Что такое bms плата и зачем она нужна

BMS плата для литиевых аккумуляторов для чего она нужна

BMS плата для литиевых аккумуляторов для чего она нужна.

Аббревиатура BMS означает – Battery Monitoring System – система мониторинга батареи.

BMS это неотъемлемая часть правильной литиевой аккумуляторной батареи. Большинство опасных ситуаций при использовании литиевых аккумуляторов возникает из-за неправильной эксплуатации. Самый минимум правил для лития- нельзя заряжать выше максимума, разряжать ниже минимума, разряжать и заряжать током большим, чем рекомендован производителем. Электронные платы BMS создаются для контроля самых разных параметров батарей. Основные функций:

• защита от превышения отдаваемого тока
• от переЗАРЯДа
• от переРАЗРЯДа
• защита от перегрева
• балансировка ячеек

или их комбинации.

Защита от превышения отдаваемого тока

При выборе платы BMS нужно учитывать на какой максимальный ток рассчитаны Ваши аккумуляторы. Ток срабатывания защиты не должен превышать это значение. Иначе никакого смысла в такой защите не будет. Если схема батареи подразумевает параллельное включение банок, например 3s 2p, ток срабатывания защиты должен быть не более чем в 2 раза больше максимального тока одной банки. Если отдаваемый ток превысит порог срабатывания защиты, аккумулятор будет отключен от нагрузки. Работоспособность восстановится автоматически если проблемы в нагрузке будут устранены.

Защита от переЗАРЯДа

Напряжение на каждой секции батареи непрерывно измеряется и при полном заряде включается функция балансировки и когда все секции батареи окажутся заряженными до верхнего предела, вся батарея будет отключена от зарядного устройства.

Защита от переРАЗРЯДа

Если хотя-бы одна из секций окажется разряженной до минимума, вся батарея будет отключена от нагрузки.

Защита от перегрева

С помощью термодатчика измеряется температура батареи. Датчик должен быть в надежном тепловом контакте хотя-бы с одной из банок аккумулятора. При перегреве соответственно BMS отключает аккумулятор от нагрузки или зарядки.

Балансировка

При последовательном соединении аккумуляторов одновременно заряжаться и разряжаться они будут только в том случае, если у них будут идентичны емкость и внутреннее сопротивление. На практике это бывает крайне редко. Даже незначительная разница этих параметров приведет через несколько циклов заряд-разряд к существенной разнице напряжений на каждой секции. Суть балансировки заключается в принудительном выравнивании напряжений на каждой секции. Есть два типа балансировки – пассивная и активная.

Пассивная балансировка

Проще и надежней по схемотехнике. Она начинает работать только в конце заряда. Секции, на которых напряжение уже достигло верхнего уровня заряда шунтируются резисторами и часть зарядного тока выделяется на них в виде тепла. Отстающие секции продолжают заряжаться. Так происходит до тех пор, пока все секции не достигнут 100% заряда. Если у Вас именно такой метод балансировки, нужно обязательно заряжать батарею до конца, иначе балансировка не произойдет. В конце разряда батарея отключится ориентируясь на слабейшую секцию.

BMS для литий ионных / литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Активная балансировка

Сложнее и дороже, но имеет свои преимущества. На всём протяжении работы аккумуляторной батареи происходит выравнивание напряжений. У секций с бОльшим напряжением отнимается часть заряда и отдается секциям с меньшим напряжением. Батарею нет необходимости заряжать всегда до конца. И нижний предел заряда используется равномернее у всех. Батарея отключится когда уровень заряда будет 0% у всех элементов.

Что такое BMS для аккумулятора

Сегодня мы поговорим о такой вещи, как BMS (battery management system), разберем, что это, для чего предназначено, что контролирует, можно ли обойтись без системы управлениями батареями.
Но сначала начнем с примера, примитивного, но весьма распространенного. Если взять бытовой аккумуляторный электроинструмент, например шуруповерт, ну давайте так, из недорогих, то если вскрыть зарядное устройство, то там зачастую можно обнаружить несколько резисторов, конденсаторов, гасящих напряжение и пожалуй все. Никаких микросхемных стабилизаторов и тем более плат контроллеров BMS здесь нет и в помине. Дешево и примитивно. Однако при этом самих аккумуляторов несколько. Обычно это бочонки – никель-кадмиевые аккумуляторы, соединенные последовательно, чтобы набралось нужное напряжение, например 14 или 18 Вольт. А плата BMS то здесь причем ? А вот при том, что ее здесь нет. И никакого индивидуального похода к каждому аккумулятору не может быть и речи. Никто не собирает информацию (под «никто» понимается не человек, а электронный контролер, который и является основой интеллектуальной BMS), никто не выдает управляющие и корректирующие сигналы…

Что такое BMS для аккумулятора

Вот постепенно мы по шажкам, на примерах мы и подходим к определению, что же такое BMS.

Система управления аккумуляторными батареями (BMS) — это технология, предназначенная для мониторинга состояния нескольких АКБ, соединенных определенным образом с целью увеличения срока их службы, уменьшения износа и максимальной отдачи.

Подчеркнем, речь идет о нескольких батареях. Их может быть 2,4 и более. Об это можно судить по ассортименту, представленных в продаже плат BMS, предлагаемых в Украине.
Но вопрос не столько в количестве каналов, а в том, какой алгоритм «зашит» в конкретной BMS. Какие именно напряжения и токи подаются на батареи в зависимости от их состояния, нагрузки, температуры и других факторов.
Если говорить проще, BMS это «ум» всей аккумуляторной системы. Это страж, это защитник. Это контролер. А если мы добавим еще одну букву в последнее определение, то получим контроллер.

И контролер, как неусыпное надзорное звено и контроллер как практическая реализация в виде электронной схемы – оба термина отлично подходят к определению того что такое BMS для аккумулятора. Это не просто игра слов. Тот случай, когда и первое и второе правильно. Во всяком случае для управляющих схем так и есть.
О каких батареях мы будем говорить ? Прежде всего это литий-ионнные и литий феррум полимерные. Они имеют высокую плотность энергии в пересчете на единицу массы и объема и используются от электромобилей и детских электроуправляемых игрушек до связки инвертор мощностью в несколько Киловатт – аккумуляторы.
Несмотря на то, что технологии производства АКБ неизмеримо продвинулись, тем не менее многое зависит как от соблюдения правил эксплуатации, так и от самой BMS, которая во многом и определяет — проработает ли мощный инвертор для бесперебойного питания дома или квартиры положенный срок, или преждевременно придется его списать в утиль, что зачастую и бывает с не совсем добросовестными производителями низкокачественных ИБП. А потом покупатели жалуются.

BMS, если говорить человеческими терминами, создает «комфортные» условия для работы батарей

А если более предметно ?

1. Неусыпно следит за разрядом-разрядом.
2. Оценивает рабочее состояние и степень износа.
3. Контролирует внутреннее сопротивление.
4. Определяет потерю емкости.
5. Защищает от короткого замыкания и перегрузки по току.
6. Позволяет избежать перегрева, перезаряда или слишком низкого разряда.
7. Принимает меры по температурному контролю.

Тем самым, все вышеописанное снижает влияние человеческого фактора, чтобы по максимуму добиться результата: «купил, подключил и забыл».

Как работают системы управления аккумуляторными батареями (контролер BMS)?

Сразу отметим, что говоря о задачах BMS, мы перечислили по максимуму все, но в конкретной схемной реализации, чего-то может не быть. Например контроля температуры. Почему чего-то не может быть ? Экономически не целесообразно. В нашем примере с дешевым шуруповертом, ставить дорогую систему BMS не имеет смысла. Это неоправданно завысит его стоимость. Хотя бесспорно, это несколько продлить срок службы аккумуляторов. Но все-таки инструменты, как и другие товары, которые питаются от аккумуляторов, не требуют слишком сложной и дорогой системы BMS. Да и самих батарей не жалко. Это по сути расходный товар. Через год поменял на новые. И это не обременительно для кошелька. Другое дело, если батарея стоит десятки тысяч гривень и питает например офисное помещение и или жилище.

Защита по току

Для каждого типа батареи предусмотрены свои предельные токи заряда и разряда. Есть пиковые токи потребления в течение короткого времени. Есть максимальные зарядно-разрядные токи, которые обычно производители указывают и которые отслеживает BMS.
Случиться может все. И короткое замыкание. И внезапное включение «прожорливой» нагрузки, в результате чего максимальный отдаваемый ток может быть превышен. А значит нужно, чтобы батарея автоматически отключалась, в зависимости от установленного ограничения по отдаваемому току или уходила в защитный, аварийный режим (в зависимости от модели).
Для этих целей BMS должна обладать практически мгновенной чувствительностью к экстремальным пиковым значениям тока, таким как короткое замыкание, когда даже предохранители и аварийные автоматы не успеют сработать.
Давайте к примеру.

• При приближении к верхнему пределу напряжения, BMS может задать постепенное снижение зарядного тока (щадящий режим зарядки) или может даже полностью прекратить заряд, если аккумулятор заряжен.
• Также, при приближении к нижнему пределу напряжения (глубокий разряд) BMS ограничит отдаваемый в нагрузки ток, если у последних чрезмерные электрически-энергетические «аппетиты».

В продвинутых инверторных системах допускается заряд большими значениями токов, чтобы батареи быстрее набрали емкость. Если производитель это предусматривает и контроллер BMS соответственно не запрещает, то так тому и быть. Но все же если отключения света не такие частые, все же лучше заряжать меньшим током, в щадящем режиме. Хотя мы уже слышим голос: ”А у нас свет включают на 2 часа, надо успеть зарядить”. Но что ж ответить. надо соглашаться. Да, кроме как заряжать быстрее, другого выхода нет.

Защита по напряжению

Литий-ионный элемент аккумулятора должен работать в определенном диапазоне напряжений. Эти границы определяются внутренней конструкцией, состоянием батареей, температурой, степенью износа и другим показателями.
Давайте ближе к практике. К нашей реальности 2022-2023 годов.
Имеется инвертор мощностью 5 КВт, который при аварийном или плановом отключении света выдает синусоиду на выходе (чистые 220 Вольт), а подзарядка выполняется от электрической сети, в то время, когда дома электричество в розетке присутствует.
Но могут быть и другие источники для заряда батарей.

Солнечные батареи	Инверторы, которые подключаются к ним обычно называются гибридными.
Генераторы	Причем инверторного типа, которые выдают не модифицированную синусоиду.

При длительных блекаутах, приходится задействовать все имеющиеся в наличии источники электроэнергии. Запасенные в аккумуляторах, неисчерпаемые – от солнца и даже ветряка. А когда темно и все разрядилось, тогда уже придет время включать дымящий и гудящий децибелами бензиновый или дизельный генератор, непременный атрибут нынешней действительности.
Но мы говорим сейчас не о всех возможных случаях, что могут случиться в жизни. Жители Украины знают это и без нас. Тем более в военное время, когда враг наносит удары по нашей энергетической инфраструктуре.
А говорим мы это к тому, что на вход батареи может подаваться электричество разного качества. В идеале такого не должно быть, но на практике – иначе. И как мы уже отметили, это касается как заряда, так и разряда. Как следствие — любой аккумуляторный блок подвергается значительным броскам тока из-за различных источников энергии. Плата BMS должна строго выдерживать пределы напряжения, чтобы реальные значения не превышали их.

Защита по температуре

Да, литий-ионные элементы могут работать при более широком диапазоне температур, чем свинцово-кислотные или никель-металлогидридные батареи, однако все равно общая емкость батареи уменьшается при низких температурах, поскольку скорость химических реакций преобразования энергии в электричество ощутимо замедляется (снижается такой показатель как токоотдача и даже без нагрузки растет ток саморазряда). Также проблематичной является зарядка при низких температурах, особенно близких к 0 °C. И тем более ниже. А вот благоприятный режим в пределах от +5 до +20 °C.
Если говорить о батареях для стационарных инверторов DC-AC для дома, то мы настойчиво рекомендуем устанавливать аккумуляторы внутри помещения, а не в подвале, на неотапливаемой веранде, в холодной летней кухне или прямо на улице.

Лучше позаботьтесь о «здоровье» вашего бесперебойника. И тогда он будет справляться со своим задачами снабжения Вас электричеством наилучшим образом.
Если же допустить зарядку например при минусовых температурах, то может возникнуть явление покрытия анода металлическим литием. Это необратимое разрушительное явление, что приводит к снижению емкости.

Некоторые BMS могут контролировать температуру аккумуляторной батареи посредством ее нагрева и охлаждения.

Каким образом ? С помощью дополнительного нагревателя. Однако здесь возникает другая проблема. Надо откуда-то брать энергию для обогрева. И лучше это будет питание от внешнего источника – от другой батареи, солнечных элементов и т.д.
Хотя если энергии требуется на нагрев минимум, то электричество для обогревателя может брать и от основного аккумулятора.
Иногда решить указанный обогревательный вопрос можно и с помощью конструктивных решений. Например электронные платы управления – тот же контроллер BMS выделяет некоторое количество тепла. А тем более силовая электроника: диоды, тиристоры. Почему бы его не использовать для обогрева ?
А если наоборот жарко ? Если речь идет например об установке источников бесперебойного снабжения электрической энергии в странах Африки или в Южных странах Европы. Если конечно нет кондиционеров.
Тогда система BMS должна брать на себя функции управления системой охлаждения. Высокая темперптура тоже не есть хорошо.
Стандартная комнатная температура это конечно идеальный вариант. Но уже при повышении температуры до 30°C, эффективность работы аккумуляторов может снизиться на целых 20%. Это много. Особенно опасны постоянные процессы заряда-разряда при более высоких температурах, например при 40-50°C.
Охлаждение может быть как пассивным с помощью конвекционных потоков, применением радиаторов, а также активным с помощью вентиляторов.

Контроль емкости батареи

Даже у самых педантичных пользователей батарей, выполняющих строго все предписания производителей, все равно с каждым циклом разряда-заряда они теряют сотые доли процента своей емкости. Вечных аккумуляторов нет. Однако если батареи, дающие постоянное напряжение для инверторов, функционируют в благоприятных условиях, то прослужить они могут 5-7 лет и это реальность. Это много. За это время, а скорее всего значительно раньше, они полностью выполнят свою роль, давая возможность жить и работать своим хозяевам с электричеством. А учитывая прогресс, к концу десятилетия может быть прорыв в источниках энергии. И тогда тяжелые аккумуляторы, о которых «хлопочет» BMS, уйдут в прошлое.
Соответственно важнейшей задачей для BMS является сохранение максимальной емкости аккумулятора. В частности, “ворами емкости” являются токи утечки.

Поскольку сама батарея состоит из нескольких элементов (ячеек), то каждая из них, несмотря на одинаковые условия производства и сборки, все же хоть немного, но отличается по параметрам. Различаются в том числе и токи утечек.
Саморазряд это характеристика батареи, может не такая известная и «ТОПовая» как напряжение, емкость или максимальный ток разряда, но все же с увеличением тока саморазряда, Вы теряете емкость.

• Да, если говорить строго, то малейшие микроизменения в технологическом процессе (его несовершенство) играют роль в разном токе утечки аккумуляторных ячеек.
• Но даже, если бы токи были для новой батареи нулевые, то в процессе множества циклов разряда-заряда, их рост неизбежен. Вопрос в том, как быстро они растут. С каждым месяцем и годом.

На увеличение токов саморазряда влияют уже озвученные выше причины: это высокая температура, естественная деградация литий-ионовых элементов или старение, перезаряд и недозаряд.
Например если батарея полностью заряжена, а BMS функционирует не должным образом (а должна бы полностью прекратить заряд), то дополнительная энергия от зарядного устройства превращается в тепло. А про негативное влияние повышенной температуры мы уже писали.

Платы BMS являются многоканальными. Поскольку соединенный массив батарей обладает такой характеристикой как общее напряжение сборки.

Но в процессе заряда, из-за разного износа или просто конструктивных особенностей или дефектов, будет наблюдаться разница. В идеале конечно зарядный ток должен быть одинаковым для всех ячеек.
Но если например одна ячейка полностью зарядится, а неисправная (или более изношенная) не полностью будет заряжена, возникнет дисбаланс, приводящий к тому, что некоторые ячейки будут хронически недозаряжены, а другие полностью заряжены.
Существуют разные методы решения этой проблемы. Но в любом случае за процесс “выравнивания” или электрической балансировки отвечает именно BMS.
Как это решается ?
Например, инженеры, разрабатывающие BMS для батарей, проектируют алгоритм работы схемы таким образом, чтобы каждая ячейка имела такой же заряд, как и самая “слабая” ячейка. В этом есть логика.

Поскольку общая емкость определяется не самым сильным, а самым слабым звеном.

Если проблемная ячейка будет разряжена, и больше уже не сможет отдавать ток, то не имеет значения, если даже останется заряд на нормальных ячейках. Он будет бесполезен. Это как неисправная банка в АКБ автомобиля. Одна «умерла», остальные 5 исправны, но двигатель уже не заведется – емкости не хватит.
Технически с помощью электронного ключа на транзисторе, BMS управляет зарядными токами, распределяя их по разным ячейкам для сбалансирования их заряда.
Мы постарались объяснить Вам, что такое BMS, почему она важна для аккумулятора, какие функции выполняет. Будьте с энергией !

Что такое плата защиты BMS литиевой батареи?

Если вы используете литиевую батарею в своем проекте, важно понимать основы работы системы управления батареями (BMS). Плата защиты BMS для li-ion отвечает за контроль и защиту ячеек аккумуляторной батареи и имеет ряд настроек, о которых необходимо знать.

В этой статье мы обсудим наиболее важные настройки защиты BMS и что они означают для вашей батареи .

Что такое система управления батареями (BMS)?

Это Система управления батареями (BMS) является важной частью любой литиевой аккумуляторной системы. BMS отслеживает и контролирует состояние заряда, напряжения, тока и температуры элементов аккумуляторной батареи.

Он также имеет настройки защиты, которые описаны ниже. Это позволяет использовать батарею в широком спектре продуктов, от маломощных дежурных устройств до мощных электромобилей.

BMS обычно реализуется как отдельная печатная плата, которая подключается к элементам батареи. Он содержит микроконтроллер, датчики и полевые МОП-транзисторы (металлооксидные полевые транзисторы) или другие полупроводниковые переключатели.

Программное обеспечение BMS работает на микроконтроллере и управляет работой системы. Необходимо несколько шагов, чтобы произвести одну плату защиты BMS .

При выборе BMS для вашего продукта важно выбрать ту, которая обладает нужными вам функциями и производительностью. В некоторых случаях может потребоваться индивидуальная разработка BMS для удовлетворения конкретных требований вашего приложения.

На рынке доступно несколько различных типов BMS, каждый из которых имеет свой собственный набор функций и возможностей. Некоторые BMS более сложны, чем другие, но все BMS выполняют основные функции, описанные ниже.

К основным функциям BMS относятся:

Измерение

• Выборка напряжения ячеек
• Выборка температуры ячеек
• Выборка полного напряжения пакета и т. д.

Функция измерения отслеживает базовое состояние батареи в режиме реального времени и является основой всех функций BMS. Без этих измерений трудно выполнить все основные алгоритмы и прикладные функции BMS.

Основной алгоритм

• SOC (состояние батареи)
• SOH (состояние жизни)
• СОП (состояние питания)
• Выравнивание батареи и т. д.

Выравнивание батареи имеет два типа технологий: активное выравнивание и пассивное выравнивание.
Активное выравнивание заключается в использовании внешнего источника питания, чтобы сбалансировать напряжение и ток каждой ячейки. Поэтому ему нужен контроллер и некоторые внешние устройства, такие как резисторы или конденсаторы.

Пассивная коррекция означает, что батарея может самостоятельно регулировать свое внутреннее сопротивление, чтобы все элементы имели примерно одинаковое напряжение. Пассивная эквализация не требует дополнительных компонентов, но занимает больше времени, чем активная эквализация.

В дополнение к этим функциям безопасности BMS также можно использовать для оптимизации производительности или продления срока службы батареи, контролируя, сколько энергии потребляется от каждой ячейки. В этой статье речь пойдет о настройках защиты BMS, доступных в большинстве систем BMS.

Система управления батареями имеет ряд настроек, о которых необходимо знать.

Функция приложения:

1. Защита от перегрузки – Это предотвращает разрядку аккумулятора ниже определенного безопасного уровня.
2. Защита от короткого замыкания – Это защищает батарею от коротких замыканий между элементами или между электродом и землей.
3. Защита от теплового разгона – Если температура элемента становится слишком высокой, эта защита активируется и отключает аккумулятор, чтобы предотвратить его перегрев.
4. Балансировка ячеек – Это гарантирует, что каждая ячейка в аккумуляторной батарее заряжена одинаково, и помогает предотвратить неравномерную разрядку и повреждение ячеек.
5. Текущая защита – Это защищает аккумулятор от чрезмерных токов заряда или разряда.
6. Защита от перезарядки – Это предотвращает перезарядку аккумулятора, которая может повредить или даже разрушить элементы.

Каждая из этих функций BMS важна для защиты аккумулятора и обеспечения его долговременной работы. В некоторых случаях может потребоваться настроить эти параметры в соответствии с конкретными требованиями вашего приложения.

Например, если вы используете литиевую батарею в продукте высокой мощности, вам может потребоваться увеличить настройку защиты по току BMS, чтобы предотвратить повреждение элементов.

Также важно отметить, что эти настройки не являются статическими; их можно менять по мере необходимости в зависимости от условий использования. Например, если вы использование аккумулятора в холодных условиях , вам может потребоваться уменьшить настройку защиты от разрядки BMS, чтобы батарея не отключилась преждевременно.

Функции защиты BMS являются важной частью любой системы литиевых батарей, и их следует тщательно учитывать при выборе батареи для вашего приложения. Понимая эти настройки и то, как они работают, вы можете быть уверены, что ваша батарея будет работать безопасно и надежно в любых условиях. Давайте подробнее рассмотрим каждый из них.

Защита от переразряда BMS (ODP)

Защита от переразряда BMS (ODP) или отсечка BMS при низком напряжении (LVC) является важной функцией безопасности, которой обладают многие системы управления батареями. Эта настройка защиты срабатывает, когда литиевая батарея разряжается ниже определенного уровня напряжения, обычно между двумя и тремя вольтами на элемент.

Когда это происходит, система управления батареями прекращает дальнейшую разрядку батареи, чтобы предотвратить ее повреждение.

Защита от переразряда может быть настроена в зависимости от ваших потребностей. Например, вы можете установить его выше, если вы используете аккумулятор для приложений с высоким энергопотреблением, или ниже, если вы используете его для приложений с низким энергопотреблением.

Эта настройка защиты BMS важна, поскольку слишком глубокая разрядка литий-ионного аккумулятора может привести к необратимому повреждению элементов. Это означает, что даже если вы снова зарядите аккумулятор, он может не удерживать заряд или у него может снизиться производительность жизненного цикла.

В некоторых случаях переразряженная литий-ионная батарея может даже загореться.

Вот почему важно всегда следить за тем, чтобы ваша система управления батареями была настроена на защиту от переразряда. Это поможет гарантировать, что ваша батарея останется в безопасности и защищена от повреждений.

Если пороговое значение отсечки низкого напряжения BMS не достигнуто, аккумулятор будет продолжать разряжаться, пока не достигнет 0 вольт. В этот момент батарея будет повреждена и больше не может быть использована.

Большинство BMS имеют регулируемую настройку ODP, поэтому вы можете выбрать, при каком уровне напряжения срабатывает защита. Если вы используете свою батарею для приложений с высоким энергопотреблением, таких как электронные велосипеды, вы можете установить защиту от переразряда BMS на более высокое напряжение, чтобы она не срабатывала часто.

Убедитесь, что в системе управления батареями вашего устройства включена функция ODP, чтобы вы могли быть уверены, что ваше устройство будет в безопасности независимо от того, насколько низким станет уровень заряда батареи.

Важно отметить, что защита BMS от переразряда не является 100% гарантией от возгорания аккумуляторов — этому могут способствовать и другие факторы. Но это по-прежнему важная функция безопасности, и ее обязательно следует учитывать при выборе литиевого аккумулятора.

Защита от короткого замыкания BMS

Защита от короткого замыкания BMS может произойти, когда клеммы аккумулятора случайно подключены, что приводит к протеканию большого тока. Это может привести к перегреву аккумулятора и возможному возгоранию. Защита от короткого замыкания отключит аккумулятор, если обнаружит короткое замыкание.

Некоторые аккумуляторы имеют несколько уровней защиты от короткого замыкания, а другие — только один. Наиболее распространенным типом защиты от короткого замыкания BMS является тепловое отключение, которое срабатывает, когда температура батареи достигает определенной точки. Другие типы защиты включают отключение плавким предохранителем и электронное отключение.

Большинство литиевых батарей имеют настройку защиты от короткого замыкания около 200-300 мА. Обычно этого достаточно для защиты аккумулятора от повреждения, но если вы используете мощные устройства, которые могут потреблять больший ток, вы можете увеличить защиту от короткого замыкания до 500 мА или более.

Если вы используете аккумулятор с высокой скоростью разряда, обязательно увеличьте защиту BMS от короткого замыкания. Высокая скорость разряда может привести к протеканию большого тока в случае короткого замыкания, что может привести к повреждению или даже разрушению аккумулятора.

Защита от короткого замыкания BMS — очень важная настройка, которую следует учитывать при использовании литий-ионных аккумуляторов. Обязательно выберите параметр, который защитит аккумулятор от повреждений, но при этом позволит вам использовать нужные вам устройства.

Тепловая защита от разгона BMS (TRP)

Защита от перегрева BMS — это состояние, которое может возникнуть в литий-ионных батареях, когда элементы батареи становятся слишком горячими. Тепловой разгон может привести к перегреву батареи, что приведет к возгоранию или взрыву. Чтобы этого не произошло, большинство литий-ионных аккумуляторов имеют функцию защиты от перегрева BMS.

TRP отключит батарею, если она станет слишком горячей, предотвращая ее тепловой разгон. Большинство функций защиты от перегрева BMS настроены на активацию при температуре около 65 градусов по Цельсию, но вам следует проверить конкретные характеристики вашей батареи, чтобы быть уверенным.

Если вы используете литий-ионный аккумулятор в устройстве с функцией TRP, важно убедиться, что функция TRP включена. Если защита от перегрева BMS не включена, батарея может перегреться и вызвать пожар или взрыв. Чтобы включить TRP, проверьте технические характеристики вашей батареи или проконсультируйтесь с производителями батарей.

Узнайте больше об основных причинах теплового разгона и методах его устранения. предотвращение теплового разгона в литий-ионных аккумуляторах.

Большинство литий-ионных аккумуляторов также имеют температуру отключения при перегреве (TCT). TCT — это температура, при которой аккумулятор отключается, чтобы предотвратить его перегрев.

Температура теплового отключения обычно устанавливается на уровне около 80 градусов по Цельсию, но вам следует проверить конкретные характеристики вашей батареи, чтобы быть уверенным. Если ваша батарея не имеет TCT, важно держать ее вдали от источников тепла и соблюдать осторожность при зарядке.

Также важно отметить, что тепловая защита BMS от разгона (TRP) и температура теплового отключения — это не одно и то же.

TRP — это функция безопасности, которая отключает аккумулятор, если он становится слишком горячим, предотвращая его тепловой разгон. TCT — это температура, при которой аккумулятор отключается, чтобы предотвратить его перегрев. Обе эти функции важны для предотвращения пожаров и взрывов в литий-ионных батареях.

Защита балансировки ячеек BMS

При использовании литий-ионного аккумулятора важно убедиться, что элементы сбалансированы. Это означает, что все элементы аккумуляторной батареи имеют примерно одинаковое напряжение. Если один или несколько элементов имеют более высокое напряжение, чем другие, это может привести к повреждению аккумулятора.

Защита балансировки ячеек BMS — это процесс обеспечения того, чтобы все ячейки в аккумуляторной батарее находились в одинаковом или почти одинаковом состоянии заряда. Это важно для поддержания здоровых клеток и продления срок службы батареи .

Защита балансировки ячеек обычно выполняется системой BMS, когда она обнаруживает, что одна или несколько ячеек достигли более высокого уровня заряда, чем другие. Затем BMS посылает ток заряда или разряда на затронутые элементы до тех пор, пока они не достигнут того же уровня заряда, что и другие элементы в пакете.

Литиевые батареи, используемые в электромобилях, поставляются со встроенными балансировщиками ячеек, которые выполняют эту задачу без участия BMS. Однако большинство литиевых батарей не имеют таких встроенных возможностей балансировки ячеек, и для выполнения этой функции потребуется BMS.

Если BMS не может правильно сбалансировать элементы в аккумуляторной батарее, это может привести к повреждению элементов и даже выходу их из строя. Поэтому важно убедиться, что BMS вашего аккумуляторного блока имеет адекватные возможности защиты от балансировки ячеек BMS. Убедитесь, что ваша система BMS включена, и правильно выполняйте эту функцию, чтобы максимально эффективно использовать аккумулятор.

Максимальная токовая защита BMS (OCP)

Функция защиты от перегрузки по току является ключевой функцией безопасности BMS. OCP отключит ток, если он превысит запрограммированный предел, что помогает защитить аккумулятор и окружающие его компоненты от повреждения. Большинство BMS имеют настраиваемый порог защиты от перегрузки по току BMS, поэтому вы можете настроить его в соответствии с потребностями вашего приложения.

При установке порога OCP обязательно учитывайте как максимальный ток, потребляемый вашей нагрузкой, так и ток короткого замыкания вашей батареи. Защита от перегрузки по току BMS должна быть установлена ​​немного ниже этих значений, чтобы обеспечить некоторый запас.

Если OCP установлен слишком близко к максимальному току разряда, он может сработать без необходимости и вызвать преждевременное отключение батареи.

Также стоит отметить, что некоторые BMS имеют функцию «гистерезиса», которая предотвращает ложное срабатывание максимальной токовой защиты BMS из-за небольших колебаний тока. Это может быть особенно полезно в приложениях, где есть большие скачки тока, например, при запуске электродвигателя.

Ток короткого замыкания — это количество тока, протекающего через аккумулятор при коротком замыкании. Например, если у вас есть батарея на 12 В с резистором 0.05 Ом, ее ток короткого замыкания будет 240 ампер (12 х 0.05 = 0.60 А).

Таким образом, при выборе порога защиты от перегрузки по току BMS для вашего приложения убедитесь, что он больше, чем максимальное потребление тока вашей нагрузкой, умноженное на коэффициент безопасности (обычно около двух или трех). Это поможет гарантировать, что OCP всегда отключится до того, как произойдет какое-либо повреждение.

В дополнение к установке соответствующего порога защиты от перегрузки по току BMS, вы также должны контролировать температуру батареи, чтобы избежать ложных срабатываний, вызванных нагревом батареи. Ложное срабатывание может произойти, если порог OCP установлен слишком низко, что приведет к ненужному отключению батареи.

Поэтому при выборе порога защиты от перегрузки по току BMS обязательно учитывайте как потребляемый ток вашей нагрузки, так и тепловые характеристики вашей батареи.

Защита от перезарядки БМС

Защита от перезарядки BMS — это обычная настройка защиты системы управления батареями (BMS) для литиевых батарей. Если напряжение литиевой батареи превышает максимально безопасный уровень, сработает защита от перезарядки и прекратит поступление тока в батарею или из нее. Это предотвращает дальнейшее повреждение аккумулятора и помогает обеспечить безопасность.

Большинство настроек защиты от перезарядки BMS регулируются, поэтому вы можете установить напряжение, при котором сработает защита. Важно проконсультироваться с техническим описанием вашей батареи или ее производителем, чтобы определить рекомендуемое напряжение перезарядки для вашей конкретной батареи.

Перезарядка может привести к необратимому повреждению литиевой батареи, поэтому важно знать настройки защиты BMS и следить за тем, чтобы батарея не перезаряжалась.

Как выбрать качественный аккумулятор с интеллектуальной BMS?

Tritek является профессиональным OEM-производителем аккумуляторов LEV с более чем 12-летним опытом. Мы разрабатываем и производим полный интеллектуальный литиевый аккумулятор для легких электромобилей, в том числе умная BMS и аккумулятор.

Tritek предлагает широкий спектр решений по защите аккумуляторов: от перезаряда, чрезмерного разряда, перегрева, короткого замыкания и т. д. Кроме того, он отслеживает и реагирует на SOH, SOC и DOD с помощью состояния балансировки.

Кроме у, наша интеллектуальная BMS может взаимодействовать с настроенными протоколами, такими как CAN, RS485, UART и т. д. . Вы можете себе представить, что это приложение для мобильного телефона, которое представляет собой программное обеспечение, следуя вашим мыслям!

Позвольте Tritek помочь вам добиться успеха в бизнесе. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу. Наша команда экспертов будет рада помочь вам с вашими потребностями в батареях.

Благодарим вас за чтение нашего сообщения в блоге о настройках защиты BMS литиевой батареи.

1. 5 преимуществ батареи BMS для электровелосипедов
2. Почему литий-ионный аккумулятор лучше всего подходит для электровелосипеда?
3. 8 шагов, чтобы узнать, как делается умная BMS
4. Введение в типы связи системы E-Bike
5. Техническая информация о характеристиках заряда и разряда аккумулятора электровелосипеда
6. Тестирование безопасности литиевой батареи для электровелосипеда

BMS плата — что это?

Современные продвинутые модели литиевых аккумуляторов для электроники дополняются системами управления батарей, которые упрощают контроль и настройку параметров работы. Эта статья объяснит, что означает BMS плата, какие функции она выполняет и в каких случаях необходима.

Что такое БМС в аккумуляторах

BMS контроллер — это электронная плата, расшифровка которой «battery management system» переводится как «система управления батареи». Этот элемент предназначен для защиты аккумулятора и увеличения её срока эксплуатации. Более дорогие модели имеют расширенный функционал, оснащены дисплеями и делают доступной настройку рабочих параметров для оптимизации процесса.

Необходимость применения контроллера вытекает из того, что любая АКБ рассчитана на вполне конкретный рабочий диапазон напряжения. Если хотя бы одна параллель в батарее в ходе эксплуатации превысит предел нагрузки, то запустится необратимая деградация. В самом лёгком случае это приводит к заметной потере ёмкости и длительности срока службы, если не повезёт — может произойти поломка и даже возгорание элемента. Плата BMS измеряет параметры работы и предотвращает аварийные ситуации.

Понятие платы управления включает в себя любые микросхемы, цель которых — защитить и выстроить корректную работу АКБ. Сюда относятся как самые упрощенные платы балансировки или защиты, так и сложные микроконтроллеры с дисплеем для отображения данных и возможностью тонкой настройки параметров.

Что делает система BMS

Управляющая плата собирает данные и регулирует работу аккумулятора, чтобы спасти его от короткого замыкания, перегрева, перезаряда и перегрузки. В задачи системы управления входят:

1. Контроль процесса зарядки и разрядки аккумулятора, счёт циклов
2. Регистрация состояния всех компонентов
3. Снятие параметров температуры, напряжения, сопротивления, тока заряда
4. Распределение и балансировка токов между разными компонентами
5. Защита подключения к нагрузке и отключения

Более сложные устройства с расширенным функционалом имеют возможность обеспечивать и другие задачи. Например, интеллектуально-вычислительную функцию. Такие платы сами рассчитывают предел допустимого тока заряда, сопротивление компонентов, определяют количество энергии на входе и выходе, а также ведут счет «пробега » электро накопителя. Обычно такие продвинутые модификации умеют передавать данные на ПК или приложение в смартфоне.

Устройство работы и функции BMS

Пользуясь преимуществами управляющей платы, можно добиться от аккумулятора максимальной производительности и защитить его в непредвиденных экстренных случаях, предотвратить поломку. Накопители с БМС служат дольше и реже нуждаются в ремонте. Как именно плата регулирует работу и принимает решения, описано ниже:

Измерение тока на заряде и разряде, предотвращение КЗ.
BMS контролирует, чтобы ток не выходил за пределы максимального и минимального значения. Если это происходит, контроллер размыкает ненадолго цепь.

• BMS не даёт какой-либо одной параллели перезарядиться и обгонять другие ветви. Если бы этой функции не было, то АКБ невозможно было бы зарядить полностью, и тогда заявленную ёмкость отдавать в полной мере она не сможет. Балансировка производит стимуляцию заряда на «отстающих » частях батареи, выравнивает напряжение на всех параллелях и обеспечивает корректную работу АКБ.

Производители Battery Management System заботятся о том, чтобы защитить микросхему от загрязнений и влаги, поэтому зачастую эти платы имеют особое защитное покрытие.

BMS как балансир аккумулятора

В роли балансира микросхема управления следит за тем, чтобы все ячейки батареи заряжались синхронно и до одинакового уровня. БМС могут быть активными или пассивными:

• Активный BMS контролирует, чтобы после полного заряда одной параллели она отключалась от питания, и заряд перенаправлялся на следующие, еще не зарядившиеся полностью ячейки.
• Пассивный балансир состоит из аналоговых комплектующих с более надежной точностью, для его работы не нужно внешнее питание. Через резисторы с помощью малых токов устройство снижает напряжение на заряженных элементах, направляя избыток на ячейки с недостатком заряда.

Для каких аккумуляторов нужна плата BMS

В определенной степени плата контроля BMS будет полезна практически для любой литиевой АКБ. Например, литий-ионные батареи при всём своём многообразии преимуществ печально известны высоким риском возгорания при перегреве, как раз такую ситуацию плата БМС способна заранее выявить и предотвратить. В этом и состоит причина, для чего нужна BMS плата на самокате или электровелосипеде.

Ещё актуальнее этот элемент для LiFePO4 — литий-железо-фосфатных аккумуляторов. В сравнении с Li-ion, такие батареи безопасны; кроме того, у них больше производительность и стабильнее работа. Существенный недостаток состоит в том, что устройство восприимчиво к избыточному заряду или, наоборот, предельному разряду ниже уровня 10%. Установив систему контроля, удается обезопасить девайс от порчи как отдельных ячеек, так и всей АКБ и её поломки.

Неравномерность заряда на разных участках АКБ не так сильно грозит в случае параллельного соединения ячеек. Однако при сборке с последовательным подключением ровного распределения заряда добиться без BMS невозможно. Одни ячейки будут недозаряжаться, другие — получать избыточный заряд. Хроническое и регулярное повторение ситуации приводит к резкому ухудшению эксплуатационных качеств батареи.

Специфика выбора БМС-плат

Сейчас можно найти аккумуляторные батареи уже с интегрированным блоком контроля. Если же вы собираете комплектующие отдельно, удостоверьтесь, что микросхема BMS подходит для вашего аккумулятора. Разные модели плат рассчитаны под конкретный тип АКБ, исключением являются только Smart-модификации, которые могут настраиваться на совместимость с разными литиевыми батареями.

Важно также знать количество параллелей, или ячеек батареи: к примеру, платы с пометками «10 cells» или «10S » предназначены на обслуживание батареи с 12 элементами.

Ранее мы выпускали материал о том, как выбрать плату BMS. Если у вас возникли вопросы, обращайтесь к нам: мы бесплатно проконсультируем в выборе, эксплуатации и уходе за любыми компонентами аккумуляторной батареи.

• 13 июля 2020 г.
• 2688 просмотров
• 0 комментариев