что такое bms контроллер
На Токе заряженный портал
Что такое BMS (Battery Management System) и для чего она нужна? — На токе
Что такое BMS (Battery Management System) и для чего она нужна?
Современные аккумуляторные батареи не являются такими примитивными как их древние предшественники. Технический прогресс шагает вперёд неудержимо, да и к тому же, разработчикам нужно что-то постоянно изобретать, дабы удивлять публику совершенством своего мозга и естественно, вытягивать с завидной регулярностью деньги с кармана неискушённого потребителя, удивляя его какими-либо научно-техническими «фокусами». Но даже если откинуть эти самые чудеса, имеет место чисто технологическая необходимость, от которой просто никуда не деться. В этой теме речь пойдёт о такой нужной «примочке», как система управления батареей или сокращённо BMS, которая практически всегда является неотъемлемым атрибутом современной, высокотехнологичной АКБ.
Содержание:
Что такое система управления батареей (BMS)?
BMS — это электронная плата, устанавливаемая на АКБ для выполнения таких задач:
BMS получает данные и на их основе балансирует заряд компонентов, предохраняет батарею от КЗ, излишнего разряда и излишнего заряда, перегрузки по току, перегрева и переохлаждения. Функционал БМС не только повышает эффективность работы аккумуляторов, но и в значительной степени продлевает срок эксплуатации накопителей. Если АКБ доходит до критического состояния, BMS принимает соответствующее решение: она запрещает использование накопителя в системе, просто отключая его. Есть такие вариации BMS, в которых разработчики организовали запись данных о функционировании электробатареи и их передачу на ПК.
BMS очень важна для такой разновидности АКБ, как литий-железо-фосфатная (обозначается LiFePO4). Эти изделия весомо переигрывают своих Li-ion оппонентов по безопасности, производительности, а также стабильности. Однако у LiFePO4 АКБ есть один недостаток: девайсы восприимчивы к перезаряду, а также к разряду ниже допустимого для них напряжения. Поэтому система управления аккумулятором устанавливается на LiFePO4 в обязательном порядке, так будет максимально снижен риск порчи отдельных ячеек АКБ и полной поломки агрегата.
В идеале, напряжение каждого из компонентов находящегося в составе LiFePO4 аккумулятора, не должно выходить за определённые рамки и оно должно быть у всех составляющих одинаковым. Как обстоят дела на самом деле? Очень редко можно встретить аккумуляторную батарею, у которой все элементы входящие в её состав демонстрируют идеально ровную ёмкость. Думаете различие всего на долю-другую ампер-часов останется незаметным и всё обойдётся? Ошибаетесь! Даже такая мизерная разница, может в дальнейшем обусловить разность напряжения при процессе зарядки/разрядки. Для LiFePO4 эта самая разница может обернуться довольно печальными последствиями.
Если ячейки соединены параллельно, то напряжение на каждой будет находиться почти на одном и том же уровне: те компоненты, которые окажутся более заряженными, смогут тянуть своих менее заряженных коллег. А вот при последовательном подключении, к сожалению, ровного распределения заряда ожидать не приходится. Чем это чревато? А тем, что одни компоненты будут недозаряжаться, а другие наоборот, будут получать избыточный заряд. Не стоит обманываться, если общее напряжение по окончанию зарядки дойдёт практически до идеального показателя.
Даже при скромном превышении заряда некоторых элементов аккумуляторной батареи, имеет место деградация: электронакопитель по ходу эксплуатации не сможет отдавать нужную ёмкость и из-за неравномерного распределения заряда, агрегат в ускоренном режиме станет сдавать свои былые позиции и по итогу, дойдёт до полной неработоспособности. Компоненты с самым маленьким уровнем заряда станут просто-напросто слабым звеном аккумуляторной батареи: они будут довольно быстро разряжаться, а вот элементы обладающие большей ёмкостью будут разряжаться только отчасти.
В этом случае помогает балансировка аккумулятора, которую осуществляет BMS. Микросхема тщательно отслеживает чтобы все компоненты АКБ по окончанию зарядного процесса получили равномерное напряжение. Когда зарядное мероприятие подходит к логическому окончанию, БМС осуществляет балансировку посредством шунтирования подзарядившихся компонентов либо же переправляет энергию ячеек с повышенным напряжением, компонентам на которых оно меньше. Блок контроля АКБ, балансируя агрегат и контролируя температурный режим, а также осуществляя ряд других функций, обеспечивает максимально долгий срок эксплуатации батареи.
Для чего нужна BMS (основное назначение)
Вообще, понятие BMS — весьма широкое, поэтому оно распространяется практически на всё оборудование, обеспечивающее корректное функционирование АКБ. Это могут быть как простенькие платы защиты либо балансировки, так и более сложные микроконтроллерные приспособления.
То, что сейчас предлагают разработчики, можно условно выделить в 4 категории:
Функции BMS
1. Контролирует:
Схема имеет возможность сохранять в памяти некоторые данные: число циклов заряда/разряда, значение наибольшего и наименьшего напряжения составляющих и тока зарядки/разрядки. Именно на эту информацию и нужно ориентироваться при определении рабочего состояния АКБ.
2. Интеллектуально-вычислительная функция. На основе выше приведённых пунктов, система контроля АКБ оценивает:
3. Связная функция. Микросхема предоставляет возможность подавать вышеприведённые данные на внешние устройства управления, посредством проводной либо беспроводной связи.
4. Защитная функция. Система защиты АКБ оберегает её, не давая выходить на тот режим работы, который может нанести ущерб. Микросхема осуществляет безопасное подключение и отключение нагрузки, её гибкое регулирование, а также защищает электробатарею от:
Контрольная плата может нейтрализовать опасный для электронакопителя процесс, воздействуя непосредственно на аккумулятор либо же, подавая нужный сигнал контроллеру о недопустимости дальнейшего использования АКБ. Система отключает электронакопитель от нагрузки или зарядного приспособления в ситуации, когда хотя бы один из рабочих параметров выйдет за рамки принятых значений.
5. Функция балансировки. Равный заряд всех ячеек электронакопителя, продлевает срок его службы в максимальной степени.
Другие технические нюансы
1. Для защиты микросхемы БМС от влаги и пыли, производитель наносит на неё специальное защитное покрытие.
2. Бывают случаи, когда в распоряжении батареи имеется несколько контрольных плат и каждая из них заведует определённым количеством элементов и отправляет выходящие данные общему контроллеру.
3. На самом деле, БМС могут брать на себя намного больше обязанностей, чем просто управление аккумулятором. Данная плата может даже в некоторой степени контролировать режим работы электротранспорта. Если АКБ участвует в функционировании системы рекуперации, то высокотехнологичная микросхема может осуществлять регулировку процесса зарядки электробатареи при замедлении.
4. Практически во всех магазинах можно найти уже готовые решения в состав которых входит блок контроля батареи. Однако если случилось так, что вам нужно найти BMS отдельно, то учитывайте следующее: плату контроля нужно совмещать только с той разновидностью аккумуляторных батарей, на которую она рассчитана. Кроме того, нужно учитывать, какое количество ячеек должна обслуживать приобретаемая BMS. Этот параметр обозначается «Cells» либо литерой «S». К примеру, если микросхема имеет обозначение «12S» или «12 cells», то плата рассчитана на обслуживание 12 элементов.
5. Для избежания перезарядки, в принципе, можно обойтись и без BMS — оказывается защитить аккумуляторную батарею от перезаряда может и контроллер. У этих устройств есть такая функция как отключение АКБ, если та разрядится до определённого напряжения, а защиту от перегрева, как правило, берёт на себя зарядное оборудование. Что касается конкретно балансировки, то можно собственными силами соорудить простейший балансир.
Как определить качественную BMS (советы сведущих людей)
1. Если говорить о продукции приобретаемой на всенародно любимом AliExpress, то у хорошей платы должно быть большое количество положительных отзывов от покупателей их Европы, США и естественно России.
2. Количество баланс-резисторов и светодиодных элементов (при их наличии), должно быть равно числу ячеек в аккумуляторной батарее.
3. Разводка и пайка должны быть выполнены аккуратно хотя бы внешне, кроме того, нужно обращать внимание на «полиграфические изыски», проще говоря на наклейку, и толщину силовых дорожек.
4. Весьма хорошим вариантом будет поиск информации о присмотренной вами платы управления в рунете. Ищите особенности оборудования, нюансы и отзывы реальных людей.
5. Отнеситесь к выбору BMS с максимальной степенью ответственности. Не рационально экономить на этом устройстве, ведь даже качественное, стоит не так уж и много, а запороть аппаратуру в случае с некачественным вариантом может на приличную сумму.
Заключение
Ну что же, как видим, Battery Management System, вещь действительно необходимая современным аккумуляторам. От чего она только не спасает! Если на вашей АКБ установлена подобная система — можете спасть спокойно, ваш агрегат не пропадёт и кроме того, прослужит вам максимально долго, радуя своей предельной отдачей при этом!
BMS (она же система мониторинга состояния аккумулятора)
Небольшой пост о том, что чем умнее техника, то тем тупее чувствуешь себя на её фоне:)
Кратенькая предистория: сейчас в гараже завелся (в прямом и переносном смыслах) второй эскейп. Тоже из штатов, тоже битый в лицо — машина моего дружбана под восстановление. Ковыряем вместе с дружбаном.
Родной аккумулятор с трудом заводил двигатель, поэтому заменили его на новый и сделали сброс BMS — вроде всё по-честному. По-скольку в данный момент машина находится в процессе сборки, то из гаража не выезжает — используем её в основном как блютуз-колонку. Естественно приходится периодически подзаряжать аккумулятор, что мы периодически и делали, предварительно скидывая плюсовую клемму с аккумулятора…
И тут, как говорится, в схему закралась ошибка. Получили неприятный сюрприз — в какой-то момент Синк начал говорить «до свиданья» сначала после 10 минут работы, потом после 5 минут, потом после 2-3 минут.
Причем никакой закономерности выявить не получалось — стучали по колесу, дергали провода, разобрали всю консоль с Синком и дергали там и т.п., но Синк прощался без какой либо связи с внешними раздражителями.
Пришлось лезть в дебри фордовских форумов и вот что я там нашел(привожу текст оригинала):
When charging the vehicle battery by connecting the charger to the negative battery terminal, the BCM will not immediately update the battery state of charge. In this instance, after charging, you must carry out the Battery Monitoring System (BMS) Reset using the scan tool. This reset is needed for proper engine off load shedding and to prevent invoking of engine off load shedding earlier than normal.
NOTE: If the reset is not carried out, when the battery is replaced or charged by connecting the charger to the negative battery terminal, it takes approximately 8 hours for the BCM to learn the new battery state of charge. During this 8 hour period, the vehicle must be undisturbed, with no doors opened or keyless entry button presses. If the vehicle is used before the BCM is allowed to learn the new battery state of charge, engine off load shedding can still occur and a message may be displayed.
If the vehicle has been jump started, engine off load shedding can still occur and a message may be displayed until the BCM determines the battery state of charge is above 40%.
When charging the vehicle battery by connecting the charger to engine or chassis ground, the negative charger clamp must be connected to an unpainted chassis surface or a solid engine component such as a generator mount or engine lifting eye. In this instance, after charging, the BMS Reset is not required. Through this method of charging the BCM will update the battery state of charge during the charging process.
Полностью переводить лень, но в двух словах речь о следующем:
если батарея была заменена либо заряжалась отдельно от машины либо заряжалась с подключением зарядного устройства напрямую к минусовой клемме(т.е. минуя BMS) то ОБЯЗАТЕЛЬНО необходимо сделать сброс BMS иначе система может некорректно определять состояние батареи и уходить в состояние экономии электронэнергии раньше времени, т.е. тушить Синк, различные обогревы, климат и.т.п. Кто-то даже писал, что отключаются гнезда прикуривателя. Сброс можно выполнить программно через OBDII либо просто оставив машину с подключенным аккумулятором в состоянии покоя на 8 часов.
Т.е. как я понял что произошло в нашем случае:
-мы слушали музыку от аккумулятора и BMS регистрировала расход электроэнергии
-затем мы отключали плюсовую клемму (и BMS отключалась вместе с ней) и заряжали аккумулятор до полного
-подключали плюсовую клемму и снова слушали музыку и BMS снова регистрировала расход электроэнергии
-затем снова заряжали отсоединенный аккумулятор и так далее
таким образом BMS всегда регистрировала только расход электроэнергии и никогда не регистрировала заряд и соответственно считала, что мы в усмерть разрядили аккумулятор, хотя он был заряжен на 100%.
з.ы. кстати прикупил зарядное CTEK MXS 5.0. Рекомендую. Действительно смогло зарядить кальциевый Bosch 80Ач до полного(напряжение на заряженном аккумуляторе 12,7-12,8В). После двух других зарядных напряжение после суток зарядки было не выше 12,4-12,5.
Как выполнить сброс BMS без диагностического сканера:
Автомобили с кнопкой заднего противотуманного фонаря
1. Сядьте в автомобиль и в течение 10 секунд выполните шаги 2–4.
2. Переключатель зажигания в положении ON, двигатель выключен (положение II).
3. Нажмите и отпустите переключатель заднего противотуманного фонаря пять раз.
4. Нажмите и отпустите переключатель аварийной сигнализации три раза.
5. При правильном выполнении контрольная лампа системы зарядки на щитке приборов мигает три раза в течение следующих 15 секунд.
6. Сброс BMS выполнен.
Под нажатием 3/5 раз имеется ввиду последовательность Вкл/Выкл/Вкл и Вкл/Выкл/Вкл/Выкл/Вкл, т.е. в итоге туманки и аварийка остаются включенными. Для того чтобы работала кнопка задних туманок необходимо включить ближний свет.
Автомобили БЕЗ кнопки заднего противотуманного фонаря
1. Сядьте в автомобиль и в течение 10 секунд выполните шаги 2–4.
2. Переключатель зажигания в положении ON, двигатель выключен (положение II).
3. Вытяните и отпустите переключатель дальнего света пять раз(надо просто моргнуть дальним 5 раз).
4. Нажмите и отпустите педаль тормоза три раза(надо просто нажать на тормоз 3 раза).
5. При правильном выполнении контрольная лампа системы зарядки на щитке приборов мигает три раза в течение следующих 15 секунд.
6. Сброс BMS выполнен.
BMS контроллер
Для питания двигателей электросамокатов или сигвеев используются преимущественно литиевые аккумуляторы. Недорогие, простые в использовании, с хорошими показателями емкости – такие аккумуляторы являются оптимальным решением для индивидуального электротранспорта. Но литиевые батареи требуют соблюдения правил эксплуатации, в противном случае аккумулятор может выйти из строя. Для защиты АКБ от поломки производители используют установку специального узла – BMS контроллера.
Что такое BMS контроллер
BMS – система, обеспечивающая управление АКБ, правильную эксплуатацию отдельных элементов питания, безопасность работы батареи. Платы БМС разделяются на простые балансировочные, защитные и сложные микроконтроллеры. Задачи первых двух видов заключаются в правильном распределении заряда и равномерной работе все элементов питания. Микроконтроллер выполняет такие задачи:
Для электросамокатов или других типов гаджетов используются простые БМС платы, выполняющие такие функции:
Эксплуатационный ресурс АКБ будет большим при использовании более разветвленной, функциональной платы БМС.
Как работает БМС
Конструкция контроллера включает в себя такие узлы:
Для балансира обычно используется тип конструкции TL431. Резисторы балансира обеспечивают стабильность напряжения, при этом резисторы могут быть различными, соответствующим виду батареи. Напряжение при питании от транзистора плавно передается к балансиру, после чего система самостоятельно исключает прерывание заданного уровня напряжения. Транзисторное напряжение увеличивается быстро только при минимальном повышении тока, подаваемого на батарею.
Для упрощенных балансиров подходят почти все типы PNP-транзисторов. Мощность транзистора 2.1 вольта соответствует значению тока в 500 миллиампер, который должен получить элемент питания. Чтобы исключить потерю мощности, необходимо схему обеспечить собственным охлаждением, то есть создать оптимальные условия функционирования. Мощность потерь усиливается при зарядном токе от 1 ампера, то есть охлаждение при увеличении тока требуется сильнее. Балансировка АКБ используется для стабилизации уровня мощности при низкоомной нагрузке. Микросхемы типы D1 обеспечивают измерение уровня напряжения.
Одной из функций БМС выступает защита от превышения тока. Величина этого параметра определяется при помощи нескольких способов. Самым распространенным является шунт, фиксирующий уровень напряжения на резисторе. Точность измерения требуется высокая, что становится причиной удорожания конструкции. но надежность также повышается, рабочий ресурс АКБ серьезно увеличивается. Вторым методом диагностики и защиты от коротких замыканий выступает проверка уровня напряжения при его проседании до нуля.
Защита по напряжению занимает меньше времени, для проведения процедуры применяется аналогово-цифровой преобразователь. Но конкретная процедура зависит от типа сборки аккумулятора. При последовательном соединении элементов питания уровень напряжения замеряется на каждой отдельной банке. Но такой вариант имеет минусы – неравномерность разряда, наличие риска высадки в ноль для отдельных элементов. При параллельном соединении таких проблем нет.
Защита по температуре используется редко. Однако эта возможность предусмотрена – на АКБ есть третий контакт, вводящий в сеть терморезистор с сопротивлением, зависящим от температуры окружающей среды. Такое решение защищает от перегрева, так как до срабатывания общей защиты включаются другие элементы. Итог – батарея надежно защищена от перегрева и возгорания.
Как работает заряд?
Одной из функций БМС выступает обеспечение правильного заряда АКБ. Литиевые батареи надо заряжать в 2 этапа:
После достижения необходимого уровня заряда система регистрирует завершение процесса. Устройство надо отключить от сети, защищая от перезаряда и выхода из строя из-за перегрева.
Балансировка платы применяется для многобаночных АКБ. Эта функция необходима для повышения общего уровня напряжения всей сборки. Требуемый эффект получается при помощи выравнивания уровня напряжения для каждого элемента питания. Это исключает ситуацию, при которой некоторые элементы заряжаются раньше других. Если балансировки нет, одни элементы заряжаются раньше и принимают на себя максимальное значение тока. Это повышает износ, рабочий ресурс ЭП для сборки оказывается различным. В итоге, эффективность АКБ падает, вероятен быстрый выход устройства из строя или падение емкости.
Балансиры, применяемые для АКБ, разделяются на активный тип и пассивный. Активный тип контролирует напряжение в процессе заряда АКБ, активируя подачу напряжения между отдельными ЭП, пока все элементы не будут равномерно заряжены. Пассивные балансиры выравнивают напряжение при других условиях – при разряде. Внешнее питание для такого балансира не требуется, точно повышается, благодаря использованию только аналоговых элементов.
БМС – важный элемент АКБ, обеспечивающий защиту и повышающий рабочий ресурс. Контроллер ставится для всех новых моделей сборок аккумуляторов, сделать это можно самостоятельно или при обращении в сервис-центр.
BMS контроллер
Литиевые батареи уверенно удерживают лидерство среди всех разновидностей аккумуляторов. Даже простые пользователи примерно представляют себе принципы правильной эксплуатации. На все случаи выхода батарей из строя только единицы приходятся на производственный брак. В остальных ситуациях виновниками происшествий являются сами пользователи. Чтобы предотвратить поломку источника питания, производители прибегают к использованию инновационных технологических решений. BMS контроллер является одним из ярчайших тому примеров.
Что являет собой BMS?
BMS – это специальная система, отвечающая за управление аккумуляторной батареей. Это понятие является слишком широким, поэтому сюда входит подавляющее большинство устройств, в той или иной степени обеспечивающих правильную эксплуатацию источников питания внутри устройства. К этому понятию относятся как простые защитные/балансировочные платы, так и технически сложные микроконтроллеры, вычисляющими остаточные циклы заряда и определяющими токи разряда. Ниже не будут рассмотрены технически сложные системы ввиду их специфичности. По большому счету, они крайне редко попадают в руки рядовых радиолюбителей, их целевая аудитория – крупные производители оборудования.
Системы, которые продаются везде, условно разделяются на 4 группы.
Чем более функциональна и разветвленная защита, тем выше эксплуатационный ресурс аккумуляторной батареи.
Как работает BMS-контроллер?
В общей сложности, плата состоит из:
Упрощенные схемы балансиров
Упрощенный балансир для аккумуляторов обычно разрабатывается на основе TL431. Задача резисторов R1 и R2 заключается в поддержке стабильного напряжения. Если имеющийся тип батареи несовместим с имеющимися резисторами, для нее можно выбрать другие резисторы. От транзистора передается эталонное напряжение, после чего, ближе к границе требуемого тока система приступает к постепенному открыванию транзистора. Тем самым она предотвращает превышение заданного мастером напряжения. При минимальном увеличении подаваемого тока транзисторное напряжение быстро увеличится.
К категории упрощенных балансиров подходят практически любые PNP-транзисторы, предназначенные для работы в пределах установленных токов/напряжений. Если источник питания должен получить ток 500 миллиампер, мощность транзистора составит 2.1 вольта. Идентичный уровень потеряет транзистор, вследствие чего систему надо снабдить небольшой системой охлаждения. При одноамперном зарядном токе или превышении этого значения увеличивается мощность потерь. Следовательно, с каждым разом системе будет сложнее избавляться от чрезмерной тепловой энергии. При выборе делителя напряжения необходимо ориентироваться на предельную величину напряжения ограничения, которого надо добиться.
Особенности схемы устройств для балансировки АКБ
В общей сложности, схема балансировки аккумулятора выступает в качестве стабилитрона повышенной мощности, на который подается низкоомная нагрузка. Посредством микросхем D1 ведется измерение напряжения на минусовой и плюсовой стороне аккумуляторной батареи. При достижении максимального значения открывается транзистор повышенной мощности, через который проходит все напряжение от зарядного устройства.
Учитывая небольшие размеры блоков, у мастеров появляется возможность без проблем устанавливать их на элемент. Правда, не стоит забывать о потенциале отрицательного полюса, появляющегося на корпусе источника питания. Важно проявлять максимальную осторожность в ходе установки систем общего радиатора. Обязательным условием является использование изоляции для транзисторных корпусов.
Защита по току
Есть несколько способов определения величины тока по линиям. Наиболее распространенным является шунт. Он фиксирует напряжение на резисторах, имеющее большую мощность и низкое сопротивление. Правда, здесь требуется повышенная точность измерений, да и сам шунт имеет большие габариты. При проведении измерений, опираясь на эффект Холла, эти недостатки полностью устраняются, но это неизбежно приводит к удорожанию конструкции. Следовательно, наиболее популярным методом диагностики короткого замыкания на линиях является проверка напряжения, проседающего до полного нуля при коротком замыкании.
Благодаря современным контроллерам появляется возможность мгновенно измерить напряжение и предотвратить порчу как аккумулятора, так и питаемого устройства. Возможно использование шунта. Если BMS предназначается для высокоточных измерений, тут они не требуются. Все, что надо – это зафиксировать скачок напряжения выше предельного значения. При наступлении события автоматически срабатывает контроллер, отключая посредством транзисторов нагрузку.
Защита по напряжению
Тут разобраться в сути вопроса гораздо проще. Для измерения напряжения требуется минимум времени, так как процедура выполняется посредством аналогово-цифрового преобразователя. Но и здесь есть свои нюансы. Если контроллеры отвечают за защиту большой сборки аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, тут они отдельно меряют напряжение на каждой банке. Учитывая минимальные различия в элементах, емкость также, хоть и минимально, но все же отличается. Результат – неравномерность разряда с риском высадки отдельного элемента «в ноль».
В некоторых системах не подключается нагрузка без дозарядки аккумуляторной батареи до установленного напряжения, когда триггер по переразряду сработает. Другими словами, одной подзарядки элемента на протяжении нескольких минут будет явно недостаточно для продления эксплуатации. Как правило, требуется зарядка до номинального напряжения.
Защита по температуре
В современном устройстве редко используется защита по температуре для зарядки литиевых аккумуляторов. С другой стороны, на аккумуляторах для смартфонов не просто так имеется третий контакт. Он вводит в цепь терморезистор, сопротивление которого зависит от величины окружающей температуры. Как правило, перегрев не наступает сам по себе. До его появления срабатывают другие защитные элементы.
Важно! Появление перегрева может спровоцировать короткое замыкание.
Как работает заряд батарей?
Аккумуляторы на литиевой основе заряжаются в два этапа. Первый – при постоянном токе, второй – при постоянном напряжении. На протяжении 1-го этапа устройство для зарядки плавно увеличивает напряжение так, чтобы батарея брала определенный ток. Доведя напряжение до четырех вольт, первый этап заканчивается, после чего наступает следующий – плавное поддержание напряжение аккумулятора на уровне 4.2 вольта.
Как только источник питания прекратит прием тока, система зарегистрирует это поведение как завершение зарядки. Реализация этого алгоритма также возможна с использованием обычных лабораторных блоков питания. Но это не всегда актуально, учитывая активное применение специализированных микросхем, предварительно настроенных под соблюдение четкой последовательности действий, указанных выше. Примером такой схемы является TP4056 – она может заряжать устройство, подавая ток величиной не более 1 А.
Что являет собой балансировка?
BMS контроллер оснащен еще одной, по мнению многих – самой интересной функцией. В многобаночных аккумуляторах предусмотрена функция балансировки элементов.
Что такое балансировка? Ее задача заключается в том, чтобы повысить общее напряжение сборки. Положительный эффект достигается за счет выравнивания напряжения каждого элемента. Многобаночные АКБ не состоят из элементов с идентичной емкостью – хоть и немного, но она все-таки отличается. Может возникнуть ситуация, когда один элемент зарядится полностью, в то время как другие еще нуждаются в доборе заряда.
Закон Ома дает понять, что когда такая сборка начнет разряжаться, те элементы, которые зарядились больше всего, примут на себя наивысший ток. При одном-двух циклах зарядки подобным образом с батареей вряд ли что-то случится. Но на длительной дистанции банки, постоянно принимающие наибольший объем энергии, постепенно начнут изнашиваться. Причем их износ окажется сильнее по сравнению с аккумуляторными банками, постоянно принимающими меньшее напряжение.
Важно! Во предотвращение негативных последствий проводится балансировка литий ионных аккумуляторов. Для этого используются специальные балансиры.
Разновидности балансиров – активные и пассивные
В общей сложности, активные и пассивные балансиры отличаются между собой в зависимости от принципа работы. Так, например, активный балансир для зарядки нормализует напряжение в элементах при зарядке. Суть следующая – когда одна банка полностью зарядится, балансир активирует подачу напряжения на другую банку, делая это до тех пор, пока все банки не будут равномерно заряжены. Моделисты пользуются зарядным устройством Imax B6, которое в режиме балансировки индивидуально диагностирует каждую банку.
А как работает балансир li ion аккумуляторов пассивного типа? Здесь все наоборот – выравнивание происходит при разрядке, когда ток проходит через группу резисторов. Преимущество заключается в отсутствии необходимости пользоваться внешним питанием. А благодаря использованию аналоговых элементов при сборке их точность значительно увеличивается.
Следовательно, алгоритм работы заряда батарей может отличаться между собой в зависимости от типа балансира.
Выводы
Если возникают сомнения в том, какая именно балансировочная плата подойдет к тому или иному устройству, при выборе необходимо ориентироваться на спектр задач, решаемых батареей, особенности конструкции источника питания и технические характеристики. На рынке представлен широкий спектр специальных контроллеров, способных обеспечить батарею равномерной подачей тока заряда.
Категорически запрещается игнорировать требования техники безопасности. Если установка защиты в устройствах, где ток потребления минимален – это правило хорошего тона, это не значит, что от нее можно отказаться и высокотоковом проекте. За счет обеспечения качественной защиты аккумуляторных батарей достигается не только продление срока эксплуатации, но и повышение общей безопасности при работе с источниками питания.