Выбор платы BMS
BMS (battery management system) — система управления батареи. Это устройство, без которого не обходится практически ни одна литиевая аккумуляторная батарея. BMS призвана защитить АКБ от различных негативных факторов и максимально продлить скок службы батареи. Сегодня постараемся разобраться во всех вопросах, возникающих при выборе BMS. В этой статье мы расскажем:
- для чего нужна BMS
- какие виды BMS существуют, и каким функционалом они обладают.
- как подобрать BMS под ваши задачи.
Функции BMS
Итак, все аккумуляторные батареи имеют свой рабочий диапазон напряжения, например:
для Li-ion АКБ в большинстве случаев это значение составляет от 2,7 до 4.2V на одну параллель. Существуют АКБ, состоящие как из одной параллели, так и из множества, соединенных последовательно. Например, Li-ion АКБ c номинальным напряжением 11.1V будет состоять и 3-х параллелей (3S), складываем рабочее напряжение всех параллелей, и получаем рабочее напряжение АКБ — от 8,1 до 12,6V. Если напряжение какой-либо параллели или напряжение всей АКБ выйдет за эти пределы, в лучшем случае батарею ждет необратимая деградация, а это в свою очередь значительно снизит емкость и срок службы батареи, в худшем — полный выход из строя АКБ, а также возможность пожара и взрыва.
Основная функция BMS — как раз-таки не давать выходить за пределы рабочих напряжений как всей АКБ в целом, так и каждой отдельной параллели. Так же платы BMS призваны решать еще ряд важный задач:
- Ограничение тока изащита от КЗ. BMS контролирует токи заряда и разряда. В случае, если сила тока выходит за определенные значения, BMS на некоторое время разрывает электрическую цепь. Служит это для защиты батареи от КЗ и чрезмерно высокой силы тока, поскольку каждая АКБ рассчитана на определенные нагрузки.
- Температурный контроль. Аккумуляторные батареи способны нагреваться во время своей работы, а как известно, температура выше определенных значений вредит АКБ. Например, у Li-ion батарей при нагреве свыше 60℃ наступает деградация, а при нагреве свыше 80-90℃ и вовсе появляется вероятность самовоспламенения. На многих BMS установлены температурные датчики, они следят за температурой АКБ, при превышении пороговых значений плата размыкает электрическую цепь, до тех пор, пока АКБ не остынет.
- Балансировка. Для того, чтобы АКБ работала нормально, и отдавала заявленную емкость, напряжение на всех параллелях должно быть одинаковым. Например, если одна из параллелей имеет большее напряжение, чем остальные, то при зарядке BMS будет отключать батарею именно по этой параллели, не давая ей перезарядится, в то время как остальные еще не успели зарядится. В итоге мы получаем АКБ, которую не получится зарядить до конца, соответственно и заявленную емкость она отдавать не будет. Что бы этого избежать во многих платах БМС присутствует режим балансировки. При балансировке напряжение на всех параллелях выравнивается, и АКБ в таком случае, может отдать всю свою энергию.
- защитные платы по напряжению и току.
- балансиры
- комплексные устройства, объединяющие в себе различный функционал.
- Возможность настраивать количество параллелей с которыми будет работать BMS.
- Возможность настраивать пороги напряжений на параллелях, это позволяет плате работать с разными типами аккумуляторов.
- Возможность настраивать порог максимально допустимых
- Следить за такими параметрами работы АКБ, как, общее напряжение, напряжение на каждой параллели, токи заряда/разряда, температура.
- большая плотность энергии на единицу массы
- низкий процент саморазряда
- практически полное отсутствие эффекта памяти (когда заряд неполностью разряженного элемента приводит к снижению ёмкости)
- большой температурный диапазон работы
- балансиры
- защиты (по току, напряжению)
- платы, обеспечивающие заряд (да, они тоже считаются устройствами BMS)
- те или иные комбинации вышеперечисленных вариантов, вплоть до объединения всего в одно устройство
- микросхема защиты
- аналоговая обвязка (для определения тока/балансировки аккумуляторов)
- силовые транзисторы (для отключения нагрузки)
- реализует защиту по току от КЗ и превышения номинального тока в 12А
- защищает от перезаряда и переразряда
- размеры платы подогнаны для удобного расположения элементов
- защищает по току и напряжению, а также балансирует
- защищает всеми видами защиты
- балансирует банки
- удобное подключение при помощи разъёма
- реализует правильную схему зарядки с одинаковыми напряжениями банок на выходе
- балансирует малым током, не наносящим вреда батарее
- балансирует элементы током 66мА
- не требует внешнего питания
- можно превратить в балансир меньшей сборки выпаиванием групп компонентов
- универсальное решение для большинства типов литиевых аккумуляторов
- идеален для аккумуляторов 18650
- максимальный ток 15 А, балансир 66 мА
- ток до 70 А
- подключение составных банок через разъём
- ток до 100 А
- защита и балансировка
- Контроль процесса зарядки и разрядки аккумулятора, счёт циклов
- Регистрация состояния всех компонентов
- Снятие параметров температуры, напряжения, сопротивления, тока заряда
- Распределение и балансировка токов между разными компонентами
- Защита подключения к нагрузке и отключения
- 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.
- 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.
- по току. Устройство размыкает цепи питания, если значение тока заряда или разряда превышает допустимый уровень. Отключение должно произойти максимально быстро, чтобы за это время не пострадали ни сам контроллер, ни аккумуляторная батарея;
- по напряжению. Благодаря этой опции АБ защищена от слишком большого заряда и глубокого разряда. Контроллер измеряет рабочие параметры каждой отдельно взятой ячейки аккумуляторной батареи. Если напряжение на одной из них ниже допустимой нормы, BMS-плата снимает нагрузку или отключает зарядку.
Виды BMS
Под понятие BMS попадают сразу несколько видов устройств, которые служат для нормального функционирования АКБ. Их можно разделить на несколько категорий:
Чаще всего используются именно комплексные устройства.Они обладают защитой по напряжению и току, защитой от КЗ, и имеют температурный датчик. Так же они способны балансировать АКБ небольшими токам — до 50-100mA, как правило, этого хватает для качественно собранной батареи.
Такие платы бывают симметричными и несимметричными. При использовании симметричной BMS заряд и разряд батареи можно осуществлять через один и тот же разъем, в случае с несимметричной платой, необходимо использование двух разъемов — зарядного и разрядного.
Сегодня на рынке существуют и более «прокаченные» варианты плат BMS — Smart BMS.
Как правило, такие платы имеют множество температурных датчиков, это необходимо для лучшего контроля температуры АКБ. Так же к таким платам возможно подключение специального дисплея, на котором будет отображаться основная информация о состоянии АКБ. Ну и самым главным преимуществом smart BMS является возможность подключится к ней по bluetooth с помощью смартфона. При помощи специальных приложений открывается возможность наблюдать и изменять огромное количество параметров, отвечающих за работу АКБ. Вот основные из них:
токов заряда и разряда.
Так же следует поговорить о балансирах. Они бывают двух типов — активные и пассивные.
BMS – обзор контроллеров защиты аккумуляторов
В наш современный век всеобщей популяризации литиевых батарей любой, даже простой пользователь бытовых устройств, должен хотя-бы примерно представлять их функционирование и факторы риска при их эксплуатации. Среди произошедших несчастных случаев с аккумуляторами (например, электронных сигарет) лишь небольшой процент обязан производственному браку, чаще всего неисправности возникают в результате неправильной эксплуатации.
В нашей статье мы рассмотрим новейшие технологии, которые призваны защитить литиевые аккумуляторы, а также расскажем, почему они так важны.
Из теории литиевых аккумуляторов можно узнать, что им противопоказан перезаряд, переразряд или разряд слишком большими токами, а также короткие замыкания. При переразряде, в аккумуляторе образуются металлические связи между катодом и анодом, которые приводят к короткому замыканию при зарядке аккумулятора, что может привести к порче не только элементов питания, но и зарядного устройства. Перезаряд же (набор аккумулятором напряжения больше разрешенного) почти сразу ведёт к возгоранию, а зачастую даже к взрыву.
Для горения литиевых аккумуляторов не нужен кислород – оно происходит анаэробно, поэтому стандартные методы тушения не подходят; также, при реакции лития с водой выделяется еще и горючий газ водород, который только ухудшает ситуацию. Разряд высокими токами приводит к вздутию аккумулятора, а если нарушается целостность оболочки – происходит реакция лития с водяными парами в воздухе, что само по себе способно спровоцировать возгорание.
Всё это отнюдь не перечёркивает явные преимущества аккумуляторов, среди них:
Незначительное снижение напряжения в процессе разряда накладывает некоторые обязанности на пользователя. Нельзя допустить превышения максимального напряжения (4.25 В), снижение напряжения ниже минимального (2.75 В), а также превышения рабочего тока, который отличается для каждой модели. И в этом хитром деле нам помогут специальные устройства – BMS-контроллеры!
Что такое BMS?
В переводе с английского, BMS (Battery Management System) – система управления батареей. Понятие слишком широкое, поэтому оно описывает почти все устройства, так или иначе обеспечивающие корректную работу аккумуляторов в данном устройстве, начиная с простых плат защиты или балансировки, заканчивая сложными микроконтроллерными устройствами, подсчитывающими ток разряда и количество циклов заряда (например, как в батареях ноутбуков). Мы не будем рассматривать сложные устройства – как правило, они специфичны и не предназначаются для рядового радиолюбителя, а выпускаются только под заказ для крупных производителей устройств.
То, что продаётся повсеместно, условно можно разделить на четыре категории:
Чем функциональней и разветвлённей защита – тем больше ресурс работы вашего аккумулятора.
Принцип работы BMS-контроллеров
Давайте посмотрим, по какому принципу BMS системы выполняют своё предназначение.
Структурно на плате можно выделить:
Рассмотри подробнее работу каждой из защит.
Защита по току (от короткого замыкания / превышения допустимого тока)
Существует множество вариантов узнать, какой ток течёт по линии. Самый распространённый – шунт (измерение падения напряжения на резисторе с низким сопротивлением и большой мощностью), но он требует большой точности измерений и весьма громоздкий. Метод с измерением на основе эффекта Холла лишён этих недостатков, но стоит дороже, поэтому самый распространённый метод определения КЗ на линии – измерение напряжения, которое проседает практически до нуля в режиме КЗ.
Современные контроллеры позволяют сделать это в очень короткий промежуток времени, за который ущерб не нанесётся ни подключенному устройству, ни самому аккумулятору. Но защита по току может функционировать и на шунте – ведь в случае BMS тут не нужно точное измерение, важен лишь переход падения напряжения через определённый порог. Как только событие наступает, контроллер сразу же отключает нагрузку при помощи транзисторов.
Защита по напряжению (от перезаряда или переразряда)
С этой защитой разобраться попроще, так как измерение напряжения легко можно сделать, используя аналогово-цифровой преобразователь. Но и тут есть некая специфика – стоит отметить, что если контроллер защищает большую сборку из последовательно соединённых аккумуляторов, то обычно он меряет напряжение каждой банки персонально, так как ввиду мельчайших различий в элементах они имеют мельчайшие же различия по ёмкости, что выливается в неравномерный разряд и возможность высадить «в ноль» отдельный элемент.
Некоторые системы не подключают нагрузку, не дождавшись дозаряда аккумулятора до определённого напряжения после срабатывания триггера по переразряду, то есть недостаточно подзарядить элемент пару минут, чтобы он поработал ещё хоть малое время – обычно необходимо зарядить до номинального напряжения (3.6 – 4.2В, в зависимости от типа аккумулятора).
Защита по температуре
Редко встречается в современных устройствах, но не зря большинство аккумуляторов для телефонов оборудовано третьим контактом – это и есть вывод терморезистора (резистора, имеющего чёткую зависимость сопротивления от окружающей температуры). Обычно перегрев не наступает сам собой и раньше успевают сработать другие виды защиты – например, перегрев может быть вызван коротким замыканием.
Алгоритм работы заряда батарей
Зарядка литиевых аккумуляторов происходит в 2 этапа: CC (constant current, постоянный ток) и CV (constantvoltage, постоянное напряжение). В течение первого этапа зарядное устройство постепенно поднимает напряжение таким образом, чтобы заряжаемый элемент брал заданный ток (обычное рекомендованное значение равно 1 ёмкости аккумулятора). Когда напряжение достигает 4В, зарядка переходит на второй этап и поддерживает напряжение 4.2В на батарее.
Когда элемент практически перестанет брать ток, он считается заряженным. На практике, алгоритм можно реализовать и при помощи обычного лабораторного блока питания, но зачем, если есть специализированные микросхемы, заранее «заточенные» под выполнение этой последовательности действий, например, самая известная из них – TP4056, способна заряжать током до 1А.
Что такое балансировка?
Напоследок мы оставили самую интересную функцию BMS – функцию балансировки элементов многобаночного аккумулятора.
Итак, что же такое балансировка? Сам процесс её подразумевает выравнивание напряжений на элементах батареи, соединённых последовательно для повышения общего напряжения сборки. Из-за небольших отличиях в ёмкости батарей они заряжаются за немного разное время, и когда одна банка может уже достигнуть апогея зарядки, остальные могут ещё недобрать заряд.
При разряде такой сборки большими токами наиболее заряженные элементы по закону Ома возьмут на себя больший ток (при равном сопротивлении ток будет зависеть от напряжения, которое находится в знаменателе формулы), что вызовет их ускоренный износ и может вывести элемент из строя. Для того, чтобы избежать этой проблемы, применяют аккумуляторные балансиры – специальные устройства, выравнивающие напряжения на банках до одного уровня.
Активные и пассивные балансиры
Активные балансиры производят балансировку уже при зарядке – зарядив одну банку сборки, они отключают её от питания, продолжая заряжать вторую. Как яркий пример такого устройства – популярное среди моделистов ЗУ Imax B6, в режиме Balance оно сразу проверяет напряжения индивидуально на каждой банке и справляется с этим на отлично.
Пассивные балансиры наоборот, разряжают элементы до одного значения малыми токами через резисторы. Их основной плюс – они не требуют внешнего питания, а также являются более точными за счёт применения аналоговых комплектующих (и более дешёвыми, так как не содержат сложных микросхем).
Рассмотрим некоторые примеры готовых плат BMS:
BMS 1S — плата защиты для 1 АКБ
BMS 6S — защита и балансировка для 6 АКБ
BMS 6S — плата защиты для сборки из 6 АКБ
BMS 8S — балансир для сборки из 8 АКБ
BMS 7S — балансир для сборки из 7 АКБ
BMS 6S — балансир для сборки из 6 АКБ
BMS 5S — балансир для сборки из 5 АКБ
BMS 4S — балансир для сборки из 4 АКБ с током до 70А
BMS 3S — плата защиты для сборки из 3 АКБ
Заключение
Итак, в завершение хочется сказать, что под каждую задачу на современном рынке можно найти такую плату менеджмента заряда аккумуляторов, которая удовлетворит Ваши потребности и надёжно защитит устройство и сами аккумуляторы.
Не стоит недооценивать важность техники безопасности, и если в небольших устройствах с низкими токами потребления защита является правилом хорошего тона, то для высокотоковых проектов она практически панацея, способная спасти даже жизнь в непредвиденной ситуации.
Творите, а магазин Вольтик.ру всегда предоставит возможность выбрать и купить нужные Вам компоненты!
Самые популярные материалы в блоге
За все время
За сегодня
61 комментарий . Оставить новый
Здравствовать, Всем, желаю! Ребята, хочу заменить батареи для шуруповёрта с ни-ка на ли-ио. Батареи 18650 2600мА, мах ток 25А и контроллер ВМS NLY-3C-V3.0. Cкажите пож. контроллер имеет балансировку батарей или нет. Благодарю.
Здравствуйте! Бывают разные виды, с балансировкой и без. BMS 3S с балансировкой и токами до 25А как раз дложен появиться в наличии нашего каталога на следующей неделе. Следите за обновлениями!
Здравствуйте! У меня шуруповёрт Интерскол 18 V. Мне сделали сборку из 5-ти Li ion аккумуляторов (№ 18650) (есть фото). С BMS какой-то сверху. Запихали это всё в прежний корпус от Ni Cad старого аккумулятора. Но вот чем теперь заряжать .
Старый зарядник наверное не сгодится. У вас есть ЗУ для этих целей? Спасибо.;)
Здравствуйте! Можно заряжать любым зарядным устройством, поддерживающим зарядку по алгоритму CC/CV. Напряжение заряда должно составлять на более 21В в верхнем пределе.
Если человеку поставили правильную плату бмс, то можно ему использовать напряжение выше 21в, например 24в? Ведь правильная плата должна “завершить зарядку” при достижении 4,2в на банке?
Здравствуйте. На проекте будет потенциально большой ток. От нескольких высокотоковых литиевых банок в параллель. Посоветуйте пожалуйста плату управления нагрузкой (чтобы можно было замыкать и размыкать схему небольшой кнопкой), защиты и зарядки на 2-4 ампера. И вообще, есть ли такие где все в одном
Извините за некропостинг. Возникали ли у Вас мысли, что за цену перепаковки (плата bms и высокотоковые li-ion много стоят) можно было купить новый шурик, а это новый непоношенный редуктор и двумя комплекта li-ion аккумуляторов?
Лично я испытал ощущение, буд-то из батона сделал троллейбус.
Отнюдь. У меня профессиональный шурик bosh 12V, старая надёжная машина. Примерно год назад переделал под липолы. 6 аккумуляторов от дядюшки Али обошлись в 15.50$, плата bms 3S 40A – 3.50$, с доставкой и прочими расходами получилось меньше полутора тысяч рублей. Сколько стоит новый NiMn аккумулятор, а уж тем более новый шуруповерт – гугл знает, думаю никак не меньше 6-7 тысяч. А удивленные глаза коллег, когда третий день подряд работаешь шуриком без подзарядки – это бесценно! =)
Здравствуйте! Нужно собрать 3s сборку. Есть в наличии плата защиты с балансировкой для 4S. Можно ли использовать ее в этих целях?
Здравствуйте! Если в плате есть перемычки для подключения меньшего количества АКБ, то вы сможете без проблем уменьшить количество подключенных аккумуляторов, замкнув одну из них.
Здравствуйте, хочу заменить элементы ВВБ Тойоты приус с NiCd на Li-Ion,(288V наминал) . Может кто подскажет, как осуществить эту непростую задачу.
Здравствуйте! К сожалению АКБ от ноутбука не подойдут на замену NiCd, так как у них разная токоотдача и логика заряда.
в настоящее время занимаюсь этой проблемой только на аккум. LiFePo4
Хочу использовать 18650 аккумуляторы от ноутбука. Какие BMS платы можно использовать? Вся сборка должна быть на 288 V.
Необходима плата защиты по min=3.6В, max=4В, с активной балансировкой
В сборке из 8 последовательно соединенных групп ячеек, т.е. напряжение в АКБ от 57,6 до 64 вольт. Емкость будет чуть меньше 400Ач.
Токоотдача на уровне 80А.
Что посоветуете?
Не первый раз в статьях про BMS встречаю формулировку типа “При разряде такой сборки большими токами наиболее заряженные элементы по закону Ома возьмут на себя больший ток” со ссылкой на закон Ома. Объясните мне, дураку, как при последовательном соединении элементов в батарее в них может течь разный ток? Еще в школьном курсе физики учат, что при последовательном соединении ток – одинаковый на любом участке. Сама фраза “возьмут ток” звучит дико…
Аккумулятор — не резистор, а источник ЭДС! У этого источника имеется внутреннее сопротивление порядка 20-60 миллиОм (зависит от типа химии и исполнения). Идеальных батарей не существует. Дисбаланс, хоть какой-то, есть всё равно.
Получается, что при протекании тока, например, в 1 Ампер, при заряде/разряде батареи, соответственно, падение напряжения на внутреннем сопротивлении каждого аккумулятора будет разным. Допустим батарея из трёх ячеек, заряжена до 4 Вольт на каждом аккумуляторе (всего 12 В). Напряжение — это как бачок с водой, уровень воды 12 Метров. Подключаем нагрузку. Каждый аккумулятор в батарее отдаёт ток (Ток — скорость отдачи, например 1М/сек.). (Сопротивление в данном случае — обратный диаметр трубы, нет трубы — поток будет бесконечно огромный, водопад!) Подумай, какой из них отдаст быстрее заряд, с большим или меньшим внутренним сопротивлением? По мере отдачи тока напряжение падает, уровень бачка снижается: был 12 Метров, через секунду стал 11 Метров, ещё через секунду 10 Метров и так до минимального уровня, за которым обычно следит контроллер уровня (разряда). Выходит, какой-то уже разрядился, а какой-то ещё что-то имеет (Это остаточная ёмкость).
И ещё важный момент. Ток при заряде течёт в аккумулятор, а при разряде в противоположную сторону и кроме этого ток течёт ещё и внутри аккумулятора,в направлении противоположном цепи! Бачок ты наполняешь и сливаешь через одно и тоже отверстие. Другими словами: если источник тока при заряде обладает недостаточной мощностью, то аккумулятор вместо заряда разрядится.
Так понятнее?
ну и какая разница какое у них внутренне сопротивление? допустим один аж в обрыве – остальные как, быстрее разрядятся, или медленнее? ну, у этого тока нету, а у остальных исходя из формулировки – есть, просто “возьмут на себя больший ток”. хосспадяааАаАаАа….
Для 3S у Вас есть только https://voltiq.ru/shop/bms-battery-protection-board/ и он (она) без балансировки.
Для нормальной (как показывают в ютубе) замены лития необходимо еще (из товаров Вашего магазина) и https://voltiq.ru/shop/3s-li-ion-charger-protection-board/?
Подскажите, пожалуйста, как их соединять?
Из “индикации” у Вас есть только https://voltiq.ru/shop/3s-lithium-battery-capacity-indicator-module/?
Подскажите, пожалуйста, как их соединять?
Может быть появится что-то более компактное и “гламурное”?
Скоро ли может появиться https://voltiq.ru/shop/3-s-25-a-li-ion-18650-bms-battery-protection-board/?
Есть ли в свободной продаже BMS-платы для 100 и более последовательно соединённых литий-полимерных аккумуляторных ячеек напряжением 3,7 В? Если да, то скиньте ссылку, плз ��
Здравствуйте! Пришлите пожалуйста запрос на нашу линию поддержки – support@voltiq.ru. Под заказ сможем поставить практически любую BMS
Какую БМС лучше купить для электросамоката, напряжение =12в .
Здравствуйте! Через BMS, можно заряжать любым импульсным БП или нужно использовать ЗУ для li-ion? Спасибо!
Нет. Любым БП нельзя. Если БП имеет неподходящие характеристики, BMS или БП будут уходить в защиту, приборы могут сгореть.
Зарядное устройство для аккумулятора обычно имеет ограничение по току и напряжению (CC/CV) и подбирается под конкретный тип аккумуляторных батарей и первичных источников питания.
Здраствуйте!
Необходим комплексное BMS решение для аккумуляторной батареи номинальным напряжением 24В и током нагрузки 20А, состоящее из модулей 18650 3,7 В 3Ah (пишут 6800mAh, скорее обман).
Напряжение потребления ( в режиме разряда) будет подаваться разное от 12-24В. Если BMS это поддерживает это+.
Для обеспечения 24 В предполагается последовательная схема подключения из 7батарей 7S в режиме эксплуатации.
Получается, что для обеспечения требуемой силы тока 20А в режиме разряда 1С необходимо 7 параллельно используемых комплектов 7С.
Итого: 49 модулей 18650.
Контроль заряда/разряда должен осуществляться для каждого отдельного модуля.
Рекомендации к источнику питания от сети для заряда также приветствуются.
К BMS необходим интерфейс для управления через контроллер (Arduino или подобные):
– отключение нагрузки , включение заряда
– отключение заряда, включение нагрузки.
– напряжение и ток разряда/заряда.
С уважением,
Рустам.
Здравствуйте. Помогите выбрать бмс плату для 1 акб 26800, которая стоит в портативной аккустике.
Подскажите пожалуйста можно ли к контроллеру заряда подпаять светодиод для контроля
Здравствуйте! Место установки зависит от того, что конкретно собираетесь контролировать светодиодом
Здравствуйте,мне нужно собрать аккумулятор для детского электромобиля 7,4 вольта 15 ампер, подскажите компонентами
здравствуйте.спаял сборку 18650 (4шт) с платой bms(4s с балансировкой) для замены никель кадмия в шурике. плата уходит в защиту не при нагрузке, а при заряде.подключаю к шуруповёрту-крутит.подключаю к заядке (16.8v-1A)(блок питания на основе понижайки с регулировкой тока и напряжения), и через минуту снова уходит в защиту.почему такое может быть??спасибо
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:
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.
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:
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.
Плата BMS для аккумулятора — что это?
Литиевые аккумуляторные батареи широко используются сегодня в мобильных устройствах, бытовой технике, ноутбуках, фотоаппаратах, камерах и т. д. Практика показывает, что заводской брак этих источников питания встречается довольно редко. Некорректная работа и неисправности литиевых АБ чаще всего становятся следствием неправильной их эксплуатации. Для недопущения поломок и продления срока службы аккумуляторных батарей схему подключения дополняют BMS-контроллером.
Назначение и функции БМС-контроллера
BMS-плата – это устройство для защиты аккумуляторной батареи от перезаряда, переразряда, короткого замыкания, а также для контроля текущего состояния АБ. В числе функций БМС-контроллера – формирование сигнала на отключение нагрузки при достижении рабочими параметрами предельных значений, отслеживание уровня зарядки и разрядки аккумуляторной батареи.
Как работает устройство
Аббревиатура BMS расшифровывается как Battery Management System – система управления батареей. BMS-контроллер необходим для балансировки (выравнивания напряжения) на всех ячейках АБ и обеспечения условий для длительной бесперебойной работы автономного источника питания. Кроме того, электронная плата служит защитой:
Что такое балансировка
Под балансировкой элементов АБ понимают выравнивание напряжений на каждой из ячеек, подключенных последовательно. Ячейки, как правило, несколько различаются по емкости: этим объясняется разное время, необходимое для зарядки каждой из них. Когда один элемент уже заряжен, другим может потребоваться дополнительное время для готовности к работе. При разряде такой батареи большими токами самые заряженные ячейки возьмут на себя максимальный ток (закон Ома). Это ведет к сокращению их рабочего ресурса и преждевременному выходу из строя. Чтобы не допустить подобного, аккумуляторные батареи оснащаются балансирами – специальными устройствами для выравнивания напряжения на всех элементах до одного уровня.
Особенности применения BMS-контроллеров
BMS-платы – достаточно широкий круг устройств, каждое из которых может отвечать за выполнение определенных функций. В некоторых случаях бывает недостаточно одного контроллера, подключенного к аккумуляторной батарее выходящими проводами. Если требуется более функциональная схема, используются несколько связанных между собой электронных плат. Каждая из них может управлять заданным количеством ячеек и отправлять данные на единый контроллер. В каталоге компании НЭТЕР представлены платы для литий-ионных и литий-железо-фосфатных аккумуляторных батарей.