EN
creator cover Шхуна "Чава"
Шхуна "Чава"
От проекта до славных походов...
Шхуна "Чава"
36
subscribers
goals
0 of 100 000  money raised
На большой поход
Available to everyone
Dec 21 2021 16:08

BMS

BMS(Battery Management System) -
система управления и контроля литиевой батареи
Я столкнулся с "литиевым" электричеством уже на заре его появления, когда полетели первые неуклюжие самоделки - многомоторные платформы, с контроллерами на ардуинах, сделанные из палочек, фанеры, и алюминиевого профиля из хозмага. Они часто падали, шикарно горели, но постепенно летали выше и дальше, и уже тогда пришлось понять, что литиевые батареи без электроники управления, балансировки и контроля не выживают в принципе.
И хотя до сих пор можно заглянуть на морские форумы, и обнаружить носителей "традиционных ценностей", отрицающих необходимость установки БМС и балансировки элементов литиевых судовых батарей, я это не рассматривал в принципе.
То есть:
п.1 - БМС для нашего применения нужна обязательно;
п.2 - Для того, чтобы выбрать подходящее устройство, нужно с ним разобраться
Здесь придется немного повториться, но это важно. Что представляет собой наша БМС?
Литиевые элементы в целом очень плохо переносят перезаряд и переразряд, перегрев и переохлаждение, и можно погубить ячейки батареи даже однократным выходом за их жизненные границы. Поэтому, как только любая ячейка батареи в процессе работы окажется на краю диапазона, батарею необходимо немедленно аварийно отключить от "внешнего мира" - источников и потребителей электрического тока.
Как минимум, БМС имеет довольно точный вольтметр, который измеряет напряжение на каждой ячейке батареи, измеритель тока заряда-разряда, протекающего через батарею, измеритель температуры батареи, мощный ключ или реле для отключения батареи от сети, и, собственно, сам управляющий контроллер, который следит за параметрами и управляет ключами. Это основа, обязательная часть программы.
Продвинутые устройства включают в себя узел балансировки элементов батареи. Дело в том, что ячейки, даже качественно сделанные, и хорошо подобранные для конкретной батареи, отличаются друг от друга по своим параметрам, пусть и на очень небольшие величины. В процессе многократных циклов заряда-разряда может возникнуть ситуация, когда ячейки в батарее заряжены по-разному, что снижает доступную для использования емкость.
Для того, чтобы выровнять емкости ячеек между собой, используется процесс балансировки.
В самом простом варианте, когда все делается вручную, все ячейки батареи соединяют в параллель, плюсы с плюсами, минусы с минусами, используя штатные силовые шины, и оставляют на несколько часов-дней. В замкнутой цепи появится электрический ток, ячейки выровняют потенциалы, и покажут в результате измерения идеально совпадающие напряжения на контактах.
БМС с узлом балансировки делает эту операцию "на лету", в процессе нормальной работы батареи. Поскольку предполагается, что элементы батареи изначально хорошо подобраны, узел балансировки может быть довольно маломощным, например, в моих батареях ток балансировки установлен всего 30 мА, включается он в работу, только когда заряд достигает 98-99%. В этих условиях напряжения на ячейках нашей батареи (Lishen 272) начинают "разбегаться" больше сотых долей вольта, и включается, так называемая "пассивная" балансировка, которая подключает параллельно ячейке батареи с самым высоким напряжением нагрузку, грубо говоря - нагреватель, через которую течет тот самый ток 30 мА, разряжающий эту ячейку. Этого небольшого выравнивающего тока хватает, чтобы удерживать батарею в балансе.
Для плохо согласованных ячеек, емкости которых сильно отличаются друг от друга, такой узел не поможет, и такую батарею придется регулярно приводить в порядок активным балансиром - отдельным устройством, выравнивающим напряжения на ячейках. Хотя можно это делать и вручную, соединяя их в параллель, как описано выше.
Так называемые smart BMS, "хитрые" БМС, позволяют, вдобавок к балансировке, регулировать свои контрольные параметры с компьютера или смартфона, выдают телеметрию, или "логи", в виде файлов, которые можно потом проанализировать, и в целом, позволяют получить довольно полную информацию о состоянии подопечной батареи в каждый момент времени.
Собиралась батарея для эксперимента, насколько нужна будет балансировка в процессе эксплуатации, было неясно, а значит, пусть будет, хотя бы по минимуму, и обязательно нужна была возможность контроля параметров с выходом на смартфон.
В результате на том же бюджетном Алиэкспресс был обнаружен интересный вариант БМС под маркой smart Daly, предположительно клон
умного Виктрона, довольно популярный, кстати, как я выяснил на днях, на уже упомянутом американском форуме . Но я пошел еще дальше, я приобрел клон от клона, который был тогда еще в полтора раза дешевле, и не пожалел.
На фото - экран смартфона с информацией о состоянии батареи. Как водится у китайцев, язык китаерусский, кое-что не работает, но, самое нужное есть!
Log in, to post comments

Subscription levels

No subscription levels
Go up