvező jel lehet, de az értéket mindig az akkumulátor töltöttségi szintjével, hőmérsékletével és terhelési állapotával együtt kell értékelni.

Sok a 10 mV cellaeltérés?

Önmagában 10 mV alapján nem lehet hibát megállapítani. A mérési körülmények és az adott akkumulátortípus ismerete nélkül nem célszerű univerzális határértéket alkalmazni.

A 20 mV cellafeszültség-különbség hibát jelent?

Nem feltétlenül. A SOC, a terhelés, a hőmérséklet és az akkumulátor típusa jelentősen befolyásolhatja a cellák közötti különbséget.

Miért nőhet meg a cellaeltérés alacsony töltöttségnél?

Alacsony SOC mellett a cellák feszültséggörbéje olyan tartományba kerülhet, ahol kisebb kapacitáskülönbségek is nagyobb feszültségeltérésként jelenkeznek.

Miért lehet nagyobb a cellaeltérés gyorsításkor?

Terhelés hatására a gyengébb vagy nagyobb belső ellenállású cellák feszültsége nagyobb mértékben eshet, ezért bizonyos problémák terhelés alatt jobban láthatóvá válhatnak.

Hol lehet elektromos autó cellafeszültségét ellenőriztetni Debrecenben?

Az AkkuScan Debrecen elektromos és plug-in hibrid autók akkumulátor-diagnosztikájával, SOH állapotfelmérésével és vásárlás előtti vizsgálatával foglalkozik.