🔋 سیستم مدیریت و کنترل باتری لیتیوم فسفات (LiFePO4)
به دلیل ایمنی بالا، طول عمر بسیار زیاد، پایداری حرارتی خوب و تعداد سیکل شارژ بالا، در بسیاری از کاربردها مانند سیستم های ذخیره انرژی خانگی، خودروهای برقی، دوچرخه ها، UPS و پروژه های DIY به کار میروند.
با این حال، استفاده از این باتری ها بدون سیستم محافظ یا (Battery Management System) میتواند منجر به آسیب جدی به باتری و کاهش طول عمر آن شود.
برای عملکرد ایمن و دقیق باتری های LiFePO4، به یک ساختار الکترونیکی خاص به نام سیستم مدیریت باتری (BMS) نیاز است.
📚 BMS باتری لیتیوم فسفات
با رشد سریع بازار ذخیرهسازی انرژیهای تجدیدپذیر، تقاضا برای BMS در حال افزایش است. این محصول یک BMS هوشمند برای کاربردهای ذخیرهسازی انرژی است. این سیستم مدیریتی برای پکهای باتری لیتیومی با ظرفیت بالا طراحی شده و دارای قابلیت جمعآوری ولتاژ، حفاظت در برابر اضافهشارژ، اضافهدشارژ، اضافهجریان و اضافهدما، نمایشگر کولنمتر و ارتباط بلوتوث است. در عین حال، این سیستم مجهز به عملکرد پیشرفته بالانس فعال بوده که میتواند ولتاژ هر سلول باتری را در زمان واقعی مانیتور کند، یکنواختی باتری را حداکثر کند، برد باتری را بهبود دهد، روند پیری باتری را به تأخیر بیندازد و طول عمر آن را افزایش دهد.
این BMS دارای یک اپلیکیشن موبایل سازگار با سیستمعاملهای Android و iOS است. اپلیکیشن از طریق بلوتوث گوشی به BMS متصل شده و امکان مشاهده وضعیت کاری باتری، تغییر پارامترهای کاری مختلف BMS، کنترل روشن/خاموش شارژ و دشارژ و غیره را فراهم میکند.
این BMS اندازه کوچکی دارد، کارکرد آن ساده و در عین حال مجهز به قابلیتهای کامل است. میتوان آن را بهطور گسترده در پکهای باتری برای خودروهای برقی کوچک گردشگری، اسکوترهای برقی، خودروهای اشتراکی، سیستمهای ذخیرهسازی پرقدرت، منابع تغذیه پشتیبان ایستگاههای مخابراتی، نیروگاههای خورشیدی و سایر محصولات استفاده کرد. همچنین با اینورترهای مطرح بازار نظیر Deye، SOFAR، GROWATT، Voltronic Power، PYLON TECH و غیره سازگار است.
✅ویژگی و قابلیت های عملکردی
- دارای قابلیت بالانس فعال
- نمایش وضعیت با LED
- سازگار با 7 تا 16 سلول متوالی
- تغییر نوع سلول تنها با یک کلید
- قابلیت اتصال 20 پک باتری به صورت موازی
- سازگاری با اغلب سیستمهای ذخیره انرژی خانگی
- سازگار با اینورترهای رایج در سراسر جهان
- دارای مدار منبع تغذیه ایزوله
- پشتیبانی از روشهای متنوع خواب و بیدارسازی
- دارای IC ارتباط سریال یکپارچه
- مصرف توان پایین
- دقت بالای اندازهگیری ولتاژ
- قابلیت تنظیم پارامترها
- دقت بالای اندازهگیری جریان
- هشدار صوتی با بوق
- پشتیبانی از 4 مسیر اندازهگیری دمای سلول
- حفاظت قابل تنظیم در برابر اضافهجریان
- برآورد SOC
- ارتباط RS485
- برآورد SOH
- ارتباط UART
- حفاظت در برابر اتصال کوتاه
- ارتباط بلوتوث
- ثبت وضعیتهای حفاظتی
- ارتباط CAN
- اندازهگیری کولنی
- اندازهگیری ولتاژ سلولها
- حفاظت در برابر اضافهشارژ، اضافهدشارژ و دمای بیشازحد
- همچنین این برد به یک سامانه پیشرفته متعادلسازی فعال (Active Balancing) مجهز است که میتواند ولتاژ تکتک سلولها را بهصورت لحظهای پایش کند و:
- یکنواختی سلولها را تضمین نماید.
- برد مسافت و طول عمر باتری را افزایش دهد.
- از پیری زودرس سلولها جلوگیری کند.
💻امکانات نرمافزاری و اپلیکیشن:
این برد محافظ دارای یک اپلیکیشن موبایل سازگار با Android و iOS است.
از طریق بلوتوث گوشی، میتوان به برد متصل شد و:
- وضعیت کاری باتری را مشاهده کرد
- پارامترهای عملکردی BMS را تغییر داد
- کلیدهای شارژ/دشارژ را کنترل کرد
🔧کاربردها:
- سیستمهای ذخیرهساز انرژی خانگی (ESS)
- باتریهای 48V برای اینورترهای خورشیدی و UPS.
- مدیریت شارژ/دشارژ ایمن، بالانس سلولها و ارتباط مستقیم با اینورتر از طریق CAN/RS485.
- خودروهای برقی سبک (LEV)
- اسکوتر برقی، موتور برقی، دوچرخه برقی سنگین، ویلچر برقی.
- محافظت در برابر اضافهجریان و بالانس سریع سلولها.
- خودروهای کار و صنعتی
- گلف کار (Golf Cart)، لیفتراک کوچک، پالت تراک برقی، ماشین خدماتی.
- جریان A 100برای درایوهای V 48 بسیار مناسب است.
- سیستمهای پشتیبان برق (UPS / Telecom Backup)
- رک باتریهای V48 برای مخابرات و دیتاسنتر.
- قابلیت موازیکردن چند پک تا 20 عدد → ظرفیت بالا و پایداری بیشتر.
- قایقها و سیستمهای دریایی سبک
- قایقهای تفریحی و یاتهای کوچک با سیستم V48
- ارتباط CAN برای اتصال به نمایشگر و مانیتورینگ مرکزی.
- سیستمهای هیبریدی و تجهیزات خاص
- سیستمهای رباتیک و اتوماسیون که نیاز به پک 48V پایدار دارند.
- دستگاههای حملونقل داخلی کارخانهها (AGV).
✔️قطعات انتخابی قابل نصب
ماژول WiFi + کابل ارتباطی
سنسور جریان هال + کابل اتصال ، طول کابل 500mm (سیمهای قرمز، زرد، مشکی، یک سیم آزاد)
صفحه نمایش کولنمتر + کابل طول 500mm، یک سر مستقیم و یک سر معکوس
ماژول گرمایش + کابل کنترل
قطعکننده مدار + کابل کنترل
⚠️هشدارها:
- این سیستم مدیریت باتری (BMS) قابل استفاده به صورت سری نیست.
- هنگام موازی کردن چند باتری مجهز به این سیستم، حداکثر اختلاف ولتاژ هر بسته قبل از موازی شدن نباید بیشتر از ۳ ولت باشد.
- هنگام استفاده موازی چند بسته باتری، جریان ضربهای شارژر ممکن است به یک بسته باتری اعمال شود. باید اطمینان حاصل شود که جریان ضربهای شارژر بیشتر از حداکثر جریان ضربهای مجاز سیستم مدیریت برای یک بسته باتری نباشد.
- قابلیت حفاظت از اتصال کوتاه سیستم مدیریت برای شرایط مختلف مناسب است، ولی تضمین اتصال کوتاه در همه شرایط وجود ندارد:
- اگر مقاومت داخلی مجموع بسته باتری و مدار اتصال کوتاه کمتر از ۴۰mΩ،
- ظرفیت باتری بیش از ۲۰٪ ظرفیت اسمی،
- جریان اتصال کوتاه بیش از ۲۰۰۰A،
- اندوکتانس مدار اتصال کوتاه بسیار زیاد،
- یا طول کل سیمهای اتصال کوتاه بسیار طولانی باشد،
- قبل از استفاده باید آزمایش شود شرایط وجود دارد یا خیر
- هنگام لحیمکاری سیمهای باتری، اتصال اشتباه یا معکوس ممنوع است. در صورت اتصال اشتباه، برد ممکن است آسیب ببیند و نیاز به تست مجدد دارد.
- هنگام مونتاژ، سیستم مدیریت نباید مستقیماً با سطح سلول تماس داشته باشد تا برد آسیب نبیند. مونتاژ باید محکم و مطمئن باشد.
- در حین استفاده، مراقب باشید که نوک سیمها، هویه، لحیم و غیره با قطعات برد برخورد نکند. استفاده از فلکس خمیر لحیم ممنوع است، زیرا ممکن است عملکرد برد را مختل کند.
- در حین استفاده، مراقبتهای ضد استاتیک، ضد رطوبت و ضد آب رعایت شود.
- پارامترها و شرایط استفاده باید مطابق مشخصات باشد و از حد مجاز تجاوز نشود؛ در غیر این صورت سیستم مدیریت آسیب میبیند.
- پس از اتصال بسته باتری و سیستم مدیریت، در روشن کردن اولیه، اگر ولتاژ خروجی وجود نداشت یا شارژ انجام نشد، اتصالات را بررسی کنید.
توصیه: برای باتریهای بالاتر از 50Ah مقدار شروع بالانس روی 0.005V و برای باتریهای کمتر از 50Ah مقدار شروع بالانس روی 0.01V تنظیم شود.
زمانی که ولتاژ کمترین سلول کمتر از 2000mV باشد، حتی اگر اختلاف ولتاژ بین سلولها بیشتر از مقدار تنظیمشده باشد، بالانس فعال نخواهد شد.
جریان بالانس نشاندهنده جریان پیوستهای است که طی فرآیند انتقال انرژی، باتری با ولتاژ بالاتر دشارژ شده و باتری با ولتاژ پایینتر شارژ میشود.
حداکثر جریان بالانس، بیشترین جریانی است که طی فرآیند انتقال انرژی جریان مییابد و این مقدار از 3A تجاوز نخواهد کرد.
توجه: در حال حاضر، عملکرد بالانس فعال تنها از طریق نرمافزار PC و نمایشگر لمسی برای تنظیم پارامترها و نمایش جریان بالانس فعال در دسترس است.
💡ویژگیهای صفحه نمایشگر
این صفحه نمایشگر اطلاعات زیر را نمایش می دهد:
1) ولتاژ کلی
2) جریان شارژ/دشارژ
3) دمای سلولها
4) ولتاژ هر سلول بهصورت جداگانه
5) وضعیت خطا و هشدارها
☑️سازگاری گسترده با اینورترها
اینورترهای معتبر پشتیبانیشده:
SRNE، SACOLAR، LUXPOWER، MEGAREVO، Deye، PYLONTECH، Growatt، Victron، Voltronic، Prostar، MUST، SUMRY، SOROCEC، SAKO، SOFAR، GOODWE، SOLAX، Afore، SUYEEGO، SOLIS، SAM، PACE، AOHAI، AISWEI، Hoqmiles، invt، NEXT، SAJ، TBB، GT و غیره.
سازگاری پروتکل انعطافپذیر:
امکان توسعه پروتکل سفارشی برای سازگاری با اینورترهایی که در لیست نیستند، که راهکاری اختصاصی برای سیستمهای انرژی منحصربهفرد فراهم میکند.
📝دستورالعمل عملکرد buzzer
در هنگام بروز خطا (Fault): هر ۱ ثانیه یک بار به مدت ۰.۲۵ ثانیه صدا تولید میکند.
در هنگام حالت حفاظتی (Protection): هر ۲ ثانیه یک بار به مدت ۰.۲۵ ثانیه صدا تولید میکند.
در هنگام هشدار (Alarm): هر ۳ ثانیه یک بار به مدت ۰.۲۵ ثانیه صدا تولید میکند.
عملکرد buzzer از طریق نرمافزار بالادستی (Host Computer) قابل فعالسازی یا غیرفعالسازی است.
حالت پیشفرض کارخانه: غیرفعال
🧾دستورالعمل کلید ضعیفجریان
وقتی کلید ضعیفجریان (On/Off Switch) بسته باشد:
MOS شارژ و دشارژ فعال میشوند.
سیستم BMS در حالت عملکرد عادی قرار دارد.
وقتی کلید ضعیفجریان باز باشد:
MOS شارژ و دشارژ قطع میشوند.
BMS وارد حالت حفاظتی شده و همزمان در خواب عمیق (Deep Sleep) قرار میگیرد.
در این حالت امکان شارژ یا دشارژ وجود ندارد.
🔗عملکرد ثبت داده
برد حفاظت (BMS) دارای حافظه داخلی 256K است که میتواند حداکثر ۴۰۰ رکورد داده را ذخیره نماید. این دادهها شامل موارد زیر هستند:
- شروع و توقف شارژ / دشارژ
- فعالسازی حفاظت در شارژ
- فعالسازی حفاظت در دشارژ
ثبت دورهای (Timed Storage) از مقادیر زیر:
- ولتاژ کلی
- جریان
- ظرفیت باقیمانده
- ظرفیت در حالت شارژ کامل
- رشته با بیشترین ولتاژ
- رشته با کمترین ولتاژ
- بیشترین دما و کمترین دما
- وضعیت MOS
تمامی دادههای فوق از طریق نرمافزار بالادستی (Host Computer) قابل خروجیگیری در قالب فایل Excel هستند و میتوان از آنها برای خدمات پس از فروش و تحلیل دادهها استفاده نمود.
🔌 ترتیب سیمکشی و اقدامات احتیاطی
برد حفاظت (BMS) دارای ترتیب روشن شدن بسیار دقیقی است:
- ابتدا B- متصل شود،
- سپس خطوط نمونهبرداری باتری به ترتیب از B0 تا B+ به صورت صعودی متصل شوند،
- در نهایت B+ وصل گردد.
پس از روشن شدن، نیاز است که باتری شارژ شود یا با فشار دکمه فعال گردد. اتصال بار یا شارژر تنها پس از نصب تمام کابلها مجاز است.
برای جداسازی:
- ابتدا شارژر یا بار را جدا کنید،
- سپس خطوط نمونهبرداری را ازB+ به B0 به ترتیب نزولی جدا نمایید،
- در نهایت B- را جدا کنید.
📌نتیجه گیری:
سیستم مدیریت باتری TDT-1001-16S-100A LFP BMS یک راهکار هوشمند و کامل برای پکهای باتری لیتیومآهنفسفات با ظرفیت بالا محسوب میشود. این BMS علاوه بر حفاظتهای حیاتی مانند اضافهشارژ، اضافهدشارژ، اضافهجریان، اتصال کوتاه و دما، با بهرهگیری از مدار بالانس فعال، یکنواختی ولتاژ سلولها را تضمین کرده و موجب افزایش راندمان و طول عمر باتری میگردد. وجود پروتکلهای ارتباطی متنوع (RS485، CAN، RS232، بلوتوث) و قابلیت اتصال به نمایشگر یا اپلیکیشن موبایل، امکان مانیتورینگ و کنترل بلادرنگ را برای کاربر فراهم میکند. استفاده از MOSFETهای باکیفیت، طراحی ماژولار و پشتیبانی از امکانات جانبی مانند مدار گرمایشی و Dry Contact، این BMS را به انتخابی ایدهآل برای کاربردهایی چون سیستمهای ذخیرهسازی انرژی خانگی و صنعتی، خودروهای برقی سبک، تجهیزات خورشیدی و منابع تغذیه پشتیبان تبدیل کرده است.
چگونه شارژر خورشیدی بسازیم
راه اندازی و کار با ماژول سیم کارت SIM800L
شارژر باتری سربی اسید چیست؟ + معرفی انواع حالتهای شارژر باتری اسیدی
اسلیپ رینگ Slip Ring یا روتاری کانکتور چیست؟
جلوگیری از دشارژ (تخیله) کامل باتری
نحوه برقی کردن دوچرخه و لوازم مورد نیاز آن
علت صدای ترانسفورماتور چیست؟ و راه حل های کاهش صدای ترانسفورماتور
همه چیز در مورد ماژول لیزر و کاربرد آن
