EN
روابط سريعة
تظهر مشكلة الحفاظ على الشحن في تلك البطاريات الكهربائية ذات الجهد 48 فولت بعدة طرق في معظم الأحيان. فبعض البطاريات تنفد بسرعة، وتفقد نصف طاقتها في أقل من نصف ساعة، في حين لا تصل أخرى إلى الجهد الكامل حتى بعد الشحن. وفقًا لأبحاث أجريت حول عمر البطارية في عام 2023، فإن حوالي 38 من كل 100 مشكلة تُعزى إلى عدم توازن الخلايا داخل المجموعة. أما باقي المشاكل فتحدث عادةً عندما تبدأ المواد الموجودة داخل الأقطاب في التدهور مع مرور الوقت. إذا لاحظ شخص ما وجود خلل مبكرًا، فقد يرى أن مؤشرات الشاحن تومض بأنماط خطأ غريبة، أو يجد أن طرفي البطارية يصلان فقط إلى حوالي 45 فولت بدلًا من المستوى المتوقع عند اكتمال الشحن.
يساعد إجراء منهجي لاختبار الجهد في تحديد المكونات المعطلة:
| مكون | النطاق الصحي | عتبة العطل |
|---|---|---|
| خرج الشاحن | 53-54 فولت | <50V |
| أقطاب البطارية | 48-52 فولت | <46 فولت |
| استمرارية الكابل | مقاومة 0 أوم | >0.5 أوم |
اتبع تسلسل التشخيص هذا:
وفقًا لتحليل تخزين الطاقة لعام 2024، فإن 62% من حالات "عطل الشاحن" المبلغ عنها تنجم في الواقع عن وصلات أندرسون المتآكلة وليس من عيوب في الشاحن نفسه.
لا يكفي مطابقة الجهد وحدها للحصول على شحن موثوق. وتشمل عوامل التوافق الرئيسية ما يلي:
استخدام شواحن غير متطابقة يسرع من تدهور السعة بنسبة تصل إلى 19٪ لكل دورة، بناءً على بيانات الاختبار الكهروكيميائي.
اتبع نهج الاستبعاد التدريجي لتجنب الاستبدالات غير الضرورية:
يكشف هذا الأسلوب أن 41٪ من المكونات التي تم تحديدها في البداية على أنها معطلة تعمل بشكل طبيعي تحت ظروف مضبوطة، مما يقلل من استبدال القطع دون مبرر.
مع مرور الوقت، تبدأ معظم البطاريات الكهربائية ذات الجهد 48 فولت في إظهار علامات التقادم من خلال انخفاض ملحوظ في الأداء. وعادةً ما يجد المستخدمون أن المسافة التي يمكن قطعها بين الشحنات تقل بنسبة تتراوح بين 15 إلى 25 بالمئة، بالإضافة إلى أنهم يلاحظون تباطؤ تسارع المركبة عند حمل أوزان ثقيلة. كما يستغرق الشحن وقتًا أطول أيضًا. ما يحدث داخليًا يُعرف بفقدان السعة، وهذا يعني ببساطة أن المواد الكيميائية داخل البطارية تفقد فعاليتها في الاحتفاظ بالطاقة مع مرور الوقت. ومن العلامات الأخرى التي يجب الانتباه إليها انخفاض الجهد بشكل غير متوقع أثناء الاستخدام المكثف، أو عندما لا تبدو البطارية قد وصلت إلى شحن كامل حتى بعد ساعات من التوصيل بالشواحن المناسبة.
هناك في الأساس ثلاث طرق تتحلل بها بطاريات الليثيوم أيون مع مرور الوقت. أولاً هناك ما يُعرف بطبقة التفاعل بين الإلكتروليت الصلب أو طبقة SEI التي تستمر في النمو وتستهلك الليثيوم الفعّال من الداخل. ثم تحدث شقوق في جسيمات الإلكترود، وهو ما لا يُعدّ أمراً جيداً أيضاً. وأخيراً، يبدأ الإلكتروليت نفسه في التحلل. تشير الدراسات إلى أنه عندما تعمل أنظمة الجهد 48 فولت عند درجات حرارة أعلى من 25 درجة مئوية، فإن طبقة SEI تنمو بسرعة أكبر بنسبة 40 بالمئة تقريباً مقارنةً بالدرجات المثالية التي تتراوح بين 15 و20 درجة مئوية. فماذا يحدث إذا قام شخص ما بشكل منتظم بإفراغ بطاريته بالكامل إلى ما دون 20 بالمئة؟ في هذه الحالة يحدث ما يُعرف بتَرسيب الليثيوم، حيث تبدأ رواسب معدنية في التكون على الإلكترودات، وحال حدوث ذلك، تفقد البطارية قدرتها على الاحتفاظ بالشحن بنفس الكفاءة، كما تزداد مقاومتها الداخلية مما يجعل كل شيء أقل كفاءة.
بينما تدعي الشركات المصنعة عادةً 2000–3000 دورة كاملة (5–8 سنوات)، فإن الاستخدام الفعلي في العالم الحقيقي يؤدي إلى أعمار أقصر:
| عامل | ظروف اختبار المختبر | الأداء الميداني |
|---|---|---|
| عمر الدورة المتوسط | 2800 دورة | 1900 دورة |
| احتفاظ السعة | 80% عند 2000 دورة | 72% عند 1500 دورة |
| التعرض لدرجة الحرارة | درجة حرارة ثابتة عند 25°م | تقلب درجات الحرارة بين 12–38°م حسب الموسم |
تنشأ هذه التباينات من أعماق التفريغ المتغيرة، والتقلبات الحرارية، وتشغيل البطارية بحالة شحن جزئية. ويمكن الحفاظ على مستويات الشحن بين 30% و80%، إلى جانب التحكم النشط في درجة الحرارة، في تمديد العمر الافتراضي القابل للاستخدام بنسبة 18–22% مقارنة بأنماط الاستخدام غير المنظمة.
ابدأ بالنظر بعناية إلى منفذ الشاحن، وتحقق من حالة عزل الكابلات والدبابيس المعدنية الصغيرة في الموصلات. عندما تتآكل الأسلاك أو تنحني التلامسات عن شكلها الطبيعي، فإنها لا تنقل الطاقة بكفاءة كما كان من قبل. وفقًا لأبحاث نُشرت بواسطة Electrek العام الماضي، فإن حوالي ثلث مشكلات الشحن تنجم فعليًا عن موصلات تالفة أو أسلاك مكسورة داخليًا. استخدم مصباح يدوي جيد لهذا الجزء أيضًا. وجه الضوء نحو هيكل منفذ الشحن حيث تميل الشقوق المجهرية إلى التكون. غالبًا ما تكون هذه الشقوق الصغيرة هي ما يسمح بتسرب الرطوبة تدريجيًا، مما يؤدي في النهاية إلى مشكلات التآكل التي لا يريد أحد التعامل معها لاحقًا.
عندما تبدأ البطاريات في الانتفاخ بشكل مرئي، فهذا عادةً يعني وجود ضغط داخلي ناتج عن تكوّن غازات، مما يشير إلى تلف خلايا الليثيوم أيون وتكونها على وشك الفشل. لاكتشاف المشاكل مبكرًا، يجب على الأشخاص استخدام أداة غير موصلة للمسح فوق كتل التوصيلات بحثًا عن أي اتصالات تبدو فضفاضة. يمكن أن تؤدي هذه النقاط الضعيفة في الواقع إلى زيادة المقاومة الكهربائية بشكل كبير، أحيانًا تصل إلى حوالي 0.8 أوم أو أكثر. بالنسبة للبطاريات القديمة من نوع الرصاص الحمضي المغمور، يجب التحقق من مستوى الإلكتروليت مرة واحدة شهريًا. وإذا وُجدت بقايا حمض، فاستخدم محلول صودا الخبز ونظفها بشكل صحيح. إن هذا النوع من الصيانة المنتظمة يساهم كثيرًا في الحفاظ على تشغيل هذه الأنظمة بأمان ومنع حدوث أعطال مفاجئة في المستقبل.
وفقًا لبعض النتائج الحديثة من Energy Storage Insights في عام 2024، عندما تتآكل الأطراف الكهربائية، يمكن أن تنخفض جهد النظام بنسبة تتراوح بين 10 إلى 15 بالمئة تقريبًا. قبل البدء بأي عمل تنظيف، تأكد من إيقاف التيار الكهربائي تمامًا أولاً. خذ فرشاة سلكية وقم بتنظيف تلك الأطراف جيدًا. بعد ذلك، ضع طبقة من الشحوم العازلة لمنع الأكسدة مستقبلًا. عند إعادة تركيب كل شيء، لا تنسَ شد الموصلات وفقًا لما يوصي به المصنّع. عادةً ما تحتاج معظم أنظمة 48 فولت إلى عزم دوران يتراوح بين 5 و7 نيوتن متر. وفقًا لبيانات الصناعة، فإن الأشخاص الذين يعتنون بأطراف البطاريات بشكل صحيح يلاحظون أن عمر البطاريات يزداد عادةً بين 18 إلى 24 شهرًا إضافية، خاصة في الأنظمة التي تخضع لتكرار متكرر للشحن والتفريغ.
يعمل نظام إدارة البطارية، أو ما يُعرف اختصارًا بـ BMS، كعقلٍ مركزيّ لبطاريات 48 فولت الكهربائية. فهو يراقب عوامل مثل مستويات الجهد، ودرجة حرارة الخلايا، ونوع التيار المار من خلالها. يساعد هذا النظام في الحفاظ على التوازن بين الخلايا، ويمنع شحنها بشكل زائد أو تفريغها بالكامل، كما يعمل على منع حدوث ما يُعرف بالانطلاق الحراري. يحدث الانطلاق الحراري عندما تبدأ البطاريات في التسخين بشكل لا يمكن التحكم به، مما يخلق مواقف خطرة. وعندما لا يعمل نظام إدارة البطارية بشكل صحيح، فإن ذلك يسمح للخلايا بالعمل خارج نطاق التشغيل الآمن. وهذا يعني أن أداء البطارية لا يكون فقط أقل من المتوقع، بل إن هناك أيضًا مخاطر جسيمة تتعلق بالسلامة.
عندما يحدث خلل في نظام إدارة البطارية (BMS)، عادةً ما تظهر إشارات تحذيرية واضحة. قد ينطفئ النظام فجأة، أو يعرض أرقام شحن غريبة على الشاشة، أو يُظهر رسالة خطأ مثل "تم تشغيل حماية من زيادة الجهد". إذا حدث ذلك، جرّب أولًا إجراء إعادة تعيين قوية (Hard Reset). افصل البطارية تمامًا واتركها غير متصلة لمدة عشر دقائق تقريبًا. غالبًا ما يزيل هذا الإجراء الأعطال المؤقتة التي تسبب هذه المشاكل. بعد إعادة التعيين، استخدم أدوات التشخيص للتحقق من مدى كفاءة اتصال نظام إدارة البطارية بالشاحن. ومن المهم أيضًا مراقبة الفروق في الجهد بين الخلايا في كل مجموعة. أي فرق يزيد عن نصف فولت بالزيادة أو النقصان قد يشير إلى مشكلات أكبر تتطلب عناية.
تشمل علامات ارتفاع درجة الحرارة ارتفاع درجة حرارة الغلاف فوق 50°م (122°ف)، أو انتفاخ الخلايا، أو رائحة احتراق. يجب أن تشمل الإجراءات الفورية:
إذا استمر ارتفاع درجة الحرارة بعد التبريد، فمن المرجح حدوث تلف داخلي ويُطلب تقييم من قبل متخصص.
تشير الأبحاث المتعلقة بإدارة الحرارة إلى أن الحفاظ على درجات الحرارة المحيطة أقل من حوالي 35 درجة مئوية أو ما يعادل 95 درجة فهرنهايت تقريبًا، يقلل من احتمالات حدوث تسرّب حراري بنسبة تتراوح بين 70 و75%. تأكد من ترك مسافة لا تقل عن ثلاث بوصات حول البطاريات من جميع الجهات لضمان تدفق الهواء بشكل صحيح. ويجب إجراء الشحن في أماكن جيدة التهوية، وليس في أماكن ضيقة. ومن الجدير بالاعتبار أيضًا مكونات نظام إدارة البطارية (BMS) المُحسّنة بتقنية MOSFET لأنها عادةً ما تكون أكثر كفاءة في التعامل مع الحرارة مقارنةً بالأنواع القياسية. يجب استبدال وحدات البطارية التالفة بسرعة قبل أن تنتشر المشاكل إلى أجزاء أخرى من النظام. بالنسبة للأنظمة التي تعمل بكثافة ولفترات طويلة، قد تكون حلول التبريد السائل لنظام إدارة البطارية (BMS) ضرورية للحفاظ على التشغيل السلس عند ارتفاع الطلب.
قبل أن تقفز إلى استنتاجات حول بطارية ميتة، تحقق أولاً من نظام الشحن. وفقًا لبعض الأبحاث الحديثة من العام الماضي، فإن حوالي 40 في المئة مما يسميه الناس مشاكل في البطارية تتبين في النهاية أنها شواحن معطلة أو كابلات تالفة. خذ جهاز قياس الفولت واختبر كمية الطاقة التي يُخرجها الشاحن. عادةً ما تبقى النماذج الجيدة ذات الـ 48 فولت ضمن نطاق من 54 إلى 58 فولت أثناء الشحن. إذا كانت القراءات تتقلب أو تنخفض عن 48 فولت، فقد حان الوقت للتفكير في شراء شاحن جديد. عند النظر إلى البطاريات نفسها، قِس مدة التشغيل الفعلية مقارنةً بالحالة الجديدة. بمجرد أن تنخفض الأداء إلى أقل من 70٪ من المواصفات الأصلية، فمن المرجح أن التركيب الداخلي للبطارية قد بدأ بالتلف بشكل دائم.
عندما تنخفض سعة البطارية إلى أقل من 60٪ أو عندما يكون هناك فرق يزيد عن 0.5 فولت بين الخلايا، فإن الإصلاحات عادةً لم تعد مجدية من الناحية المالية. يجد معظم الأشخاص أنه من المفيد استبدال النظام الخاص بهم إذا كانت بطارية جديدة بجهد 48 فولت قادرة على إعادتهم إلى حوالي 80٪ من الأداء الأصلي، دون إنفاق أكثر من نصف التكلفة الأولية للنظام بالكامل. تستفيد الأنظمة التي تجاوزت الثلاث سنوات عادةً من التحول إلى بطاريات LiFePO4. هذه البطاريات تدوم تقريبًا ضعف المدة مقارنة بالخيارات التقليدية، رغم أنها تأتي بتكلفة أعلى بنسبة 30٪. لقد غيرت أيضًا أنظمة البطاريات الوحداتية الحديثة من طبيعة الأمور. بدلًا من التخلص من الحزم الكاملة عند حدوث خلل، يمكن للمهنيين الآن استبدال وحدة الـ 12 فولت المعطلة فقط. هذا الأسلوب يقلل من تكاليف الصيانة ما بين 30 و40 بالمئة على المدى الطويل.
بدأت الموجة الجديدة من أنظمة 48 فولت تشمل خلايا كارtridge قابلة للتبديل، مما يجعل الإصلاحات أسرع بكثير ويقلل بشكل كبير من وقت التوقف. على سبيل المثال، تسمح مجموعة وحدات إحدى الشركات المصنعة الكبرى للمهنيين باستبدال الخلايا الفردية في غضون 8 دقائق فقط. وهذا تحسن هائل مقارنة بالحزم القديمة الملحومة التي استغرقت أكثر من ساعتين لإصلاحها. ما يعنيه هذا عمليًا هو تقليل الهدر، حيث يحتاج معظم الأشخاص إلى استبدال ربع البطارية تقريبًا عند إجراء أعمال الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، تميل هذه الأنظمة إلى أن تدوم من 3 إلى 5 سنوات إضافية لأن بإمكانها الترقية جزءًا جزءًا بدلًا من استبدال كل شيء دفعة واحدة.