Восстановление низковольтных Li-Ion аккумуляторных батарей гибридных автомобилей

При критическом разряде аккумулятора низкого напряжения (12–48 В) электроника не позволяет его заряжать, так как в случае с литий-ионными батареями это опасно. Производитель рекомендует утилизировать полностью исправные аккумуляторы и заменять их новыми. Это дорого. Мы разбираем батареи, отключаем блокировку, заряжаем аккумуляторы под контролем, прошиваем и собираем. Замена не нужна.

Гибриды - класс автомобилей, которые представляют собой нечто среднее между «полными» электромобилями и классическими машинами с двигателями внутреннего сгорания. Поэтому эксплуатация и ремонт гибридных авто частично похожи на один или другой тип. Однако есть нюансы, проявляющиеся только у гибридов, или преимущественно у них. Например, проблемы с низковольтными аккумуляторными батареями.

Обычно в нашем портфолио мы приводим примеры ремонта автомобилей какой-то конкретной модели. На этот раз мы обобщим кейсы, посвятив их одной теме: восстановление низковольтных литий-ионных батарей гибридных автомобилей. С такими проблемами к нам обращались владельцы нескольких таких машин

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

Характер проблем во всех случаях был примерно одинаков: аккумуляторная батарея полностью разряжалась, а вот зарядиться от бортовой системы ей не давала электроника. Дело в том, что как только уровень заряда падает ниже нормы, BMS дает сигнал на реле, которое отключает цепь батареи, чтобы избежать возможных проблем с литий-ионными батареями: перегревом и даже возгоранием.

При этом производитель не предусматривает возможность восстановления такого рода АКБ, она должна быть только заменена. Однако стоимость в отношении этого аккумулятора очень высокая. Даже на небольшую, весом менее 5 кг 12-вольтовая батарея LG для BMW, бывшую в употреблении, цена стартует от 500 евро. При этом ее ремонт вполне возможен и под силу специалистам компании STS.

Таким образом мы не только экономим деньги наших клиентов, но и вносим свой вклад в заботу об экологии, поскольку люди еще не научились перерабатывать литий из использованных аккумуляторов.

Ход ремонта низковольтной батареи 12 В LG с гибрида BMW X5 (G05)

Сначала расскажем о том, как обычно низковольтные аккумуляторы выходят из строя. В основном это случается либо из-за длительных стоянок, когда батарея потихоньку теряет заряд, а восстановить его не может, либо по неосторожности - из-за освещения, работы мультимедиа и стороннего оборудования, подключенного в гнездо прикуривателя при условии, что ДВС не работает. Пока двигатель не работает, зарядка низковольтной АКБ от силовой сети заблокирована, чтобы не разряжать тяговую батарею. А после заряда может уже не хватить.

Итак, мы сняли аккумулятор с BMW, это корейский LG Chem Li-Ion 10Ah 132Wh, напряжение - 13,2 В. Доказательство того, что производитель считает его одноразовым - неразборный корпус. Внутри находится собственная BMS (Battery Management System), которая уже обесточила клеммы батареи - при подключении к ним вольтметр показывает почти ноль.

Чтобы разомкнуть цепь и деактивировать реле, нужно вскрыть корпус. Аккуратно делаем это с помощью мини-электроножовки, вручную размыкаем контакты и заряжаем поочередно каждый аккумулятор внешним устройством, постоянно контролируя уровень заряда и температуру. Зарядили аккумулятор, подключили реле, напряжение на клеммах 13,32 Вольт. Подождали, не отключится ли система, еще раз проверили напряжение, собрали корпус. Батарея готова к установке в автомобиль.

Ремонт Li-Ion батарей 48 В Audi и Mercedes-Benz

Следующие две батареи - это источники тока в «мягких» гибридах. Несмотря на то, что такие АКБ часто называют «стартерными», они приводят в движение стартер-генератор системы MHEV, а также питают еще несколько мощных потребителей (например, климатическую систему и насос охлаждающей жидкости). А «холодные» стартеры и другие потребители сети 12 В питаются от другой АКБ.

Стоит заметить, что, помимо причин, характерных для 12-вольтовых литиевых батарей, в мягкогибридных машинах причиной разрядки 48-вольтовых АКБ может стать неисправность стартер-генератора или потеря связи с ним. Кроме того, батарея может отключиться, если распознает серьезное ДТП.

Также к блокировке зарядки может привести неквалифицированное вмешательство: вскрытие и изменение параметров. В этом случае блоки конвертера или BMS могут записать фатальную ошибку и приговорить к замене исправный и дорогой узел.

Но, хотя здесь также BMS блокирует возможность зарядки Li-Ion аккумуляторов, разбирать такие батареи проще. Их не нужно разрезать, а потом склеивать, корпус, предусмотрено штатное крепление.

Первая батарея, используемая в автомобилях Audi, емкостью 9,5 А/ч, произведена той же компанией LG Chem, поэтому процесс зарядки аналогичен предыдущему: внешнее устройство и постоянный контроль. В конце - обязательное перепрограммирование АКБ и установка на автомобиль.

А вот с батареей от Mercedes-Benz ситуация сложилась немного интереснее. Здесь мы смогли применить не только накопленный сотрудниками STS опыт, но и оборудование собственной разработки. Эта батарея размещена в алюминиевом корпусе, который также легко разбирается, вверху установлен понижающий преобразователь - блок DCDC. Под ним находятся двенадцать аккумуляторов, каждый по 4 В.

Припаяв к их клеммам небольшие проводки, подсоединили ячейки к стенду MS800, созданному специально для обслуживания и восстановления Li-Ion аккумуляторов. Это оборудование может одновременно работать с 36 ячейками: заряжать, разряжать и балансировать. К тому же стенд имеет температурные датчики, отключающие канал в случае перегрева, поэтому работать с его помощью очень безопасно.

Как и в предыдущих случаях, батарея была полностью заряжена и установлена на автомобиль. Проблем с ней не должно возникнуть.

Итак, полный разряд низковольтных АКБ гибридов - это не приговор, а лишь повод познакомиться с командой квалифицированных специалистов STS. На любые из вышеописанных работ нам будет достаточно дня, а стоить они уж точно будут намного меньше, чем новый аккумулятор.