Система контроля аккумуляторов (BMS) с активным балансировщиком

Активная балансировка литиевых аккумуляторов

BMS делятся на два основных типа пассивные и активные.

В пассивных BMS во время заряда аккумуляторной батареи происходит балансировка ячеек аккумуляторов (выравнивание напряжения), при этом энергия заряженных ячеек утилизируется в тепло пока не зарядятся все ячейки батареи.

В активных BMS энергия перераспределяется между неравномерно заряженными ячейками как во время заряда, так и во время разряда. Это позволяет не только повысить КПД циклов заряд/разряд, но так же увеличить отдаваемую емкость и сократить тепловыделение.

В свою очередь активные BMS бывают ёмкостного и индукционного типа:

В емкостном варианте идет перераспределение энергии между ячеек аккумуляторной батареи переключением конденсаторов между ячейками. Основной недостаток в том, что необходимо использовать конденсаторы достаточно большой емкости, поэтому используются оксидные конденсаторы, но у них ограниченный ресурс. К тому же устройство получается громоздким.

В индукционном варианте с помощью трансформаторов идет передача энергии от полностью заряженных ячеек обратно в общую шину питания до прекращения заряда, либо из общей шины через трансформатор добавляется энергия в наиболее разряженные ячейки.

Пример исполнения BMS c активной балансировкой на 6 аккумуляторных ячеек - NIO-BMS-6S

Технические характеристики активного индукционного BMS
Характеристика Описание
Тип аккумуляторов Li-ion, Li-pol, LFP
Количество аккумуляторных ячеек в серии 6-48
Типовой ток разряда 20А
Максимальный ток разряда 40А
Ток заряда 20А
Ток балансировки до 4А
КПД балансировки 92%
Мониторинг батареи Общее напряжение, напряжение на ячейках, температура
Защита батареи Перенапряжение, низкое напряжение, температура, токовая защита
Интерфейс BMS SPI
Опциональные интерфейсы I2C, RS232, RS485, CAN, Ethernet
Дополнительные возможности Мобильное приложение (IOS, Android, Windows Phone) для беспроводной проверки состояния батареи через интерфейс Bluetoth или NFC
Система активного индукционного NIO-ABMS-Node на базе модулей NIO-ABMS-12s

Система контроля аккумуляторных батарей состоит из двух контроллеров управления NIO-ABMS-Node работающих в кластере Master-Slave и группы активных балансировщиков NIO-ABMS-12s. Контроллеры соединяются с балансировщиками гальванически развязанной шиной ISOSPI кольцевым способом, что позволяет работать системе при обрыве в одном сегменте. За счет дублирования контроллеров и кольцевой шины достигается высокая отказоустойчивость системы контроля аккумуляторов. Система позволяет обслуживать литиевую батарею собранную от 4 до 192 ячеек.

NIO-ABMS

Технические характеристики контроллера NIO-ABMS-Node
Характеристика Описание
Тип аккумуляторов Li-ion, Li-pol, LFP
Количество управляемых NIO-ABMS-12s 1-16
Мониторинг батареи Общее напряжение, напряжение на ячейках, ток, температура
Защита батареи Перенапряжение, низкое напряжение, токовая защита, температура
Интерфейс BMS ISOSPI
Внешние интерфейсы RS485, CAN, Ethernet, Wi-Fi, BT
Технические характеристики активного индукционного модуля NIO-ABMS-12s
Характеристика Описание
Тип аккумуляторов Li-ion, Li-pol, LFP
Количество аккумуляторных ячеек в серии 4-12
Ток балансировки до 4А
КПД балансировки до 92%
Мониторинг батареи Напряжение на ячейках, температура
Защита батареи Перенапряжение, низкое напряжение, температура
Интерфейс BMS ISOSPI