BMSの誤作動過電圧保護：なぜ早期に作動するのか、そしてその対処法

BMSが過電圧保護を作動させました。しかし、パック電圧、あるいは平均セル電圧を確認すると、3.45V細胞あたり、3.65VLiFePO4の過電圧閾値。BMSが正しく作動していないようです。

ほぼ間違いなく、そうではありません。BMSは実際の状況に対応しているのですが、あなたが確認している状況とは異なるものです。BMSが実際に何を監視しているかを理解すれば、何を探すべきかがすぐにわかります。

BMSが監視するもの：セルごとの電圧（平均値ではない）

BMS過電圧保護は、個々のセル電圧平均パック電圧や総パック電圧をセル数で割った値ではない。

16S LiFePO4パックの平均3.45V細胞あたり（合計）55.2V）ですが、1 つの細胞は3.66V他の平均は3.44Vすると、BMSはそのセルに対して過電圧保護を作動させます。外見上は、パックの電圧は正常に見えます。BMSは正しく動作しており、最も電圧の高いセルで実際に過電圧状態を検出しました。

 このセルでBMSがOVPをトリップします
パックの平均は問題ないが

これは、一見「誤った」過電圧トリップのように見える現象の最も一般的な原因です。しかし、これは誤りではありません。実際には、隣接するセルよりも高い電圧が上昇している実際のセルで発生している過電圧です。

4つの原因 ― パターンから特定

 

原因１：細胞バランスの崩れ（最も一般的）

セルが老化し、サイクルを繰り返すにつれて、内部抵抗のわずかな違いにより、充電中にセルがずれていきます。抵抗が最も低いセルが最も速く充電され、他のセルよりも先に過電圧しきい値に達します。その1つのセルが3.65V、BMS の旅行は、パックのほとんどが3.44Vさらに、より多くの充電を受け入れることができる。

確認方法

充電セッション中にDALY BMSアプリを開き、セルごとの電圧を監視します。1つのセルが他のセルよりも明らかに速く上昇している場合（他のセルが50～100mV上昇する前に他のセルが上昇する場合）、3.50V―不均衡が原因だ。

修正方法

軽度の電圧不均衡（1つのセルが他のセルより30～50mV高い場合）の場合：0.1Cの低速充電を行い、充電器が停止した後もパックを接続したままにしてください。これにより、パッシブバランス回路が充電の最後に電圧の高いセルを放電する時間が確保されます。

バランス調整を試みてもすぐに元に戻ってしまうような持続的な不均衡には、アクティブバランシング機能を備えたスマートBMSが適切な解決策です。アクティブバランシングは充電サイクル全体（充電完了時だけでなく）で動作し、セル間で電荷を継続的に再分配することで、高電圧セルが最初から先行してしまうことを防ぎます。

原因２：充電器の電圧が高すぎる

充電器の出力電圧がバッテリーパックの最大充電電圧（セル数×OVPしきい値）を超えると、充電セッションごとにセルがOVPしきい値を超える電圧まで充電されます。

確認方法

電圧計で充電器の出力電圧を確認してください。16S LiFePO4パックの場合、充電器の出力は以下を超えないようにしてください。16 × 3.65V = 58.4V16Sバッテリーパックに60V定格の充電器を使用すると、充電サイクルごとに必ず過電圧保護（OVP）が作動します。

修正方法

充電器の出力電圧をパックの仕様に合わせて調整するか、パックに適した定格の充電器に交換してください。LiFePO4の場合、一般的な最大充電電圧は3.65Vセルごと — 例えば58.4V16Sの場合、29.2V8Sの場合、14.6V4S用。

原因３：OVPしきい値が低すぎる

BMSが以前に保守的な過電圧しきい値で構成されていた場合、たとえば、3.55Vの代わりに3.65VLiFePO4の場合、通常の充電では、セルが実際に満充電になる前に保護機能が作動します。

確認方法

DALYアプリまたはPCの上位コンピュータソフトウェアでBMS設定を確認してください。保護しきい値設定に移動し、過電圧保護しきい値がセル化学仕様と一致することを確認してください。

修正方法

OVPしきい値を、最大充電電圧に関するセルメーカーの仕様に合わせて調整してください。標準的なLiFePO4セルの場合、3.65Vセルあたりの最大値は業界標準です。セル仕様よりも高い値に設定しないでください―電池の最大充電電圧を超えると、劣化が加速し、極端な場合には安全上のリスクが生じる。

原因4：温度保護の設定ミス

高温環境（換気の悪い筐体、夏の外気温、または急激な放電から充電サイクルへの移行など）では、バッテリーパックはBMSによって保護される必要があります。温度過電圧保護（OVP）が作動するずっと前に保護機能が制限されています。高温環境下で温度保護機能が作動していないにもかかわらずOVPがトリップする場合は、温度しきい値の設定が間違っているか、無効になっている可能性があります。

確認方法

OVPが作動した充電セッション中に、BMSアプリで温度表示を確認してください。パック温度がセルメーカー推奨の充電範囲（LiFePO4の場合は通常45℃以下）に近づくか、それを超えている場合は、OVPではなく温度保護が作動するはずです。高温充電保護のしきい値が有効になっており、セルメーカーの仕様範囲内に設定されていることを確認してください。

修正方法

セルが危険な温度に達する前に、高温充電保護機能が作動するように設定してください。筐体の換気を改善してください。熱の問題を補うために過電圧保護（OVP）のしきい値を下げないでください。これは実際の問題（熱）を隠蔽し、バッテリーパックを熱ストレスにさらすことになります。

OVPトリップ後のリセット方法

過電圧保護は、トリガーとなるセルの電圧がOVP回復しきい値（OVPトリップポイントより低い値）を下回ると自動的に解除されます。これは通常、次のような場合に発生します。

充電器が接続されていません表面電荷が消散するにつれて、セル電圧が低下する。

負荷が短時間接続される―高電圧セルの電圧を低下させる。

BMSバランス回路は、高電圧セルから電荷を移動または放電します。―電圧が低下する。

BMSを手動でリセットしたり、無理に充電を促したりしないでください。OVPは、過電圧セルが最大電圧を超えて駆動されるのを防ぐために存在します。次の充電セッションの前に、根本原因（不均衡、充電器電圧、しきい値設定、または温度）を解決してください。

DALY Smart BMS が診断に役立つ方法

OVPトリップを正しく診断するには、トリップが発生した瞬間の各セル電圧を確認する必要があります。DALY Smart BMSは、まさにこの機能を基盤として設計されています。

のDALYスマートBMS個々のセル電圧をリアルタイムで表示します。OVPが作動すると、どのセルが原因かがアプリに表示されるため、根本原因（1つのセルの電圧上昇、すべてのセルの電圧上昇、または温度異常）を事後的に推測するのではなく、即座に把握できます。

履歴イベントログには、OVPイベントをトリガーしたセルと各OVPイベントの状態が記録されるため、同じセルが継続的にトリガーされているかどうか（持続的な不均衡を示唆）、または複数のセルが同時にOVPに達しているかどうか（充電器またはしきい値の問題を示唆）を判断できます。

持続的なドリフトのあるパックの場合、アクティブバランシングシリーズさらに一歩進んで、抵抗器を通して高電圧セルから電荷を逃がすのではなく、充電サイクル全体を通してセル間で電荷を転送し、いずれかのセルが過電圧状態になる前にパック全体のバランスを維持する。

よくある質問

要約：パターン→原因→解決策

関連するBMSの問題に関するより詳細な診断については、以下のガイドを参照してください。BMS通信障害の診断方法そしてLiFePO4バッテリーパックのアクティブバランスとパッシブバランスの比較.