Системата за управление на батерията (BMS) при литиевите батерии: защити, пасивно или активно балансиране, свързана BMS
Системата за управление на батерията (BMS – Battery Management System) е електронната платка, която следи състоянието на клетките в литиевата батерия. Най-често я срещаме, когато тя прекъсва захранването. Въпреки това, тя изпълнява много повече функции: измерва, защитава, балансира клетките и, при по-новите модели, предоставя информация за състоянието на батерията. Това ръководство ще ви помогне да разберете как работи.
Същественото
- Системата за управление на батерията (BMS) измерва напрежението на всяка група клетки, тока и температурите.
- Той прекъсва зареждането или разреждането чрез транзистори, когато се достигне определена граница.
- Той балансира клетките, за да поддържа еднакво ниво на заряд, като разсейва излишната енергия (пасивно) или я прехвърля (активно).
- Вградената система за управление на батерията (BMS) позволява да се проследява състоянието на всяка клетка от телефон или контролер.
Какво измерва системата за управление на батерията (BMS)?
- Напрежението на всяка група последователно свързани клетки: това е най-важното измерване, тъй като групата с най-ниско напрежение определя ограниченията за цялата батерия.
- Токът, при натоварване и разреждане, обикновено се измерва чрез резистор.
- **Температурите** се измерват със сензори, поставени между клетките и върху самите компоненти за управление на мощността.
Защитите
| Защита | Активирана от | Ефект |
|---|---|---|
| Допълнителна такса | Група, работеща над максималното си напрежение | Прекъснете захранването |
| Дълбоко разреждане | Група, работеща при минималното си напрежение | Прекъснете разреждането |
| Претоварване при разряд | Ток, надвишаващ границата, след определено време | Прекъснете разреждането |
| Късо съединение | Екстремен ток | Разрязване за няколко микросекунди |
| Претоварване при натоварване | Прекалено голям ток на зареждане, включително при спиране с електрическа спирачка | Прекъснете захранването |
| Температура | Твърде горещо или твърде студено за зареждане | Прекъсва зареждането или разреждането |
Прекъсването на захранването се осъществява чрез мощностни транзистори, разположени на отрицателния полюс на батерията. Някои системи за управление на батерията (BMS) имат само един изход за зареждане и разреждане (общ порт), докато други имат два отделни изхода: портът за зареждане може да има значително по-нисък лимит на тока. Прекъсванията при ускорение са подробно описани в нашето ръководство за батерии и BMS, които прекъсват работата, а ефектът върху спирането е описан в ръководството за регенеративно спиране.
Защо е важно да се поддържа баланс?
Нито една клетка не е напълно идентична с тази, която е до нея. С течение на времето, леки разлики в капацитета и саморазреждането водят до отклонения между групите клетки: една група се зарежда напълно преди останалите, а друга се разрежда първа. Без корекция, батерията губи полезната си капацитет (зареждането спира при първата група, която се зареди, а разреждането започва при първата група, която се изтощи), а крайните групи клетки се износват по-бързо.
Пасивното балансиране
Най-често срещаният метод. В края на процеса на зареждане, системата за управление на батерията (BMS) свързва малък резистор към клетките с най-високо напрежение, за да разсейва излишната им енергия под формата на топлина, докато останалите клетки ги настигнат. Това е просто и надеждно, но бавно: токът за балансиране е нисък. Той коригира само малки разлики и само когато батерията е заредена напълно и редовно.
Активно балансиране
Системата за управление на батерията (BMS) прехвърля енергия от по-заредените клетки към по-малко заредените, използвайки схеми с кондензатори или индуктивност. Тя е по-ефективна, работи с по-високи токове и може да действа по всяко време, а не само в края на процеса на зареждане. Тя е по-сложна и по-скъпа. Среща се при големи батерии и като допълнение към съществуващи BMS.
Съвет за сервиз.
Батерията с пасивно балансиране трябва да се зарежда до 100% от време на време, и след като индикаторът покаже "пълна", тя трябва да остане включена за още известно време: именно тогава системата за балансиране работи. Батерия, която постоянно се зарежда само до 80%, рядко се балансира правилно.
Свързаната система за управление на батерията (BMS)
Съвременните, така наречени "интелигентни" системи за управление на батериите (BMS) комуникират чрез Bluetooth или чрез кабелна връзка. Чрез тях може да се прочете напрежението на всяка клетка, тока, температурите, броят на циклите на зареждане и разрядване, както и регистрираните грешки. Това е ценен инструмент за диагностика: ако някоя клетка се отклонява от останалите, това се забелязва веднага.
Свързана с контролера, една BMS система позволява и допълнителни възможности: контролерът може да адаптира мощността си към реалното състояние на батерията, вместо да го открива в момента, в който BMS системата я изключва. Например, нашите контролери RageLink, могат да се свързват към BMS системата на батерията.
Често задавани въпроси
Батерията ми губи капацитет, може ли да е проблем с балансирането?
Възможно е. Свържете система за управление на батерията (BMS) и сравнете напрежението на отделните батерийни клетки, когато са напълно заредени. Ясна разлика в напрежението може да сигнализира за дисбаланс или износена клетка. Няколко пълни цикъла на зареждане могат да коригират проблема, ако разликата е малка.
Винаги ли е по-добре да се използва активна система за управление на батерията (BMS)?
Не е задължително. При батерия, съставена от добре подбрани клетки и зареждана редовно до пълна мощност, пасивното балансиране е достатъчно. Активното балансиране е по-полезно при големи батерии и клетки, които имат отклонения в характеристиките си.
Възможно ли е да се смени системата за управление на батерията (BMS) на една батерия?
Да, но това е деликатна операция, която трябва да бъде извършена от специалист, тъй като се работи с заредени клетки. Новият BMS (Battery Management System) трябва да съответства на броя на клетките, свързани последователно, на химическия състав и на токовете на батерията.