Як перевірити LiPo акумулятор і визначити, чи він поганий

Батарея LiPo може показувати начебто нормальну напругу і все одно виходити з ладу, коли пристрій споживає струм. І навпаки, низька напруга не завжди означає, що батарея остаточно пошкоджена — вона може просто розрядитися.

Щоб перевірити LiPo батарею належним чином, поєднайте кілька перевірок: фізичний стан, напруга в стані спокою, баланс окремих елементів, напруга під навантаженням, корисна ємність, внутрішній опір, саморозряд і робоча температура. Жодне окреме вимірювання не може забезпечити повну діагностику стану акумулятора.

На практиці LiPo батарея, швидше за все, погана, якщо вона набрякла або пошкоджена, один елемент постійно віддаляється від інших, напруга падає під нормальним навантаженням, корисна ємність суттєво впала, внутрішній опір різко зріс або батарея стає надзвичайно гарячою.

Ключові висновки

• Завжди починайте з фізичного огляду. Роздутий, протікаючий, пробитий, обгорілий або надзвичайно гарячий акумулятор не слід піддавати подальшому електричному тестуванню.

• Мультиметр може перевірити напругу та полярність пакета, але він не може підтвердити корисну ємність або продуктивність подачі струму.

• Багатоелементні LiPo батареї слід перевіряти як на рівні комплекту, так і на рівні окремих елементів.

• Просадка напруги, ємність, внутрішній опір, саморозряд і температура дають більш повну картину стану акумулятора.

• Не існує універсального порогу напруги, ємності чи внутрішнього опору, який би визначав кожну погану LiPo батарею.

• Порівняйте результати зі специфікацією акумулятора, вимогами програми, попередніми записами або завідомо справним акумулятором тієї ж моделі.

• Не заряджайте примусово, не запускайте за допомогою стрибка та не обходьте схему захисту LiPo батареї, яка не підтримує зарядний пристрій.

Перевірка стану акумулятора LiPo з першого погляду

Перед тестуванням: вирішіть, чи безпечно використовувати акумулятор

Не підключайте батарею з видимими пошкодженнями до тестового обладнання.

Негайно зупиніться, якщо ви помітили щось із наведеного нижче.

• Набряк, здуття або викривлення мішка

• Прокол, розрив, вм’ятина або роздавлена ​​ділянка

• Витік, корозія або хімічний запах

• Сліди вигоряння або оплавлена ​​ізоляція

• Оголені провідники або сильно пошкоджені роз’єми

• Шипіння, дим або незвичні звуки

• Батарея, яка гаряча під час відпочинку

• Акумулятор натискає на корпус пристрою

Акумулятор із такими симптомами вже не пройшов найважливішу частину перевірки. Не заряджайте, не розряджайте, не притискайте, не проколюйте та не перевіряйте під навантаженням. Дотримуйтесь відповідних вказівок для поводження з пошкодженою або набряклою літій-полімерною батареєю.

Якщо акумулятор вбудований у пристрій, дотримуйтесь процедури обслуговування виробника пристрою. Не відкривайте корпус силою та не виймайте закріплену клейкою камеру, якщо у вас немає відповідного обладнання та підготовки.

Що потрібно, щоб перевірити справність акумулятора LiPo

Точне обладнання залежить від батареї та програми, але корисна тестова установка може включати:

• Цифровий мультиметр з ізольованими щупами

• Пристрій для перевірки сумісного LiPo елемента або тестер напруги

• Балансовий зарядний пристрій LiPo зі зчитуванням ємності та внутрішнього опору

• Контрольоване електронне навантаження або призначений для батареї пристрій

• Датчик температури, інфрачервоний термометр або термопара

• Специфікація батареї

• Записи попередніх тестів, коли батарея була новою або справною

Проводьте тестування на чистій, негорючій поверхні подалі від легкозаймистих матеріалів. Використовуйте з’єднувачі та адаптери, які надійно фіксуються. Імпровізовані затискачі, оголені дроти та занадто великі щупи вимірювального приладу можуть випадково замкнути сусідні клеми.

Як крок за кроком перевірити LiPo батарею

1. Перевірте тип батареї, кількість елементів і обмеження напруги

Перед вимірюванням прочитайте етикетку батареї або специфікацію. запис:

• Хімія батареї

• Підрахунок клітин

• Номінальна напруга

• Номінальна потужність

• Максимальна напруга заряду

• Напруга відсічення розряду

• Обмеження тривалого та пікового струму

• Полярність роз'єму

Звичайний LiPo елемент зазвичай позначається номінальним напругою 3,7 В і заряджається приблизно до 4,2 В. Високовольтні LiPo елементи можуть мати позначку 3,8 В або 3,87 В і заряджатися до 4,35 В або 4,4 В.

Не застосовуйте стандартні припущення напруги LiPo до високовольтної комірки. Технічні характеристики акумулятора та система заряджання повинні відповідати.

Пам’ятайте, що номінальна напруга – це номінальна напруга продукту, а не напруга, яку має показувати акумулятор під час кожного тесту. Фактична напруга змінюється залежно від стану заряду, навантаження, температури та часу, що минув після заряджання або розряджання.

2. Огляньте чохол, дроти та роз’єми

Навіть якщо акумулятор виглядає загалом неушкодженим, перевірте його при хорошому освітленні.

шукати:

• Нова опукла або нерівномірна товщина пакета

• Складки, спричинені тиском або ударом

• Порізи на зовнішній упаковці

• Ослаблені, втоплені або знебарвлені контакти роз’єму

• Зламаний розвантажувач натягу навколо проводів

• Потріскана ізоляція

• Ознаки перегріву навколо роз'єму

• Неправильна або зворотна полярність

Не відкривайте упаковку, щоб перевірити внутрішні вкладки або замінити слабку комірку. Проблеми з підключенням за межами сумки іноді можуть бути вирішені кваліфікованим фахівцем, але відкриття або відновлення використаного пакета LiPo створює додаткові ризики короткого замикання та пожежі.

3. Дайте батареї відпочити перед вимірюванням напруги

Напруга тимчасово змінюється після зарядки, розрядки або великого навантаження. Дайте акумулятору повернутися до кімнатної температури та від’єднайте його від зарядного пристрою та пристрою, перш ніж записувати його напругу холостого ходу.

30-хвилинного відпочинку часто достатньо для практичного скринінгового тесту, хоча довший період відпочинку може покращити повторюваність. Коли порівнюєте результати, використовуйте приблизно однаковий час відпочинку, температуру та рівень заряду.

Без узгоджених умов тестування здорова холодна батарея може мати високий внутрішній опір, тоді як нещодавно заряджена батарея може показувати тимчасово підвищену напругу.

4. Перевірте акумулятор LiPo за допомогою мультиметра

Щоб перевірити напругу акумулятора LiPo за допомогою мультиметра:

1. Від'єднайте батарею від зарядного пристрою та пристрою.

2. Встановіть мультиметр на постійну напругу.

3. Виберіть діапазон, вищий за максимальну напругу батареї.

4. Помістіть червоний щуп на плюсову клему, а чорний – на мінусову.

5. Слідкуйте, щоб зонди не торкалися один одного або сусідніх контактів.

6. Запишіть показання та порівняйте їх із кількістю елементів батареї та характеристиками.

Наприклад, звичайна батарея 3S LiPo має номінальну напругу 11,1 В і напругу повного заряду приблизно 12,6 В. Однак нижчий показник може просто означати нижчий рівень заряду.

Мультиметр може підтвердити напругу в пакеті, зворотну полярність і деякі несправності разомкнутого ланцюга. Він не може підтвердити, що акумулятор все ще має достатню ємність або може забезпечити необхідний струм.

Для пакета з кількома елементами загальна напруга може виглядати правильно, навіть якщо один елемент набагато нижчий за інші. Тому напруги окремих елементів необхідно перевіряти окремо.

5. Порівняйте напруги окремих елементів

Щоб зчитувати кожну комірку, використовуйте роз’єм балансу із сумісним пристроєм для перевірки балансу клітин LiPo або зарядним пристроєм балансу. Якщо батарея не забезпечує доступного з’єднання балансу, не відкривайте упаковку лише для того, щоб отримати індивідуальні показання. Використовуйте доступні дані BMS або дотримуйтеся процедури тестування виробника.

Здорова багатоелементна батарея повинна підтримувати напругу в осередках достатньо однаковою за однакових умов. Розбіжності в кілька сотих вольта зазвичай спостерігаються і не вказують автоматично на несправність.

Зверніть пильнішу увагу, коли:

• Одна клітина багаторазово нижче інших

• Різниця напруг повертається після нормального балансового заряду

• Різниця збільшується під час використання

• Один елемент досягає межі низької напруги набагато раніше

• Зарядний пристрій займає надзвичайно багато часу, щоб збалансувати зарядний пристрій

• Одна комірка показує як вищий внутрішній опір, так і більший провал напруги

Постійна різниця близько 0,10 В або більше може бути корисним попереджувальним знаком, але це не універсальний поріг відповідності чи невідповідності. Необхідно також враховувати конструкцію батареї, точність зарядного пристрою, температуру, навантаження та обмеження виробника.

Якщо непошкоджена упаковка демонструє невеликий дисбаланс, виконайте лише звичайний балансовий заряд із правильними налаштуваннями LiPo. Якщо та сама клітина знову швидко дрейфує, продовження балансування не відновить її втрачену ємність або підвищений опір.

6. Перевірте падіння напруги під навантаженням

Напруга холостого ходу показує лише частину стану батареї. Слабка LiPo батарея може виглядати нормально в стані спокою, але втрачати занадто багато напруги під час подачі струму.

Для тесту з контрольованим навантаженням:

1. Почніть із відомим рівнем заряду батареї.

2. Запишіть стан спокою та напругу клітини.

3. Застосуйте стабільне навантаження в межах постійного номінального струму акумулятора.

4. Записуйте струм, напругу під навантаженням, напругу окремих елементів і температуру.

5. Зніміть навантаження та спостерігайте за відновленням напруги.

6. Порівняйте результат із попередніми записами або завідомо справною батареєю тієї ж моделі.

Просадка напруги може бути виражена як:

Просадка напруги = Напруга спокою − Напруга під навантаженням

Немає єдиного прийнятного показника падіння напруги для кожної LiPo батареї. Результат залежить від ємності, струму розряду, конструкції елемента, стану заряду, температури, проводки та опору роз’єму.

Найбільш корисним доказом є зміна власного базового рівня батареї. Пакет є підозрілим, якщо він тепер просідає набагато більше під тим самим струмом, досягає відключення низької напруги пристрою раніше або має один елемент, який падає значно швидше, ніж інші.

Підтримуйте випробувальний струм у межах встановленого безперервного обмеження пакета. Якщо ви не впевнені, як ємність і розряд визначають допустимий струм, перегляньте LiPo батарея з рейтингом C перед проведенням тесту на навантаження.

Припиніть перевірку, якщо батарея розбухає, має незвичний запах, стає надмірно гарячою або показує нестабільну напругу.

7. Перевірте ємність LiPo акумулятора

Перевірка ємності вимірює, який заряд акумулятор може забезпечити за певних умов. Це більш корисно, ніж оцінка ємності лише за напругою.

Для неушкодженої батареї:

1. Заряджайте його за допомогою правильної програми LiPo та обмеження напруги.

2. Дайте йому відпочити та поверніться до тестової температури.

3. Розрядіть його при відомому струмі за допомогою сумісного аналізатора батареї.

4. Зупиніться на межі розряду, визначеній для цього акумулятора.

5. Запишіть поставлену ємність у мАг.

6. Порівняйте результат із номінальною потужністю та результатами попередніх випробувань.

Збереження ємності можна розрахувати як:

Збереження ємності (%) = Виміряна ємність розряду ÷ Еталонна ємність × 100

Еталонним показником в ідеалі має бути ємність, виміряна, коли батарея була новою за тих самих умов випробування. Надрукований рейтинг є менш точним, оскільки виробничий допуск, швидкість розряду, температура та напруга відключення можуть впливати на результат.

Рівень ємності 80% зазвичай використовується в специфікаціях терміну служби батареї як орієнтир старіння. Це не слід розглядати як універсальний поріг безпеки.

Акумулятор із 85% ємності вже може бути непридатним для застосування в медицині, безпілотниках або резервному живленні з суворими вимогами до тривалості роботи. Інший пристрій із низьким попитом може залишатися функціональним нижче 80%. Правильна точка заміни залежить від часу роботи програми та критеріїв надійності.

Ніколи не продовжуйте розряджатися нижче зазначеної межі просто для отримання більшого показника ємності.

8. Виміряйте внутрішній опір LiPo батареї

Внутрішній опір впливає на те, наскільки падає напруга та скільки тепла виділяє батарея під час віддачі струму.

Багато передових LiPo зарядних пристроїв і аналізаторів акумуляторів забезпечують зчитування опору для пакета та окремих елементів. Для корисних порівнянь:

• Використовуйте той самий зарядний пристрій або аналізатор

• Використовуйте однакові роз’єми та адаптери

• Перевірте при аналогічному стані заряду

• Випробуйте при аналогічній температурі

• Залиште акумулятор відпочивати протягом постійного періоду

• Тримайте контакти роз’єму чистими та надійними

Немає універсального значення внутрішнього опору, яке б відокремлювало кожну хорошу LiPo батарею від кожної поганої. Розмір елемента, ємність, конструкція, температура, стан заряду, дроти, роз’єми та метод вимірювання впливають на результат.

Натомість зосередьтеся на трендах:

• Чи суттєво збільшився опір порівняно з початковим значенням акумулятора?

• Чи постійно одна клітина набагато вище за інші?

• Чи відповідає високий опір підвищеному просіданню напруги?

• Чи нагрівається батарея під навантаженням, з яким раніше вона нормально справлялася?

Батарея все ще може забезпечити значну частину своєї номінальної ємності за низької швидкості розряду, але погано працює в сильнострумному пристрої, оскільки її внутрішній опір збільшився. Тому ємність і опір слід оцінювати разом.

9. Перевірте саморозряд і температуру

Після зарядки та відпочинку неушкодженої батареї запишіть напругу пакета та окремих елементів. Зберігайте його в безпечному місці, від’єднавши від усього обладнання, і виміряйте його знову через певний період, наприклад 24 або 48 годин.

Акумулятор може мати внутрішню проблему, якщо:

• Він втрачає напругу набагато швидше, ніж аналогічні батареї

• Одна клітина падає помітно швидше за інші

• Акумулятор нагрівається при відключенні

• Схема захисту постійно вимикається

• Час виконання падає, навіть якщо навантаження на пристрій не змінилося

Більш тривалий моніторинг може покращити результат, але не продовжуйте перевірку батареї, яка нагрівається, набухає, витікає, відчуває запах або нестабільну напругу.

Як визначити, що LiPo батарея несправна

Використовуйте всі результати тестів разом, а не приймайте рішення лише на основі напруги.

Батарея LiPo не повинна бути електрично розрядженою, перш ніж її слід вивести з експлуатації. Фізичне пошкодження є порушенням безпеки. Знижена ємність, високий опір, передчасне відключення та надмірне провисання є недоліками продуктивності, які також можуть виправдати заміну.

Після виходу акумулятора з експлуатації захищайте його клеми та дотримуйтеся правильного процесу належним чином переробляйте або утилізуйте літій-полімерні батареї.

Що означають загальні результати тесту LiPo батареї

Напруга виглядає нормально, але час роботи дуже короткий

Можливо, акумулятор втратив корисну ємність. Він також може мати підвищений внутрішній опір, через що пристрій рано вимикає низьку напругу.

Виконайте перевірку контрольованої ємності та порівняйте напругу під навантаженням. Сама по собі напруга холостого ходу не може підтвердити справність акумулятора.

Одна клітина розташована нижче за інші

Невелику тимчасову різницю можна виправити за допомогою звичайного балансу. Якщо та сама клітина неодноразово стає нижчою, більше провисає під навантаженням або виявляє більший опір, вона, ймовірно, слабша за інші клітини.

Не відкривайте упаковку та не замінюйте слабку комірку для ремонту своїми руками.

Зарядний пристрій показує 'Розрив з'єднання'

Це повідомлення може означати:

• Незакріплений або несумісний адаптер

• Неправильна полярність

• Пошкоджений роз'єм або провід

• Неправильні налаштування зарядного пристрою

• Розімкнуте коло захисту

• Помилка внутрішнього підключення

Від'єднайте батарею та перевірте доступний роз'єм і проводку. Переконайтеся, що режим зарядного пристрою, кількість елементів і адаптер правильні.

Якщо помилка продовжується з відомим сумісним обладнанням, не перемикайте схему захисту та не відкривайте пакет, щоб повторно підключити внутрішні контакти.

LiPo акумулятор не заряджається

Акумулятор, який не заряджається, не підлягає автоматичному ремонту. Можливі причини включають невідповідність зарядного пристрою, пошкоджений кабель, активований захист, дуже низьку напругу в елементі, надмірний дисбаланс або внутрішній збій.

Тестуйте лише з завідомо сумісним зарядним пристроєм, кабелем і акумулятором. Якщо зарядний пристрій продовжує відмовлятися від батареї, зупиніться. Повторні спроби можуть додати стресу, не виправляючи основну проблему.

Чи можете ви оживити розряджену LiPo батарею?

Немає універсального безпечного методу DIY для відновлення розрядженого LiPo акумулятора.

'Мертвий' може описувати кілька різних станів:

• Розряджений, але справний акумулятор

• Схема захисту, яка відключила вихід

• Напруга елемента нижче прийнятного діапазону напруги зарядного пристрою

• Зламаний роз’єм або внутрішнє з’єднання

• Слабка або внутрішньо пошкоджена клітина

• Батарея з постійною втратою ємності

Сумісний зарядний пристрій зазвичай може заряджати здорову розряджену батарею в межах зазначеного діапазону. Однак, якщо LiPo зарядний пристрій відхиляє пакет, не перемикайтеся на NiMH або свинцево-кислотний режим, щоб примусово подати на нього напругу.

Також уникайте:

• Запуск від іншого акумулятора

• Застосування нерегульованого джерела живлення

• Обхід PCM або BMS

• Клеми захисту від замикання

• Відкриття мішечка

• Заміна однієї слабкої комірки у використаній упаковці

• Багаторазове заряджання акумулятора, який нагрівається або не балансує

Акумулятор може тимчасово заряджатися після небезпечної спроби відновлення, але матиме внутрішні пошкодження. Тимчасове відновлення напруги не доводить, що воно безпечне чи надійне.

Якщо напруга батареї нижча за вказаний діапазон, зверніться до виробника батареї або пристрою для оцінки. Заміна, як правило, є відповідальним вибором, коли історія та стан батареї невідомі.

Висновок

Щоб надійно перевірити акумулятор LiPo, перевірте його фізичний стан, виміряйте напругу акумулятора в стані спокою та елементів, спостерігайте за продуктивністю під навантаженням, перевірте корисну ємність і внутрішній опір, а також стежте за саморозрядом і температурою.

Справна батарея залишається фізично неушкодженою, зберігає належний баланс елементів, забезпечує очікуваний струм без надмірних падінь напруги чи нагрівання та зберігає достатню ємність для застосування. Погана батарея вказує на фізичні пошкодження або повторювані електричні аномалії, а не лише одне незвичайне показання напруги.

Якщо потрібна заміна, відповідайте оригінальній хімії, кількості елементів, ємності, струму, розмірам, роз’єму, полярності та вимогам до захисту. ЗЕРНЕ надає літій-полімерні батареї для стандартних і налаштованих вимог до пристроїв, але кожну змінну конструкцію слід перевіряти відповідно до фактичного навантаження, заряджання, температури та умов роботи пристрою.

Часті запитання

Чи може мультиметр визначити, чи поганий LiPo акумулятор?

Мультиметр може виявити неправильну напругу в пакеті, зворотну полярність і деякі несправності розриву ланцюга. Він не може безпосередньо виміряти корисну ємність, внутрішній опір за реалістичних умов або продуктивність подачі струму. Поєднайте вимірювання напруги з тестами балансу елемента, навантаження, ємності та температури.

Яка напруга означає, що акумулятор LiPo поганий?

Жодна напруга не доводить, що кожна LiPo батарея погана. Для багатьох звичайних LiPo-елементів 3,0 В є загальною межею розряду, визначеною виробником елемента. Елемент, який у стані спокою значно нижче зазначеного діапазону, є серйозним попередженням, і його не слід заряджати примусово.

Завжди перевіряйте специфікацію батареї, оскільки хімія, схеми захисту та високовольтні конструкції LiPo можуть мати інші обмеження.

Як перевірити внутрішній опір акумулятора LiPo?

Використовуйте сумісний зарядний пристрій, аналізатор акумулятора або вимірювач опору. Тестуйте при постійній температурі та рівні заряду, а потім порівняйте показання з попереднім значенням батареї та з іншими елементами в тому ж пакеті. Тенденція чи різниця між комірками зазвичай корисніші, ніж загальне обмеження міліом.

Як часто потрібно перевіряти акумулятор LiPo?

Встановіть базовий рівень, коли батарея нова, а потім повторіть перевірку, коли час роботи зменшується, баланс елементів змінюється, зростає падіння напруги або батарея зазнає незвичайного нагрівання, удару чи глибокого розряду. Батареї, що використовуються в критично важливому обладнанні, повинні відповідати задокументованому графіку перевірки та заміни.

Чи можна виправити незбалансовану LiPo батарею?

Невеликий дисбаланс у справній упаковці можна виправити нормальним балансовим зарядом за допомогою сумісного зарядного пристрою. Якщо дисбаланс постійно повертається, клітини, ймовірно, відрізняються ємністю, опором або саморозрядом. Балансова зарядка не може повернути назад це старіння.