Odzyskiwanie niskonapięciowych akumulatorów litowo-jonowych do samochodów hybrydowych

Przy krytycznym rozładowaniu akumulatora o niskim napięciu (12–48 V) elektronika nie pozwala na jego ładowanie, ponieważ w przypadku akumulatorów litowo-jonowych jest to niebezpieczne. Producent zaleca wyrzucanie całkowicie sprawnych akumulatorów i zastępowanie ich nowymi. To jest kosztowne. Rozbieramy baterie, wyłączamy blokadę, ładujemy akumulatory pod kontrolą, wgrywamy oprogramowanie i składamy je ponownie. Wymiana nie jest potrzebna.

Hybrydy to klasa samochodów, które są skrzyżowaniem pojazdów w pełni elektrycznych z klasycznymi samochodami z silnikami spalinowymi. Dlatego też obsługa i naprawa samochodów hybrydowych jest częściowo podobna do jednego lub drugiego typu. Istnieją jednak niuanse, które pojawiają się tylko w hybrydach lub głównie w nich. Na przykład problemy z akumulatorami niskonapięciowymi.

Zazwyczaj w naszym portfolio podajemy przykłady napraw samochodów dla konkretnego modelu. Tym razem podsumujemy te przypadki, skupiając się na jednym temacie: regeneracji niskonapięciowych akumulatorów litowo-jonowych w samochodach hybrydowych. Zgłosili się do nas właściciele kilku takich samochodów z następującymi problemami:

• BMW X5 (G05)
• Audi A6 C8
• Mercedes-Benz GLE-Class (W167)

Natura problemów we wszystkich przypadkach była mniej więcej taka sama: akumulator był całkowicie rozładowany, ale elektronika nie pozwalała na jego naładowanie z systemu pokładowego. Chodzi o to, że gdy tylko poziom naładowania spadnie poniżej normalnego poziomu, system BMS wysyła sygnał do przekaźnika, który wyłącza obwód baterii, aby uniknąć możliwych problemów z bateriami litowo-jonowymi: przegrzania, a nawet pożaru.

Tymczasem producent nie przewiduje możliwości przywrócenia tego rodzaju baterii, należy ją jedynie wymienić. Koszt takiej baterii jest jednak bardzo wysoki. Nawet za niewielki, ważący mniej niż 5 kg, używany akumulator LG 12 V do BMW cena zaczyna się od 500 euro. Jednocześnie jego naprawa jest całkiem możliwa i leży w zasięgu możliwości specjalistów STS.

W ten sposób nie tylko oszczędzamy pieniądze naszych klientów, ale także przyczyniamy się do ochrony środowiska, ponieważ ludzie nie nauczyli się jeszcze recyklingu litu ze zużytych akumulatorów.

Postęp naprawy akumulatora niskonapięciowego LG 12V z hybrydowego BMW X5 (G05)

Na początek porozmawiajmy o tym, jak zwykle psują się akumulatory niskonapięciowe. W większości przypadków dzieje się tak z powodu długiego parkowania, gdy akumulator powoli traci ładunek i nie można go przywrócić, lub z powodu zaniedbania - z powodu oświetlenia, multimediów i urządzeń innych firm podłączonych do gniazda zapalniczki, gdy silnik nie pracuje. Gdy silnik nie pracuje, ładowanie akumulatora niskonapięciowego z sieci zasilającej jest zablokowane, aby nie rozładować akumulatora trakcyjnego. Po tym czasie ładowanie może być niewystarczające.

Wyjęliśmy więc akumulator z BMW, jest to koreański LG Chem Li-Ion 10Ah 132Wh, napięcie - 13,2V. Dowodem na to, że producent uważa go za jednorazowy jest jednoczęściowa obudowa. Wewnątrz znajduje się własny BMS (Battery Management System), który już odłączył napięcie od zacisków akumulatora - po podłączeniu do nich woltomierz pokazuje prawie zero.

Aby otworzyć obwód i dezaktywować przekaźnik, należy otworzyć obudowę. Ostrożnie zrób to za pomocą mini-piły do metalu, ręcznie otwórz styki i naładuj każdą baterię po kolei za pomocą zewnętrznego urządzenia, stale monitorując poziom naładowania i temperaturę. Naładowaliśmy baterię, podłączyliśmy przekaźnik, a napięcie na zaciskach wynosiło 13,32 V. Poczekaliśmy, aż system się wyłączy, ponownie sprawdziliśmy napięcie i zmontowaliśmy obudowę. Akumulator jest gotowy do zainstalowania w samochodzie.

Naprawa akumulatorów litowo-jonowych 48 V dla Audi i Mercedes-Benz

Kolejne dwa akumulatory to źródła prądu w «m' hybrydach. Pomimo tego, że takie akumulatory są często nazywane akumulatorami "rozruchowymi", napędzają one rozrusznik-generator systemu MHEV, a także zasilają kilka innych potężnych odbiorników (na przykład system klimatyzacji i pompę płynu chłodzącego). Zimne rozruszniki i inne odbiorniki 12 V są zasilane z innego akumulatora.

Warto zauważyć, że oprócz przyczyn typowych dla 12-woltowych akumulatorów litowych, w samochodach o łagodnym napędzie hybrydowym przyczyną rozładowania akumulatorów 48-woltowych może być awaria rozrusznika lub utrata komunikacji z nim. Ponadto akumulator może zostać odłączony, jeśli wykryje poważny wypadek.

Ponadto, niewykwalifikowane interwencje, takie jak otwieranie i zmiana parametrów, mogą prowadzić do zablokowania ładowania. W takim przypadku konwerter lub jednostki BMS mogą zarejestrować błąd krytyczny i skazać kosztowną jednostkę na wymianę.

Ale pomimo tego, że BMS blokuje również możliwość ładowania akumulatorów Li-Ion, demontaż takich akumulatorów jest łatwiejszy. Nie trzeba ich ciąć, a następnie kleić, obudowa jest wyposażona w standardowe mocowanie.

Pierwszy akumulator 9,5 Ah stosowany w samochodach Audi został wyprodukowany przez tę samą firmę LG Chem, więc proces ładowania jest podobny do poprzedniego: zewnętrzne urządzenie i stały monitoring. Na koniec akumulator musi zostać przeprogramowany i zainstalowany w samochodzie.

Trochę ciekawiej wyglądała sytuacja z akumulatorem od Mercedes-Benz. Tutaj mogliśmy wykorzystać nie tylko doświadczenie zdobyte przez pracowników STS, ale także sprzęt własnego projektu. Akumulator ten jest umieszczony w aluminiowej obudowie, którą można łatwo zdemontować, z konwerterem step-down - jednostką DCDC - zainstalowaną na górze. Pod nią znajduje się dwanaście akumulatorów, każdy o napięciu 4 V.

Po przylutowaniu małych przewodów do ich zacisków, podłączyliśmy ogniwa do stojaka MS800, który został stworzony specjalnie do serwisowania i przywracania baterii Li-Ion. Sprzęt ten może jednocześnie pracować z 36 ogniwami: ładować je, rozładowywać i balansować. Ponadto stojak posiada czujniki temperatury, które wyłączają kanał w przypadku przegrzania, więc praca z nim jest bardzo bezpieczna.

Podobnie jak w poprzednich przypadkach, akumulator został w pełni naładowany i zainstalowany w samochodzie. Nie powinno być z nią żadnych problemów.

Całkowite rozładowanie niskonapięciowych akumulatorów hybrydowych nie jest więc wyrokiem, a jedynie okazją do zapoznania się z zespołem wykwalifikowanych specjalistów STS. Wykonanie każdej z powyższych prac zajmie nam jeden dzień, a na pewno będą one kosztować znacznie mniej niż nowa bateria.