В современном мире аккумуляторы играют важную роль в питании наших повседневных устройств, от смартфонов до электромобилей.
Но поскольку батареи со временем изнашиваются и требуют тщательного обращения для обеспечения оптимальной производительности и долговечности.
Именно здесь в игру вступают системы управления батареями (BMS) и методы балансировки.
Что такое системы управления батареями (BMS)? Система управления батареями (BMS) является важным компонентом любой системы с батарейным питанием.
Он отвечает за мониторинг и контроль зарядки и разрядки аккумулятора, а также за обеспечение безопасности и долговечности аккумуляторной батареи.
BMS обычно состоит из электронных схем, датчиков и программных алгоритмов, которые совместно управляют работой аккумулятора.
Важность BMS в балансировке аккумуляторных элементов: является балансировка напряжений отдельных ячеек аккумуляторной батареи.
Балансировка ячеек имеет решающее значение, поскольку со временем изменения в емкости ячеек и внутреннем сопротивлении могут привести к тому, что некоторые ячейки заряжаются или разряжаются быстрее, чем другие.
Этот дисбаланс может привести к снижению общей емкости, сокращению срока службы и даже к угрозам безопасности, таким как перезарядка или чрезмерная разрядка.
При использовании литий-ионных аккумуляторов в составе батарей без балансирующего устройства часть из них окажется пере-разряженной (B) при работе батареи или перезаряженной (C) либо не дозаряженной (D) до номинальной ёмкости во время зарядки батареи
Методы балансировки
Существует несколько методов балансировки ячеек аккумуляторной батареи, в том числе:
- Пассивная балансировка балансировке энергия перезаряженных элементов рассеивается в виде тепла с помощью пассивных компонентов, таких как резисторы или диоды. Хотя этот метод прост и экономически эффективен, он не очень энерго эффективен и может привести к потерям энергии.
- Активная балансировка включает передачу энергии от перезаряженных ячеек к не дозаряженным с помощью активных компонентов, таких как транзисторы и конденсаторы. Этот метод более эффективен, чем пассивная балансировка, но требует более сложной схемы.
- Балансировка состояния заряда (SOC) это программный метод, который включает в себя регулировку скорости зарядки или разрядки отдельных ячеек, чтобы гарантировать, что все ячейки достигают одного и того же SOC. Этот метод эффективен для поддержания баланса, но требует точного наблюдения и контроля.
Системы управления батареями и методы балансировки необходимы для обеспечения долговечности, безопасности и производительности аккумуляторных блоков в различных приложениях. Поскольку спрос на устройства с батарейным питанием продолжает расти, разработка передовых технологий BMS и балансировки будет играть решающую роль в максимизации эффективности и надежности систем хранения энергии.
Параллельное подключение
Подключение аккумуляторов в параллель — это распространенный способ увеличения емкости батарей и продолжительности работы устройств.
Этот метод применяется как в повседневной жизни, так и в различных областях промышленности, включая автомобильную и морскую технику, солнечные батареи и многие другие.
Прежде чем приступить к подключению аккумуляторов в параллель, необходимо убедиться, что они имеют одинаковую емкость и напряжение.
В противном случае, это может привести к неравномерному разряду и повреждению батарей. Для подключения аккумуляторов в параллель требуется использование специальных проводов или клемм.
Положительные полюса всех батарей соединяются между собой, а также отрицательные полюса.
В результате получается единое электрическое соединение, увеличивающее емкость и общее напряжение системы.
Одним из основных преимуществ подключения аккумуляторов в параллель является увеличение емкости батарей без изменения напряжения.
Это позволяет увеличить время работы устройства или системы, не изменяя их характеристики.
Однако при подключении аккумуляторов в параллель важно учитывать правильное балансирование разряда и заряда каждой батареи, чтобы избежать перегрузки и повреждения.
Для этого можно использовать специализированные контроллеры заряда или балансировочные устройства.
Подключение аккумуляторов в параллель — это эффективный способ увеличения емкости и продолжительности работы батарей.
Однако для безопасного и эффективного использования этого метода необходимо соблюдать все технические рекомендации и правила.
Последовательное подключение
При последовательном подключении, важно учитывать несколько важных аспектов.
Во-первых, при подключении аккумуляторов последовательно, напряжение увеличивается, а емкость остается неизменной.
Это означает, что выходное напряжение будет суммой напряжений всех подключенных аккумуляторов, а емкость будет такой же, как и у одного аккумулятора.
Однако, при подключении аккумуляторов разной емкости или заряженности, их жизненный цикл может существенно различаться.
Поэтому, перед подключением аккумуляторов следует убедиться, что они имеют одинаковые характеристики, чтобы избежать возможных проблем.
Также следует помнить, что при подключении аккумуляторов последовательно, увеличивается риск перегрева и короткого замыкания.
Поэтому необходимо обеспечить правильное вентиляцию и использовать защитные механизмы, чтобы предотвратить возможные повреждения.
Подключение аккумуляторов последовательно – это эффективный способ увеличить общее напряжение, однако необходимо соблюдать осторожность и следить за правильностью подключения, чтобы избежать негативных последствий.
Подключение BMS в последовательном порядке на практике
После прочитанного выше, можно легко запутаться что к чему, да и как подключать BMS платы. Можно сделать вывод: они необходимы, для долголетия аккумуляторов и правильной зарядки каждого аккумулятора. В жизни все намного проще.
BMS платы нужно паять к аккумуляторам в определенной последовательности: от нуля до большего напряжения, если сделать не правильно, то плата не будет выполнять свою функцию.
На картинке ниже нарисована схема: внимательно посмотрите, не спешите. Сначала паяем ноль, потом 3.7, далее 7.4 и 11.1; только в таком порядке и тогда все будет ок (у вас может быть свой вольтаж).
Все батареи должны быть одинакового вольтажа и емкости, тогда плата будет корректно и равномерно заряжать и разряжать каждую батарею.
Схема подключения 3S, 4S BMS шуруповёрта
Мой результат 3S BMS
3S 12 v — это мое чудо, скотч спасает.
Если что то не понятно — задавайте вопросы в комментариях.
