Контроллер (балансир) заряда/разряда Li-Io/Li-Pol батарей HX-2S-JH20 BMS 2S 10A

Модуль HX-2S-JH20 представляет собой плату защиты аккумулятора BMS (Battery Management System) для двух ячеек литий-ионных (Li-Ion) и литий-полимерных (Li-Po) аккумуляторов с номинальным напряжением 3,6–3,7 В на ячейку. Функция балансировки – есть. Для LiFePO4 НЕ ПОДХОДИТ. Данный модуль не является зарядным устройством.

Основная задача BMS – обеспечить безопасную эксплуатацию аккумуляторов, предотвратить перегрузку по току при разряде, продлить их срок службы и защитить от перезаряда, переразряда, перегрева и короткого замыкания. Для зарядки нужно использовать источник питания с ограничением тока или специальный контроллер заряда, который реализует правильный алгоритм заряда литиевых батарей.

Технические характеристики:

• Количество ячеек: 2S
• Тип поддерживаемого аккумулятора: Li-Ion (3.7V), Li-Po (3.6V)
• Напряжение заряда: 8.4 – 9.0 В
• Напряжение прекращения заряда: 4.25 – 4.35 В ± 0,05 В
• Напряжение прекращения разряда: 2.7 - 3.0 В ± 0,1 В
• Ток разряда номинальный: до 10 А
• Ток разряда импульсный: 20 А
• Сопротивление: 300 mOhm
• Балансировка ячеек: есть
• Защита от перезаряда и переразряда: есть
• Защита от КЗ: есть

Нельзя использовать BMS, предназначенную для литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов, с литий-железо-фосфатными (LiFePO4) ячейками, так как у них разные пороговые напряжения зарядки и разрядки. Основная проблема – различие в пороговых напряжениях:

• Li-Ion аккумуляторы заряжаются до 4.2 В, их рабочее напряжение 3.6–3.7 В, а минимально допустимое – 2.5–3.0 В.
• LiFePO4 аккумуляторы заряжаются до 3.6 В, их рабочее напряжение 3.2 В, а разряжаться они могут до 2.0–2.5 В.

Если использовать BMS от Li-Ion для LiFePO4, она позволит зарядить ячейки до 4.2 В, что чрезмерно для LiFePO4 и может привести к перегреву, повреждению или быстрой деградации аккумулятора. Кроме того, при разряде такая BMS отключит нагрузку уже при 2.5–3.0 В, что уменьшит доступную ёмкость LiFePO4, ведь их можно было безопасно разряжать до 2.0 В. Поэтому с каждым типом аккумуляторов следует использовать BMS с нужными настройками пороговых напряжений.

Функции BMS, на которые следует обращать внимание при выборе:

• Защита от перезаряда – отключает заряд, если напряжение на ячейке превышает пороговый уровень. Номинал порога выбирается исходя из типа аккумулятора
• Защита от переразряда – размыкает цепь нагрузки, если напряжение ячейки падает ниже критического значения для этого типа аккумулятора.
• Балансировка ячеек (в многосекционных аккумуляторах) – выравнивает напряжение на всех ячейках, для более полной зарядки батареи и одинакового старения ячеек. Балансировка бывает активная (когда часть энергии из ячейки с большим напряжением перенаправляется в ячейку с меньшим напряжением) и пассивная (когда часть энергии из более заряженных ячеек утилизируется в тепло на балластных резисторах).
• Защита от перегрузки по току – отключает батарею при чрезмерном токе, протекающем через BMS в режиме разряда и заряда. Различают номинальный (продолжительный) ток и импульсный (кратковременный). Номинал тока BMS выбирается на 20-30% больше максимального тока в любом режиме потребления нагрузки.
• Защита от короткого замыкания – отключает батарею при резком скачке тока больше допустимого импульсного тока.
• Сопротивление – ток через BMS коммутируется мощными MOSFET-транзисторами. Чем ниже сопротивление открытого канала Rds, тем меньше потери на нагрев и выше пропускаемый ток.
• Контроль температуры – в более продвинутых BMS останавливает зарядку или разрядку при перегреве аккумулятора или не допускает заряда ячеек при низких температурах.
• Мониторинг состояния батареи – в интеллектуальных BMS анализируются параметры аккумулятора и окружающей среды и передаются в управляющий контроллер с помощью дополнительных интерфейсов (например, UART, I²C, Bluetooth и т. п.).