Squilibrio della batteria della Tesla Model Y Long Range: installazione di bilanciatori attivi anziché sostituzione della batteria

Le auto elettriche Tesla hanno conquistato una meritata popolarità grazie alle loro prestazioni dinamiche e alla loro tecnologia, tuttavia le loro batterie ad alta tensione (BAT), come qualsiasi altro accumulatore di energia, con il passare del tempo o sotto l’influenza delle condizioni di utilizzo possono subire un degrado e un’usura irregolare dei singoli elementi. Presso il nostro centro di assistenza STS.Electro è stata effettuata la diagnosi dei guasti e l’ammodernamento della batteria ad alta tensione di un’auto elettrica Tesla, il che ha permesso di ripristinarne l’efficienza senza dover sostituire completamente i costosi moduli.

Squilibrio delle celle ed errori del BMS

Si è rivolto alla nostra officina il proprietario di un crossover Tesla Model Y Long Range lamentando una riduzione del livello massimo di carica della batteria e una limitazione della potenza. Durante una diagnosi computerizzata approfondita del sistema ad alta tensione, effettuata tramite software di assistenza e analisi dei parametri del BMS (sistema di gestione della batteria), sono stati individuati i seguenti problemi critici:

Errori attivi e storici nel sistema: la diagnostica ha rilevato una serie di avvisi relativi al sistema di sicurezza e alla gestione della batteria, in particolare:

• BMS_a066_SOC_Imbalance_Warning - avviso di squilibrio del livello di carica delle celle
• BMS_a064_SW_SOC_Imbalance - rilevamento software dello squilibrio nel livello di carica
• BMS_a074_Max_Charge_Level_Reduced - avviso critico relativo alla riduzione forzata del livello massimo di carica
• BMS_d265_replaceBatteryPack - errore con richiesta di sostituzione del pacco batterie

Notevole sbalzo di tensione (delta): il delta di tensione del pacco ha raggiunto il valore critico di 416 mV. Il sistema ha emesso una raccomandazione diretta relativa alla manutenzione: "Si raccomanda il bilanciamento della batteria".

Discrepanza nei parametri dei moduli: nei grafici di stato delle celle si osservavano chiaramente cali di tensione in singoli elementi (evidenziati in rosso e blu sullo scanner diagnostico), mentre gli altri mantenevano il valore nominale. Molto spesso questo fenomeno si osserva nelle celle centrali del pacco batterie, poiché, a causa delle caratteristiche costruttive, si riscaldano maggiormente e si raffreddano meno efficacemente. Di conseguenza, il BMS di serie si basa sul "livello" più basso: se una cella con calo di tensione non è in grado di raggiungere più di 2,5 V, allora anche tutte le altre celle della batteria si limiteranno a questo livello, anche se potenzialmente sono in grado di accumulare 3,0-3,3 V. Ciò costringe il sistema a limitare artificialmente la capacità totale e la potenza di carica.

Quando il sistema passivo di bilanciamento della batteria di serie di Tesla non riesce più a compensare l’enorme differenza di potenziale tra le celle (soprattutto nelle batterie con un elevato chilometraggio), si verifica una situazione di emergenza permanente, con limitazione della velocità e impossibilità di ricaricare l’auto al 100%.

Installazione di un sistema di bilanciatori attivi

Poiché il semplice bilanciamento tramite software o il tradizionale lungo periodo di riposo sul caricabatterie in casi così trascurati non danno risultati (lo squilibrio è troppo grande), gli specialisti di STS.Electro hanno eseguito una serie completa di interventi di smontaggio, analisi dei difetti e modifica della batteria:

1. Smontaggio e smantellamento della batteria: la batteria è stata rimossa dall’auto e posizionata su un banco di sollevamento nell’area di assistenza per consentire un accesso sicuro agli elementi interni e ai moduli.

2. Installazione delle schede dei bilanciatori attivi: a differenza dei sistemi passivi resistivi di serie, che si limitano a dissipare l’energia in eccesso sotto forma di calore, gli ingegneri hanno installato moduli di bilanciamento attivo. Questi trasferiscono fisicamente l’energia delle celle “in eccesso” verso gli elementi con potenziale inferiore, garantendo un costante bilanciamento della tensione sia a riposo che durante la carica/scarica.

3. Commutazione e saldatura: i cavi di potenza e di segnale delle schede di bilanciamento sono stati collegati con cura a ogni singolo modulo della batteria, nel rispetto di tutte le norme di sicurezza elettrica relative ai sistemi ad alta tensione.

4. Test finali e calibrazione: dopo l’integrazione delle apparecchiature e l’assemblaggio dell’alloggiamento della batteria, sono stati effettuati test di controllo tramite il software di manutenzione, sono state verificate le condizioni di temperatura (nella norma circa 17-17,4 °C) e sono state rimosse le limitazioni di carica.

Risultato

Grazie all’installazione dei bilanciatori attivi, è stato possibile eliminare completamente il pericoloso squilibrio tra le celle, rimuovere gli errori di emergenza SOC_Imbalance e ripristinare l’autonomia iniziale del veicolo elettrico. Il livello di degrado e lo stato di salute generale (SOH 81%) si sono stabilizzati e il sistema di bordo ha smesso di limitare il livello massimo di carica.

Avete riscontrato errori del BMS, una riduzione dell’autonomia o una limitazione della carica sulla vostra Tesla?

Non affrettatevi ad acquistare una nuova batteria ad alta tensione. Gli esperti di STS.Electro a Varsavia effettueranno una diagnosi accurata della batteria ad alta tensione, individueranno la causa dello squilibrio e sceglieranno la soluzione ottimale: dal bilanciamento professionale all’installazione di schede attive.

L’installazione di bilanciatori attivi nella batteria ad alta tensione della Tesla Model 3 / Model Y da parte di STS.Electro è un modo affidabile per dare una seconda vita alla batteria ad alta tensione ed evitare costi enormi legati alla sostituzione dell’intero gruppo batteria.