Akumulators aukstumā ātri izlādējas vai izslēdzas — vai paka ir bojāta vai vainīgs sals

Ārā mīnus desmit, urbjmašīna pēc divām skrūvēm apstājas, robots putekļsūcējs nepilna brauciena vidū atgriežas bāzē, bet otrs akumulators garāžā vispār nelādējas. Pirmais jautājums vienmēr ir viens un tas pats — vai akumulators aukstumā ātri izlādējas un izslēdzas tāpēc, ka tas patiešām ir nolietots, vai vainīgs tikai sals? Šajā rakstā no darbgalda paskaidrosim, kā litija paka uzvedas zemā temperatūrā, kā atšķirt īslaicīgu, atgriezenisku jaudas kritumu no patiesa nolietojuma, kāpēc lādētājs ziemā mirgo vai atsakās lādēt, un kad aukstums ir tikai atklājis jau vāju paku, kurai vajadzīga pārpakošana.

Īsā atbilde vispirms

Litija akumulatoram aukstumā īslaicīgi krīt atdotā jauda un kapacitāte — tas ir normāli un atgriezeniski. Sasilstot līdz istabas temperatūrai, vesela paka atgūst gandrīz visu. Tātad: ja pēc pāris stundām siltumā paka atkal darbojas kā agrāk, vaina ir tikai aukstumā. Ja pat istabas siltumā runtaime paliek īss, paka pēc dažām skrūvēm «nogāžas», instruments izslēdzas ar pilnu rādījumu vai lādētājs to vairs neuzņem — tad aukstums tikai atsedza jau bojātu paku, un runa ir par diagnostiku un pārpakošanu.

Kāpēc litija akumulators aukstumā zaudē jaudu un izlādējas ātrāk

Litija-jonu šūnā strāva plūst, kamēr litija joni pārvietojas caur šķidro elektrolītu starp elektrodiem. Aukstumā šis elektrolīts kļūst biezāks, jonu kustība palēninās, un iekšējā pretestība strauji pieaug. Praktiski tas nozīmē trīs lietas:

• Krīt spriegums zem slodzes. Tiklīdz pieprasāt jaudu — urbis ieiet kokā, putekļsūcēja motors ieslēdz turbo režīmu — šūnas spriegums uz augstās iekšējās pretestības «iekrīt» daudz dziļāk nekā siltumā. Tas notiek arī ar pilnīgi veselu paku.
• «Pazūd» daļa kapacitātes. Pie −10 °C tipiska Li-ion paka var atdot manāmi mazāk, nekā tā pati paka siltumā. Lādiņš nav pazudis — tas tikai nav pieejams aukstajā ķīmijā. Sasilstot tas atgriežas.
• Iejaucas BMS (aizsardzības plate). Katrai nopietnai pakai ir BMS — plate, kas mēra šūnu spriegumu un temperatūru. Kad spriegums slodzē iekrīt zem sliekšņa vai temperatūra nokrīt zem darba diapazona (bieži ap 0 °C izlādei un stingrāk uzlādei), BMS apzināti atslēdz paku, lai pasargātu šūnas. No malas tas izskatās kā pēkšņa izslēgšanās — instruments apstājas, indikators nodziest.

Tāpēc tipiskā ziemas aina — «strādāja minūti un nomira» — visbiežāk nav salūzusi paka, bet aukstas šūnas plus aizsardzība, kas dara savu darbu.

Sals pret bojājumu: kā atšķirt īslaicīgu kritumu no patiesa nolietojuma

Šī ir visa raksta būtība. Tests ir vienkāršs un to var izdarīt mājās bez instrumentiem.

1. Sasildiet paku. Ienesiet to istabā un atstājiet 2–3 stundas, līdz tā pamatīgi sasilst līdz istabas temperatūrai. Nelieciet to uz radiatora un nesildiet ar fēnu — strauja sildīšana ir kaitīga.
2. Pilnībā uzlādējiet siltumā. Lādējiet tikai tad, kad paka jau ir silta (par to nākamajā sadaļā).
3. Pārbaudiet darbu siltumā. Strādājiet ar instrumentu vai palaidiet robotu siltā telpā. Vērojiet, cik ilgi paka tur slodzi.

Rezultātu lasiet pēc šīs tabulas:

Vēl viena praktiska pazīme: ja jaudas kritums mērogojas ar āra temperatūru — siltā dienā normāli, salā slikti — tas runā par sals efektu. Ja paka ir vienlīdz vāja neatkarīgi no laika, runa ir par nolietojumu.

Kāpēc lādētājs aukstumā mirgo vai nelādē paku

Daudzi domā, ka lādētājs ir saplīsis, lai gan tas tieši pasargā paku. Litija šūnu uzlāde aukstumā ir bīstamāka par izlādi: zem aptuveni 0 °C uz anoda sāk nogulsnēties metālisks litijs (lithium plating), tas ir neatgriezeniski, samazina kapacitāti un ilgtermiņā var radīt iekšēju īssavienojumu. Tāpēc:

• Pakas vai lādētāja BMS bloķē uzlādi, kamēr šūnas ir par aukstu. Lādētājs mirgo ar kļūdas ritmu vai stāv ar nemainīgu indikatoru, un nekas nenotiek. Tā ir aizsardzība, ne defekts.
• Ja paka aukstumā «iztukšojusies» pārāk dziļi (zem droša sliekšņa), BMS to bloķē un atsakās uzņemt uzlādi, līdz to «atmodina» serviss kontrolēti.
• Auksts lādētājs no nesildītas garāžas pats var rādīt temperatūras kļūdu, līdz sasilst.

Pareizais solis ir vienmēr viens: ienesiet paku siltumā, ļaujiet tai sasilt, un tikai tad lieciet lādēties. Ja silta, pilnībā sasilusi paka pēc tam joprojām nelādējas un lādētājs strādā ar citu paku, tad problēma ir pakā — visbiežāk dziļi izlādēta vai aizgājusi aizsardzībā šūna, un to risina serviss, nevis piespiedu uzlāde.

Instrumentu un robotu putekļsūcēju pakas ziemā: tipiskās situācijas

Aukstuma efekts izpaužas atšķirīgi atkarībā no ierīces, jo atšķiras slodzes raksturs.

Akumulatora instruments (urbjmašīna, skrūvgriezis, ķēdes zāģis)

Instruments prasa lielu strāvu rāvieniem. Aukstā pakā iekšējā pretestība augsta, tāpēc tieši zem maksimālās slodzes spriegums iekrīt visdziļāk — urbis pēc dažām skrūvēm apstājas vai BMS atslēdz paku ar gandrīz pilnu rādījumu. Auksta paka āra darbos ir tipisks viltus signāls par «bojājumu». Sasildiet, pārbaudiet siltumā — bieži vien problēmas nav.

Robots putekļsūcējs

Robots dzīvo siltā dzīvoklī, tāpēc reāls sals tā pakai praktiski nedraud. Ja robota runtaime vienmērīgi kritis, gandrīz vienmēr runa ir par nolietojumu (cikli, vecums), nevis temperatūru. Izņēmums — nesildīta vasarnīca vai pirms tam atvēsināta paka. Robota gadījumā «strādā tikai minūtes vai pusi mājokļa» istabas temperatūrā ir tiešs signāls par pārpakošanu, ne par aukstumu.

Bezvadu (kabeļa brīvais) un grīdas mazgāšanas putekļsūcējs

Šeit bieži krustojas abi efekti: ierīci tur vēsā gaitenī vai uz balkona, un vienlaikus paka jau ir labi nokalpojusi. Vispirms izslēdziet aukstumu (pārbaude siltumā), un, ja runtaime istabas temperatūrā tāpat ir minūtes, paka ir nodilusi.

Ko darīt pareizi — sasildīšana, glabāšana un uzlāde ziemā

Lielāko daļu ziemas problēmu var novērst ar pareizu apiešanos. Praktiskie noteikumi no servisa pieredzes:

1. Glabājiet pakas siltumā, ne aukstumā. Neatstājiet akumulatorus nesildītā garāžā, automašīnā vai uz balkona. Optimāla glabāšana ir vēsa istabas temperatūra, ne sals.
2. Strādājiet ar siltu paku, lādējiet siltu paku. Pirms āra darba turiet rezerves paku iekšā vai zem virsjakas. Pēc aukstuma vienmēr ļaujiet sasilt pirms uzlādes.
3. Sildiet lēni un pasīvi. Istabas gaiss — jā. Radiators, krāsns, fēns, karsts ūdens — nē. Strauja sildīšana un kondensāts ir kaitīgi.
4. Neglabājiet ilgstoši ne pilnu, ne tukšu. Ilgākai glabāšanai ziemā optimāli ir aptuveni 40–60 % lādiņa. Pilnībā tukša paka aukstumā riskē iekrist dziļā izlādē, no kuras BMS to vairs neatļauj uzlādēt.
5. Nepiespiediet uzlādi salā. Ja lādētājs mirgo ar kļūdu un paka ir auksta, tā nav atļauja «pamēģināt vēlreiz» — tā ir norāde sasildīt.
6. Neturpiniet darbu ar paku, kas «nogāžas». Atkārtota dziļa izlāde zem slodzes paātrina vājāko šūnu bojāeju.

Pazīmes, ka aukstums ir tikai atklājis jau vāju paku un nepieciešama pārpakošana

Aukstums ir godīgs eksaminētājs: tas pirmais «paņem» visvājāko paku. Ja pēc sasildīšanas un pareizas uzlādes joprojām redzat zemāk minētās pazīmes, sals nav īstais cēlonis — paka jau bija nolietota, un tagad tas tikai kļuva acīmredzams.

• Īss runtaime arī siltumā un pilnībā uzlādētā stāvoklī — visskaidrākā nolietojuma zīme.
• Daudz ciklu un gadu. Tipiska Li-ion paka pēc vairākiem simtiem pilnu ciklu vai pēc 4–6 gadiem manāmi zaudē kapacitāti pat ideālos apstākļos.
• Strauja «nogāšanās» zem slodzes siltumā — bieži norāda uz vienu vāju šūnu grupā, kas velk uz leju visu paku.
• Nevienmērīga uzvedība — paka «lēkā», rādītājs nestabils, instruments izslēdzas neparedzami arī telpā.
• BMS atslēdz pārāk ātri pat pie nelielas slodzes un siltumā.
• Fiziskas pazīmes — uzbriedums, deformācija, sila kontakti, smaka. Tās ir tiešs stop un iemesls nest paku uz servisu, neturpinot lietot.

Labā ziņa: vairumā gadījumu nav jāpērk jauns instruments. Daudzām pakām korpusu var atvērt, izmērīt katru šūnu un nomainīt nolietotās — tā ir pārpakošana (rebuild). Vesela elektronika un korpuss kalpo tālāk ar jaunām šūnām. Sīkāk par šo lēmumu — pazīmes, ka akumulators jānomaina un instrumenta akumulators tur tikai minūtes vai nelādējas — pārpakot vai pirkt jaunu?.

Drošība: ko nedrīkst darīt ar litija paku

Ar litija akumulatoriem ir robežas, kuras neviena DIY pārbaude nepārkāpj:

• Neatveriet paku pats, ja vien jums nav pieredzes un instrumentu. Bojāta šūna īssavienojumā vai caurdurta var aizdegties.
• Neturpiniet lietot uzbriedušu vai deformētu paku — tā ir defekta šūna, ne tikai aukstuma efekts.
• Nesildiet ar atklātu liesmu, fēnu vai krāsnī.
• Nepiespiediet uzlādi pakai, ko lādētājs atsakās uzņemt — bieži tā ir aizsardzība pret bīstamu stāvokli.

Šūnu mērīšana zem korpusa, dziļas izlādes «atmodināšana» un pārpakošana ar balansētu, līdzīgu šūnu komplektu ir servisa darbs ar atbilstošu aprīkojumu.