Литий-ионные (Li-ion) батареи, кроме массы положительных сторон, имеют и некоторые особенности. В их числе чувствительность к превышению допустимого уровня заряда выше 4,2 и разряду ниже границы в 2,5 В на элемент. В связи с этим для безопасной эксплуатации таких источников питания применяются специальные системы контроля – BMS-платы управления, обеспечивающие защиту от подобных явлений и балансировку во время процесса зарядки. Разберемся, как работает BMS (battery management system, система управления батареи) и в чем ее преимущества.
Важность использования плат управления
Понять, как работает плата BMS, несложно. По своему устройству она представляет собой электронную систему, которая управляет зарядно-разрядными циклами в автономном источнике энергоснабжения. Такое решение выполняет широкий спектр задач, а именно:
- Контроль состояния батареи в разных условиях эксплуатации.
- Постоянная оценка рабочих параметров.
- Распределение токов между ячейками в процессе зарядки.
- Отслеживание разрядного тока.
- Проверка состояния АБ и внутренних компонентов.
- Защита от перенапряжения, токовых перегрузок и критического разряда.
Внутреннее устройство платы БМС
Чтобы наглядно разобраться, как работает BMS для литиевых аккумуляторов, следует рассмотреть ее внутреннее устройство. На электронной системе находятся распаянные компоненты, которые оберегают батарею от различных отклонений в подаче питания.
Схема платы выглядит предельно просто и включает такие компоненты:
- Защитная микросхема (небольшой контроллер на плате).
- Резисторы в схеме защиты и питания.
- Терморезистор.
- Накопительный конденсатор.
- Транзисторы типа MOSFET.
В некоторых случаях в контроллере вместо 2 контактов используется 3. При таком устройстве помимо силовых контактов предусматривается еще и информационный контакт.
Принцип действия
После просмотра схемы становится понятнее, как работает BMS. Весь принцип действия сводится к непрерывному отслеживанию состояния АБ и ее внутренних составляющих. При возникновении потенциально опасных факторов плата автоматически отключает аккумулятор, тем самым сохраняя его от выхода из строя или потери рабочего ресурса. В случае превышения граничного параметра напряжения прибор отключает АБ от ЗУ, а при критическом снижении – отключает от нагрузки.
Продвинутые модификации плат BMS работают по такому принципу, что сохраняют данные о работе батареи для последующей передачи на любой внешний носитель. Плата BMS отвечает за балансировку ячеек, выравнивая их напряжение в общей схеме. Таким образом удается избежать перезаряда одних ячеек и дефицита заряда других, что ставит под угрозу корректную работу источника питания в будущем.
Советы по выбору
При подборе БМС-платы необходимо выделить список задач, которые решает АБ, и ознакомиться с особенностями ее конструкции в техническом паспорте. На рынке представлены разные модели защитных модулей, которые обеспечивают безотказную и стабильную работу батареи на протяжении всего срока службы.
