BMS Li-ion Co To Jest i co trzeba wiedzieć o modułach i ogniwach litowych

Spis treści

• Co to jest BMS? Kompendium wiedzy
• Jak działa BMS i jakie jest jego zadanie? 
• Ładowanie gotowego pakietu
• Jak dobrać BMS do baterii?
• Podłączanie modułu BMS
• Najczęstsze problemy z BMS-ami
• Sprawdź ofertę modułów BMS w ABC-RC!
• Podsumowanie na temat działania modułów BMS

Co to jest BMS? Kompendium wiedzy

Witam wszystkich, w tym wpisie chciałbym poruszyć temat ogniw litowych, jak je ładować, przechowywać, jakie są ich najistotniejsze cechy, a także jak takie ogniwa rozładowywać i o nie dbać, aby posłużyły nam jak najdłużej i bezpiecznie. 

Jak już wiemy z powyższego artykułu, o pakietach litowych muszą one być szczególnie traktowane podczas ładowania i rozładowywania, czyli muszą mieć zabezpieczenie nadprądowe i napięciowe podczas ładowania jak i rozładowywania. Co to oznacza w praktyce?

Oznacza to, że prąd podczas ładowania musi zostać ograniczony, ponieważ ogniwo "pochłonie" taki prąd, jaki się mu poda, jednak prąd wyższy niż ustalony przez producenta (przeważnie bezpieczny prąd to 1C) może doprowadzić do przegrzania ogniwa i w skrajnych przypadkach jego wybuchu. Taka sama zależność tyczy się również rozładowywania.

Jak działa BMS i jakie jest jego zadanie? 

BMS monitoruje napięcia ogniw, czy to podczas ładowania, czy rozładowywania po wykryciu np. spadku napięcia na którymś ogniwie odłącza układ i analogicznie podczas ładowania balansuje cele i jeżeli któraś przekroczy górny próg napięcia (spadek natężenia prądu poniżej 0,05C ok 130mA), to zostaje odłączona, a reszta ładuje się do tego samego poziomu.

Dobrze jednak jak BMS monitoruje prąd? Zasada działania jest bardzo prosta i również wykorzystuje pomiar napięcia jednak w tym wypadku z wykorzystaniem bocznika.

W skrócie prąd płynący przez rezystor (o stałej rezystancji) powoduje tym, większy spadek napięcia im większy przepływa prąd. Na szczęście mamy prawo Ohma R=U/I i znając rezystancję i spadek napięcia, obliczamy prąd. I w ten oto niezwykle prosty sposób działają moduły BMS zabezpieczające ogniwa litowe.

Jeszcze jedna ważna uwaga dotycząca modułów to to, iż nie ograniczają one prądu podczas ładowania ogniw, spytacie dlaczego? Odpowiedź jest banalnie prosta jeżeli moduł ograniczałby prąd a stworzony np. pakiet 3S8P o pojemności 3000 mAh ogniwo, za czym idzie łączna pojemność to 24000 mAh. Teraz podczas ładowania np. małym prądem taki proces ładowania będzie trwał bardzo długo... Dlatego ładując zrobiony pakiet z modułem BMS, należy samemu dobrać (ograniczyć) odpowiedni prąd do pakietu, jaki został zrobiony. Jak już jesteśmy przy zasilaniu, to można ograniczyć prąd i zasilanie przetwornicą step-down XL4015E, która posiada nawet diody sygnalizujące proces ładowania i jego koniec, a dodatkowo jej druga wersja posiada wyświetlacz, który na bieżąco wyświetla aktualne napięcie na wyjściu i płynący prąd.

Ładowanie gotowego pakietu

Co do napięcia zasilania / ładowania gotowego pakietu musi ono być równe, lub wyższe sumie napięć w pełni naładowanych ogniw, czyli dla pakietu 3S, czyli 3*4,2 V= 12,6V należy ładować ładowarką o napięciu 13 V wzwyż. Ktoś zapyta, ale jakie bezpieczne maksymalne napięcie mogę podać na moduł? Otóż sprawa po testach paru modułów BMS wygląda w skrócie tak: im wyższe napięcie to moduł BMS zaczyna ładować nie jednostajnie a impulsowo. Dlatego napięcie może być średnio większe od znamionowego o ok. 5 V (przy 1-2S) do 10 V (<2s). span="">

Jak dobrać BMS do baterii?

Jaki moduł BMS wybrać i na jakie parametry zwrócić uwagę? Wybierając moduł, oczywiście musimy wiedzieć, na jakie zasilanie musi on być, czyli ile cel pakietu połączonych szeregowo będzie występowało (łączenie szeregowe akumulatorów sumuje napięcia, a łączenie równoległe sumuje ich pojemność, tak w gwoli przypomnienia). Jeżeli znamy napięcie, jakie chcemy uzyskać i jakim operować to już połowa sukcesu, zostaje jeszcze pojemność. Jak dobrać pojemność? To zależy, od tego gdzie pakiet będzie wykorzystywany, jeżeli w wiertarkach to pojemność rzędu 2000 / 3000 mAh będzie wystarczająca, jednak jeżeli jesteś budowlańcem, możesz pokusić się o większe pojemności, aby urządzenie działało dłużej.

Zostaje jeszcze jeden parametr, czyli maksymalny prąd pracy i prąd odłączenia. Czym się różni jeden od drugiego? Krótko mówiąc, max. prąd roboczy to prąd, przy którym dłuższa praca nie grozi przegrzaniem układu (tranzystorów) a prąd odcięcia to prąd maksymalny, przy którym moduł BMS odłącza zasilanie idące do odbiornika (tzw. zabezpieczenie nadprądowe). Prądy pracy i zabezpieczenia nadprądowe to kolejne elementy, które należy dobrać.

Jaki prąd będzie mi potrzebny? Nie jest to taka straszna kwestia, jakby się mogło wydawać, znów musimy przypomnieć sobie warunki i urządzenie, w którym BMS będzie wykorzystany. Jeżeli np. do budowy powerbanka to zabezpieczenie wystarczy na poziomie mocy ładowania, czyli od 1 do 3A. Jeżeli tak jak już wspomniałem wcześniej do zasilenia wkrętarki, to wtedy amperaż musi być większy i wynosić co najmniej 30A.

Podłączanie modułu BMS

Jak podłączyć moduł BMS? Schemat połączenia znajduje się na powyższym zdjęciu, jednak zamiast oznaczeń 0 V, 4,2 V... itd. mogą występować opisy jako B, gdzie B- to 0 V, czyli masa pierwszego ogniwa, od którego zaczyna się odliczanie kolejnych cel pakietu. B1 to wyjście z pierwszego ogniwa, czyli napięcie 4,2 V, B2 to złącze balansera drugiego ogniwa itd... a B+ to plus ostatniego ogniwa.

Moduły często posiadają zabezpieczenie, przed iskrzeniem podłączanych złącz pakietu, dlatego zaraz po podłączeniu pakietu pod moduł napięcie na jego wyjściach może być równe 0V, bądź ułamek napięcia prawidłowego. W tym przypadku należy podłączyć zasilanie (napięcie ładowania) na wyjścia P+ i P- po tej czynności jeżeli pakiet jest w dobrej formie, wszystko powinno działać poprawnie, jeżeli tak nie jest, to należy sprawdzić jeszcze raz połączenia. 

Najczęstsze problemy z BMS-ami

Zdarza się, że BMS o dość wysokim prądzie rozłączenia, wyłącza układ, który posiada spory zapas mocy. Dzieje się tak, ponieważ np. silnik DC, musi rozpędzić wał na początku swojej pracy, co pochłania znaczne ilości prądu niż później w czasie utrzymania obrotów. Jak rozwiązać ten problem? Można zastosować kondensator elektrolityczny, który będzie wygładzał szpilki napięciowe, a co za tym idzie, rozwiąże problem odłączania BMS-a. Jeżeli chcemy ingerować w układ BMS-a, lub bardziej poznać jego budowę, i zasadę działania, a także poznać jakieś tipy to zapraszam na rosyjską stronę: mysku.ru/blog/aliexpress/55176.html 

Sprawdź ofertę modułów BMS w ABC-RC!

BMS, czyli Battery Management System to elektroniczny system zarządzania akumulatorami, który jest niezwykle ważnym elementem w różnych urządzeniach elektronicznych, takich jak laptopy, smartfony, a także pojazdy elektryczne. BMS pozwala na ochronę akumulatora przed niepożądanymi zjawiskami, takimi jak przegrzanie, przeładowanie czy głębokie rozładowanie, co może prowadzić do uszkodzenia akumulatora lub nawet jego wybuchu. W tym artykule przedstawimy kompendium wiedzy na temat modułów BMS.

W sklepie internetowym ABC-RC można znaleźć szeroki wybór modułów BMS do ogniw 18650. Są to popularne ogniwa litowo-jonowe, które są wykorzystywane w wielu urządzeniach elektronicznych. W ofercie sklepu znajdziemy moduły BMS różnej pojemności i przeznaczone do różnych zastosowań.

Jednym z najważniejszych parametrów modułu BMS jest ilość ogniw, jakie jest w stanie obsłużyć. Moduły dostępne na ABC-RC pozwalają na obsługę od 1 do 16 ogniw, co daje wiele możliwości do zastosowania. Moduły z większą ilością ogniw są zwykle droższe, ale pozwalają na większą pojemność akumulatora.

Kolejnym ważnym parametrem jest napięcie pracy modułu BMS. W przypadku tych dostępnych w naszym sklepie są one przystosowane do pracy z napięciem od 5V do 60V. Istnieją również moduły BMS, które umożliwiają pracę z napięciem powyżej 60V, jednak są one mniej popularne i zwykle stosowane w bardziej specjalistycznych zastosowaniach.

Ważnym elementem modułów BMS są zabezpieczenia, jakie oferują. W ofercie sklepu ABC-RC znajdziemy produkty z różnymi funkcjami zabezpieczeń, takimi jak ochrona przed przegrzaniem, przeładowaniem, rozładowaniem czy zwarciem. Im więcej zabezpieczeń oferuje tego rodzaju moduł, tym lepiej chroni akumulator przed uszkodzeniem.

Warto również zwrócić uwagę na funkcje dodatkowe, jakie oferują moduły BMS. W niektórych modułach można znaleźć między innymi funkcję równoważenia ogniw, która pozwala na wyrównanie napięcia między poszczególnymi ogniwami w akumulatorze. Jest to ważne, aby zapobiec niepożądanym zjawiskom, takim jak przegrzanie czy przepięcia.

Podsumowanie na temat działania modułów BMS

Moduły BMS są niezwykle ważnymi elementami w zarządzaniu akumulatorami, pozwalają na ochronę akumulatora przed uszkodzeniem, a co za tym idzie, przed stratą energii, a także przed potencjalnymi niebezpieczeństwami związanymi z nieprawidłową pracą akumulatora. W ofercie sklepu ABC-RC znajdziemy produkty różnej pojemności, przeznaczone do różnych zastosowań, z różnymi funkcjami zabezpieczeń i dodatkowymi funkcjami, takimi jak równoważenie ogniw. Wybierając ten moduł, warto zwrócić uwagę na ilość obsługiwanych ogniw, napięcie pracy oraz funkcje zabezpieczeń, aby zapewnić najlepszą ochronę dla naszych akumulatorów.