BMS (Battery Management System) — плата, яка стежить за кожною послідовною групою в літієвому акумуляторі. Без неї збірка з кількох елементів небезпечна: один елемент може перезарядитися чи розрядитися в нуль, поки загальна напруга здається нормальною. Розберемо, як вибрати плату, на прикладі BMS 5S 100A на мікросхемі BM3451.
Від чого захищає BMS
- Перезаряд — відключає заряд, коли будь-яка група досягла граничної напруги (для Li-ion — близько 4,25 В);
- глибокий розряд — відключає навантаження, коли група просіла до 2,7–2,9 В;
- перевантаження за струмом і коротке замикання;
- перегрів — якщо на платі є датчик температури;
- дисбаланс — вирівнює групи наприкінці заряду.
У платі з прикладу пороги такі: перезаряд — 4,21–4,29 В, перерозряд — 2,72–2,88 В. А після короткого замикання вона відновлюється сама, без підключення зарядного.
1. Кількість S і хімія
Кількість S — це кількість послідовних груп у збірці, і плата має точно їй відповідати:
| Збірка | Li-ion | LiFePO4 |
|---|---|---|
| 12 В | 3S (повний заряд 12,6 В) | 4S (14,4–14,6 В) |
| 18–21 В, інструмент | 5S (21 В) | — |
| 36 В | 10S (42 В) | 12S |
| 48 В | 13S (54,6 В) | 15S або 16S |
Пороги для Li-ion, LiFePO4 і LTO різні, тому BMS обирають під конкретну хімію. Плата для Li-ion на збірці LiFePO4 не захистить її від перезаряду — вона спрацює лише на напрузі, яка для LiFePO4 вже небезпечна.
2. Струм — із запасом
Безперервний струм BMS має бути на 20–30 % більшим за максимальний робочий струм навантаження. В описах часто пишуть піковий струм: у платі «100A» з прикладу безперервний струм розряду — 80 А, заряду — 60 А. Для шуруповерта чи болгарки на 18 В цього вистачає з запасом.
Струм захисту в цій платі можна зменшити, випаявши шунтові резистори R003, — мінус чверть струму за кожен. Це зручно, якщо елементи не розраховані на 80 А.
3. Спільний чи роздільний порт
У BMS зі спільним портом (common port) заряд і розряд ідуть через ті самі контакти — так простіше підключати. У платах із роздільним портом (separate port) зарядний підключають окремо, і струм заряду зазвичай менший за струм розряду. Важливо підключити плату саме так, як передбачено її схемою.
4. Балансування: пасивне чи активне
- Пасивне — «спалює» надлишок енергії на резисторах тієї групи, яка зарядилася першою. Струм невеликий — 40–100 мА (у платі з прикладу 60 мА). Підходить для невеликих збірок з однакових елементів.
- Активне — перекачує енергію з повних груп у менш заряджені струмом до 1–2 А. Потрібне великим збіркам для інверторів і збіркам з елементів із демонтажу, де розкид параметрів більший.
5. Смарт-BMS
Смарт-плати — JK (Jikong), Daly та інші — показують у застосунку на телефоні напругу кожної групи, температуру, струм і відсоток заряду, а також дозволяють змінювати пороги. Для акумулятора інвертора варто брати BMS з CAN або RS485: тоді інвертор сам бачить стан батареї. Детальніше — у статті як вибрати акумулятор для інвертора.
Часті помилки
- Плата на іншу кількість S, ніж у збірці.
- Неправильна послідовність підключення балансувальних проводів — плата може вийти з ладу ще до першого заряду. Дотримуйтеся інструкції саме до вашої плати.
- Тонкі силові дроти на потужній BMS: вони гріються сильніше за саму плату.
- BMS для Li-ion на збірці LiFePO4 — і навпаки.
Плати для різних збірок — у розділі BMS-плати: 13S на 30 А для електровелосипедів на 48 В, 10S на 30 А для 36 В, плати для акумуляторів DeWALT. Не впевнені, яка потрібна? Напишіть нам параметри збірки — підберемо.
Часті запитання
Чи можна обійтися без BMS?
Для одного елемента в ліхтарі з власним захистом — так. Для будь-якої збірки з кількох послідовних груп — ні: без BMS групи розбалансуються, і рано чи пізно один елемент перезарядиться або розрядиться нижче допустимого.
BMS відключилася й не вмикається — що робити?
Найчастіше спрацював захист від глибокого розряду. Багато плат «прокидаються», щойно підключити зарядний пристрій. Якщо не допомогло — перевірте напругу кожної групи: можливо, одна з них просіла.
