Контролер (балансир) заряду/розряду Li-Io/Li-Pol батарей HX-2S-JH20 BMS 2S 10A

Модуль HX-2S-JH20 являє собою плату захисту акумулятора BMS (Battery Management System) для двох комірок літій-іонних (Li-Ion) і літій-полімерних (Li-Po) акумуляторів з номінальною напругою 3,6–3,7 В на комірку. Функція балансування – є. Для LiFePO4 НЕ ПІДХОДИТЬ.
Даний модуль не є зарядним пристроєм.

Основне завдання BMS – забезпечити безпечну експлуатацію акумуляторів, запобігти перевантаженню за струмом при розряді, продовжити термін служби акумулятора та захистити його від перезаряду, перерозряду, перегріву та короткого замикання. Для зарядки необхідно використовувати джерело живлення з обмеженням струму або спеціальний контролер заряду, що реалізує правильний алгоритм зарядки літієвих батарей.

Технічні характеристики:

• Кількість комірок: 2S
• Тип підтримуваного акумулятора: Li-Ion (3.7V), Li-Po (3.6V)
• Напруга заряду: 8.4 – 9.0 В
• Напруга припинення заряду: 4.25 – 4.35 В ± 0,05 В
• Напруга припинення розряду: 2.7 - 3.0 В ± 0,1 В
• Струм розряду номінальний: до 10 А
• Струм розряду імпульсний: 20 А
• Опір: 300 mOhm
• Балансування комірок: є
• Захист від перезаряду та перерозряду: є
• Захист від КЗ: є

Не можна використовувати BMS, призначену для літій-іонних (Li-Ion) акумуляторів, із літій-залізо-фосфатними (LiFePO4) комірками, оскільки у них різні порогові напруги зарядки та розрядки. Основна проблема – відмінність у порогових напругах:

• Li-Ion акумулятори заряджаються до 4.2 В, їх робоча напруга 3.6–3.7 В, а мінімально допустима – 2.5–3.0 В.
• LiFePO4 акумулятори заряджаються до 3.6 В, їх робоча напруга 3.2 В, а розряджатися вони можуть до 2.0–2.5 В.

Якщо використовувати BMS від Li-Ion для LiFePO4, вона дозволить зарядити комірки до 4.2 В, що надмірно для LiFePO4 і може призвести до перегріву, пошкодження або швидкої деградації акумулятора. Крім того, при розряді така BMS відключить навантаження вже при 2.5–3.0 В, що зменшить доступну ємність LiFePO4, адже їх можна було безпечно розряджати до 2.0 В. Тому для кожного типу акумуляторів слід використовувати BMS із відповідними налаштуваннями порогових напруг.

Функції BMS, на які слід звертати увагу:

• Захист від перезаряду – відключає заряд, якщо напруга на комірці перевищує пороговий рівень. Номінал порога вибирається відповідно до типу акумулятора.
• Захист від перерозряду – розмикає ланцюг навантаження, якщо напруга комірки падає нижче критичного значення для цього типу акумулятора.
• Балансування комірок (у багатосекційних акумуляторах) – вирівнює напругу на всіх комірках для більш повного заряду батареї та рівномірного старіння комірок. Балансування буває активне (коли частина енергії з комірки з вищою напругою перенаправляється в комірку з нижчою напругою) та пасивне (коли частина енергії з більш заряджених комірок утилізується у тепло на баластних резисторах).
• Захист від перевантаження за струмом – відключає батарею при надмірному струмі, що протікає через BMS у режимі заряду або розряду. Розрізняють номінальний (тривалий) струм і імпульсний (короткочасний). Номінал струму BMS вибирається на 20–30% більше максимального струму в будь-якому режимі споживання навантаження.
• Захист від короткого замикання – відключає батарею при різкому стрибку струму вище допустимого імпульсного струму.
• Опір – струм через BMS комутується потужними MOSFET-транзисторами. Чим нижчий опір відкритого каналу Rds, тим менші втрати на нагрів і вищий пропускний струм.
• Контроль температури – у більш просунутих BMS зупиняє заряд або розряд при перегріві акумулятора або не дозволяє заряджати комірки при низьких температурах.
• Моніторинг стану батареї – в інтелектуальних BMS аналізуються параметри акумулятора та навколишнього середовища і передаються в керуючий контролер за допомогою додаткових інтерфейсів (наприклад, UART, I²C, Bluetooth тощо).