Smart BMS: что умеет умная плата защиты

BMS — плата, которая следит за каждой ячейкой литиевой батареи и отключает её, когда что-то идёт не так. Smart BMS делает то же самое, но ещё и показывает всё в телефоне: напряжение каждой группы, ток, температуру и остаток заряда в процентах.

Что делает любая BMS

• Не даёт перезарядить. Отключает заряд, когда любая ячейка дошла до верхнего порога — у LiFePO4 это 3,7 В.
• Не даёт переразрядить. Отключает нагрузку на нижнем пороге — около 2,5 В на ячейку.
• Ограничивает ток и защищает от замыкания. Если мотор или инвертор берут больше, чем рассчитана плата, она отключает выход.
• Следит за температурой. Отключает заряд на морозе и в жару: LiFePO4 заряжают только при 0…+45 °C.
• Выравнивает ячейки. В конце заряда подтягивает отстающие группы к остальным.

Без платы литиевая батарея не собирается вообще: одна ячейка, ушедшая в переразряд или перезаряд, выводит из строя всю сборку. Поэтому в каждой нашей сборке стоит SMART BMS.

Что добавляет «умная» плата

• Приложение в телефоне по Bluetooth: напряжение каждой группы, ток заряда и разряда, температура, число циклов.
• Остаток заряда в процентах. Плата считает ампер-часы, которые вошли и вышли. У LiFePO4 это единственный надёжный способ: напряжение в середине разряда почти не меняется — подробно в статье напряжение LiFePO4.
• Настройки порогов — отключение по напряжению, току и температуре под вашу технику.
• Связь с инвертором — у плат, которые это умеют, по проводному интерфейсу; совместимость проверяют по модели инвертора.
• Журнал срабатываний: видно, почему батарея отключилась — от перегрузки, холода или севшей группы.

Как выбрать плату: ячейки и ток

Число ячеек задаёт напряжение: у LiFePO4 12 В — 4S, 24 В — 8S, 48 В — 16S; у Li-ion 36 В — 10S, 48 В — 13S. Плата должна быть ровно под эту схему и под химию: пороги у LiFePO4 и Li-ion разные.

Ток берут по самому тяжёлому режиму техники с запасом около 30 %: так плата не греется и не отключает мотор на старте. Примеры:

Ступени плат — 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200 и 250 А. Под пусковые токи компрессоров и мощные инверторы ток выбирают по пику, а не по средней мощности.

Когда нужна активная балансировка

Обычная плата выравнивает ячейки слабым током и только в конце заряда. Для небольших сборок из новых ячеек этого хватает. Для крупных LiFePO4 от 100 А·ч и для старых батарей лучше плата с активной балансировкой: её ток в десятки раз выше. Сколько времени занимает выравнивание тем и другим способом — на странице балансировки аккумуляторов.

Зимой — плата с подогревом

Если батарея живёт на улице, в лодке или в неотапливаемом гараже, плата с подогревом сначала прогревает ячейки и только потом пускает заряд. Без этого заряд на морозе либо не пойдёт вовсе — его запретит плата, — либо испортит ячейки, если платы с датчиком температуры нет.