Выбор платы BMS

BMS расшифровывается как battery management system — в переводе “система управления батареи”. Без этого устройства практически нельзя обойтись в эксплуатации литиевых аккумуляторов, так как оно защищает батарею и продлевает её срок службы. В этой статье мы разберём, зачем нужна BMS, какими они бывают, как подобрать конкретную плату под свои задачи по функционалу.

Функции BMS 

Каждый аккумулятор рассчитан на определенную нагрузку и имеет свой конкретный свой диапазон рабочего напряжения. К примеру, литий-ионные батареи работают с напряжением 2,7-4.2V на параллель. Есть батареи из всего одной параллели, в конструкции других АКБ несколько параллелей соединены последовательным способом. 

Например, батарея Li-ion с номиналом напряжения 11,1 Вольт будет представлять собой 3 параллели (3S). Рабочее напряжение АКБ получим, сложив значения напряжения всех параллелей: от 8,1 до 12,6 Вольт. Если при работе напряжение всей батареи или одной параллели выйдет за свой максимальный предел, в батарее начнется необратимый процесс деградации и существенно снизится емкость батареи, её длительность эксплуатации. 

Худший случай — полный выход батареи из строя и даже риск самовоспламенения. Чтобы этого не произошло, за параметрами работы АКБ следит плата BMS. В её функции входит:

• Защита от короткого замыкания в цепи, контроль токов заряда и разряда.
  Если величина тока выходит за предел значений, плата управления ненадолго размыкает цепь.
  
• Термоконтроль.
  При работе аккумулятора выделяется тепло, но чрезмерный нагрев оказывает негативное влияние. Если батарея нагревается горячее 80-90℃, появляется риск самовозгорания. О пожароопасности аккумуляторов мы подробно писали в этом материале. BMS измеряет датчиками температуру и при 60℃ размыкает на некоторое время цепь до тех пор, пока АКБ не остынет до нормального рабочего уровня.
  
• Балансировка.
  Чтобы батарея стабильно обеспечивала технику энергией, на всех её параллелях напряжение должно быть одинаковым. 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 выравнивает напряжение на всех параллелях и обеспечивает корректную работу батареи.

Виды BMS

В широком смысле BMS определяет сразу несколько разновидностей устройств, предназначенных для нормальной работы аккумуляторов:

• Платы защиты по току и напряжению;
• Балансиры;
• Универсальные комплексные устройства.

Именно комплексный вариант — самый распространенный. Они объединяют в себе функционал защиты от замыкания, защиты по току и напряжению, оснащены температурным датчиком, устанавливают баланс токами небольшой величины (до 50-100 мА, этого достаточно для батареи качественной сборки).

Платы BMS могут быть:

• Симметричными, где один и тот же разъем может использоваться как для заряда, так и для разряда;
• Несимметричными, где зарядный и разрядный разъемы строго дифференцированы.

Продвинутый вариант: Smart BMS

В платах Smart встроено сразу несколько температурных датчиков, что позволяет более тонко контролировать температурные изменения в батарее. К таким платам можно подключить специальный дисплей для отображения всей важной информации о работе и состоянии АКБ. Smart BMS поддерживает bluetooth и организует управление через приложение на смартфоне с широким функционалом:

• Настройка количества параллелей, включенных в работу BMS.
• Настройка пороговых значений напряжения на параллелях — для совместимости платы с аккумуляторами разных типов.
• Ввод параметров максимальных допустимых значений тока на заряд и разряд.
• Отслеживание параметров: напряжение общее и на отдельных параллелях, токи заряда и разряда, значение температуры.

Балансиры

Зачем нужны балансиры, мы уже описывали в этой статье. BMS-балансиры различаются активные и пассивные. 

Активный балансир вмешивается в работу аккумулятора в процессе зарядки: восполнив энергию в одной параллели сборки, он отключает её от питания и продолжает заряд другой.

Пассивные балансиры  малыми токами через резисторы уравнивают напряжение, снижая его на элементах до одинакового значения. Основное преимущество в том, что пассивный балансир не нуждается во внешнем питании, а также их аналоговые комплектующие дают лучшую точность.

Пошаговый выбор BMS для АКБ

1. Определитесь с типом аккумулятора, который будет использоваться. Каждая BMS предназначена для определенного вида АКБ. Исключением является Smart BMS, совместимая с разными типами батарей.
2. Выясните, сколько параллелей будет в сборке. Аналогично, Smart BMS может подстраиваться под разные параметры, а вот обычные модели рассчитаны на определенное количество.
3. Определите нагрузку. BMS работают с определенными диапазонами токов, при их превышении плата будет отключаться из-за перегрева. Учтите, в закрытом и не вентилируемом корпусе элемент будет нагреваться сильнее. В этом случае лучше взять двукратный запас по силе тока.
4. Убедитесь, что ваша плата подходит устройству, которому она предназначается. Некоторые устройства требуют исключительно симметричную плату — например, гироскутеры.
5. При потребности отслеживать детальные параметры АКБ и совершать их настройку, выбирайте smart BMS.

Вы можете проконсультироваться у менеджеров нашего интернет-магазина, мы поможем подобрать плату BMS.