Ce este un sistem bun de gestionare a bateriei pentru pachetul de baterii LiFePo4

Un BMS decent ar trebui să ofere o protecție adecvată și să aibă funcțiile dorite. Pentru baterii LiFePO4, un BMS, sau sistem de management al bateriei, este necesară.

Toate celulele bateriei cu polimer litiu, inclusiv bateriile LiFePO4, sunt vulnerabile la supratensiune, sub–Voltaj, și supracurent. O baterie LiFePO4 poate experimenta rapid pierderea capacității, deteriorarea bateriei, sau chiar riscul de incendiu dacă una dintre circumstanțele menționate mai sus este menținută pentru o perioadă lungă de timp.

Prin urmare, Responsabilitatea principală a BMS este de a proteja celulele bateriei LiFePO4. S-ar putea să funcționeze apoi la temperatura corespunzătoare, actual, si tensiune. De asemenea, ar fi minunat dacă s-ar putea realiza funcții suplimentare necesare în plus față de aceasta.

Scopul de bază și principiul de funcționare a sistemului de management al bateriei

Funcția cea mai fundamentală a sistem de management al bateriei este să face the Baterie polimerică cu litiu celule invulnerabil, care este şi principala sa datorie. PCB, sau Placă de circuite de protecție, este un alt nume pentru a sistem de management al bateriei doar cu această funcție fundamentală. Iată câteva recomandări specifice de protecție.

Apărare la supratensiune

Protecție la supratensiune pentru celule

3.65supratensiune celulei V, 3.55V tensiune de eliberare, și o întârziere de 2S. Tensiunea fiecărei celule crește pe măsură ce este încărcată. Circuitul de încărcare este întrerupt atunci când una dintre baterii depășește limita de tensiune de 3,65 V, activarea protectiei la supratensiune a celulei. În timpul circuitul de încărcare este reconectat, tensiunea fie se descarcă în mod natural la 3,55 V, fie se descarcă după a 2 secunde întârziere.

Dacă este posibil, Personal sfătuiesc să ridicați pragul de protecție la supratensiune la 3,60 V pentru a preveni Baterie polimerică cu litiu de la încărcarea completă. Datorită ionilor de litiu care se formează pe terminalul pozitiv, 100 procent SOC nu este starea cea mai stabilă.Uneori, Bateria auto cu litiu poate juca, de asemenea, un rol important.

Pachet de protecție la supratensiune

Următorul se aplică unui pachet de baterii cu patru celule de 12,8 V conectate în serie. 14.60V este limita de supratensiune a pachetului. 14.20Tensiune de eliberare V cu o întârziere de 2S. Când tensiunea totală atinge 14,60 V, circuitul de încărcare este întrerupt, la fel ca în cazul supratensiunii celulare. Tensiunea se reduce la 14,20 V în mod natural, sau când bateria este descărcată, si apoi, dupa o asteptare de 2S, circuitul de încărcare este repornit.

Hardware peste- Protecție la tensiune

3.9V, 2S întârziere protecția la supratensiune hardware. Ultima linie de apărare a acumulatorului este protecția hardware.

Protecție la subtensiune

Sub- Protecție la tensiune pentru celule

Tensiune de eliberare 2,7 V, 2S întârziere, limita de subtensiune cu o singură celulă 2,5V. Tensiunile celulelor sunt în continuă scădere pe măsură ce se descarcă. Circuitul de descărcare va fi închis atunci când una dintre celule atinge o tensiune de 2,50 V.. Tensiunea celulei revine la peste 2,7 V după încărcare sau când tensiunea crește în mod natural, iar circuitul de descărcare revine după 2S.Uneori, Prețul bateriei de litiu este, de asemenea, un factor foarte important.

Sub- Protecție la tensiune pentru pachete

Tensiune de eliberare 10,80 V, întârziere 2S, și ambalați limita de subtensiune 10V pași similari ca înainte.

Protecție împotriva hardware-ului Under- Voltaj

Are 2.0V și 16S.

Protecție la supracurent

Software (1clasa a st) Apărarea curentă

Întârziere de încărcare peste curent de 10 secunde, timpul de eliberare a 30 secunde, și încărcați peste curent de 0,5C (50A dacă baterie LiFePO4 12.8V100Ah). Circuitul de încărcare va fi oprit dacă curentul de încărcare atinge 50A. Întârziere de descărcare peste curent de 10 secunde, timpul de eliberare a 30 secunde, și 1C (100A dacă baterie LiFePO4 12.8V100Ah).

Hardware (2clasa a II-a)

Fiecare model de baterie și Baterie polimerică cu litiu sistem de management va avea o limită distinctă de protecție a curentului de 200A, cu o întârziere de protecție de 160mS.

Protecție împotriva scurtcircuitelor (3clasa a III-a)

Este 1000 A și 40 s. Fiecare sistem de management al bateriei componenta electronică are în general un curent maxim de rezistență. Cele mai multe dintre sistem de management al bateriei se va defecta dacă curentul ajunge la 2600A.Componentele principale ale BMS

MCU – Creierul uman

MCU adună o varietate de date și transmite directive. de exemplu, temperatură, actual, Voltaj, etc.. și instruiți MOSFET-ul relevant să deschidă sau să închidă circuitul cu o comandă.

MOSFET

Controlați activarea sau dezactivarea circuitului. Factorii importanți sunt tensiunea și curentul de rezistență.

Senzor pentru curent

Pentru a măsura curentul, se folosește un senzor de curent. Alte rezistențe mici, semiconductori, etc.. sunt disponibile.

Protecție împotriva temperaturii

Un senzor de temperatură NTC este o componentă necesară. MCU utilizează valoarea temperaturii primită de la senzorul de temperatură pentru a porni sau opri MOSFET-ul asociat.

75°C este ceea ce se înțelege prin protecție la temperatură ridicată. Eliberare 55 °C; așteaptă 2 s.

Protecția la încărcare la temperatură scăzută implică o temperatură de 0°C, 5°C, și întârziere 2S.

Protecția la descărcare la temperaturi înalte este de 75°C, Eliberare 55°C, și 2S de întârziere.

Termenii “descărcarea protecției la temperaturi scăzute” se referă la -10°C, eliberați °C, și 2S de întârziere.

Echilibrare inteligentă BMS-Cell

Scopul principal al echilibrării celulare este de a menține fiecare celulă într-o constantă, stare comparabilă pentru o perioadă lungă de timp pentru a crește longevitatea acumulatorului. Activ echilibrul celular și echilibrul celular pasiv sunt diferite tipuri de echilibrare celulară.

Circuitul de echilibrare activ este extrem de complicat. Deoarece nu există cipuri de integrare, componentele sunt încă oarecum uriașe. Avantajul este că curentul de echilibrare se poate apropia de curentul de 10A și asta o facen-t cald Sus.

Un rezistor de încălzire este utilizat în principal în echilibrarea pasivă pentru a consuma energia celulei de înaltă tensiune. Dezavantajul este ca se va incalzi, iar curentul de echilibrare — doar câteva sute de mA — este minuscul. Cu toate acestea, echilibrarea pasivă are nevoie doar de puțin spațiu. Echilibrarea pasivă a constituit până acum majoritatea modulului de echilibrare încorporat în BMS.

Modul de comunicare

Modulul de comunicare permite sistem de management al bateriei pentru a interacționa cu lumea exterioară, furniza date, și modificați parametrii interni ai bateriei folosind aplicații sau software terță parte. Rs232, RS485, Poate, UART, și alte interfețe comune ale modulelor de comunicație sunt enumerate mai jos. Aceste porturi permit comunicarea directă între baterie și invertor și permit invertorului sau întregului sistem inteligent să primească date direct de la baterie. Alternativ, puteți folosi portul USB al computerului pentru a citi statisticile bateriei, modifica parametrii, si fac alte lucruri.

Modul Bluetooth

Modulul de comunicare este de fapt fundația pentru funcția Bluetooth. Pentru a atinge obiectivul de comunicare Bluetooth, portul modulului de comunicație UART sau RS232 se conectează cu modulul Bluetooth.

Pe lângă revizuirea SOC, energia rămasă, Voltaj, actual, celulă individuală tensiuni, si alte date, o aplicație Bluetooth capabilă este capabil să face mult mai mult. Pentru a personaliza bateria în mod special a ta, de asemenea, puteți schimba sistem de management al bateriei parametrii de protecție după cum alegeți.

Comutator electronic

Circuitul de descărcare poate fi pornit și oprit electronic.

Modul de autoîncălzire

Tinteriorul bateriei poate fi încălzit Sus prin tmodulul de autoîncălzire în timpul temperatura exterioară scade sub 0°C și începe curentul de încărcare. Curentul de încărcare poate încărca bateria odată ce temperatura crește 5 °C. Bateria este de fapt capabil să fie încărcat la 5°C în această situație.

modul GPS

Bateria poate fi localizată folosind sistemul de poziționare prin satelit cu ajutorul modulului GPS integrat, permițând gestionarea tuturor locațiilor bateriilor și a stării operaționale într-o rețea.

Cea mai importantă funcție pe care o îndeplinește un sistem de gestionare a bateriei

Cea mai importantă sarcină a sistem de management al bateriei completează protecția celulelor. Este necesar un sistem de gestionare a bateriei pentru a oferi protecție la supratensiune, deoarece celulele bateriei cu litiu ion au două defecte grave de proiectare care pot duce la deteriorare., supraîncălzire, explozii, sau flăcări.

Bateriile cu litiu-ion pot suferi, de asemenea, daune dacă descărcarea lor scade sub un punct de limită predeterminat, care este aproximativ 5% din capacitatea lor totală. Celulele’ capacitatea poate fi redusă permanent dacă debitul scade sub acest nivel.

Un protector specializat cu ioni de litiu este o caracteristică de siguranță a unui sistem de gestionare a bateriei care se asigură că încărcarea unei baterii nu depășește sau sub limitările sale. Fiecare circuit de protecție a bateriei are două “MOSFET-uri,” care sunt întrerupătoare electronice. MOSFET-urile sunt semiconductori care sunt utilizați în circuite pentru a porni și opri semnalele electrice.

Un MOSFET de descărcare și un MOSFET de încărcare se găsesc adesea în sistemele de management al bateriei. Încărcarea va fi oprită prin deschiderea cipului Charge MOSFET dacă protectorul stabilește că tensiunea pe celule este mai mare decât un prag predeterminat. Comutatorul se va opri odată ce încărcarea a revenit la un ssigur nivel. Similar cu acesta, protectorul va opri descărcarea atunci când o celulă se scurge la o anumită tensiune prin deschiderea MOSFET-ului de descărcare.

Managementul Energiei

Contorul de putere de pe bateria laptopului este o ilustrare fantastică a gestionării energiei. Laptopurile de astăzi vă pot informa de obicei cât de multă durată de viață a bateriei mai rămâne, precum și rata dvs. de consum și cât timp mai aveți până când bateria trebuie reîncărcată. Prin urmare, managementul energiei este crucial pentru dispozitivele electronice portabile în practică.

O “Numărarea Coulombilor” este secretul unui management eficient al energiei. De exemplu, dacă într-o cameră sunt cinci persoane și două pleacă, au mai rămas acum trei, iar dacă se alătură încă trei persoane, acum sunt șase indivizi în spațiu. Dacă camera poate găzdui 10 indivizi și numai 6 sunt prezente, este 60% umplut. O sistem de management al bateriei monitoare the capacitate. Când faceți clic pe un buton de pe un afișaj al stării de încărcare, un afișaj LED vă oferă o citire a încărcării totale în trepte de 20 la sută, care este modul în care utilizatorul este informat electronic despre această stare de taxă.

Pentru aplicații specifice, precum cel pentru acest terminal portabil punct de vânzare, sistemele de gestionare a bateriilor cuprind, de asemenea, un încărcător integrat format dintr-un dispozitiv de control, un dispozitiv de stocare a energiei numit inductor, și un descărcator. Algoritmul de încărcare este controlat de dispozitivul de control. Procedura ideală de încărcare de Baterii cu ioni cu litiu este să utilizați constantă Voltaj și constantă actual.

Un pachet de baterii constă de obicei dintr-un număr de celule separate care cooperează. Celulele unui pachet de baterii ar trebui, în mod ideal, să fie menținute la același nivel de încărcare. Celulele individuale pot fi stresate dacă celulele sunt dezechilibrate, ceea ce poate duce la o întrerupere anticipată a ciclului de încărcare și o reducere a duratei de viață a ciclului total al bateriei. Durata de viață a bateriei este mărită de balansoarele de celule ale sistemului de management al bateriei, care se văd aici. Ele opresc acest dezechilibru de sarcină în celulele individuale.

Concluzie

Bateriile Lifepo4 sunt formate din mai multe celule care sunt unite între ele. În plus, are un sistem de management al bateriei (BMS) care controlează fiecare celulă a bateriei pentru a o menține în limite de siguranță, dar este invizibil pentru utilizatorul final. sistem de management al bateriei prelungește durata de viață, monitoare, solduri, și comunică cu diverse module pentru a asigura funcționarea în siguranță într-o varietate de circumstanțe.