在本文中，我們將測試一個440a BMS。我們將首先設計一個4s電池組，然后將BMS與電池組連接，以實現BMS的所有功能。由于鋰離子電池的高能量密度及其可充電能力，鋰離子電池在不同應用的電池組中變得非常普遍。但是我們需要連接一個鋰離子電池為了保護電路不被損壞或者降低電池的壽命，我們需要連接一個BMS。在本文中，我們將設計一個簡單的4S電池組，并將其與一個4S 40安培的BMS電路連接，使電池組堅固耐用。此外，我們將測試BMS的所有保護功能。
這是一個4S 1P電池組，但如果我們愿意，我們可以連接更高容量的電池或電池并聯。因此，我們可以使用相同的BMS來制作4s 2P電池組或4s 3P電池組等。
這個BMS有3個版本，標準版本，增強版本和平衡版本。
我們將著眼于平衡版本。標準版本和增強版本幾乎相似，只是一個無源元件的差異，這些變體不能主動平衡細胞，而平衡版本有平衡細胞的電路。平衡版本有一個額外的IC和電阻，能夠負載平衡。
所有帶有單元格的版本的連接是完全相同的。BMS模塊與單元的連接將在本文后面展示。
BMS模塊
4s 40Amp BMS具有改善電池組生命周期所需的先進功能。4s 40A電池管理系統提供的保護功能有：
?單元平衡
?過電壓保護裝置
?短路保護
?低電壓保護裝置
設計電池組!!
為了測試BMS的特性，我們需要將所有電池串聯成一個4s電池，并將BMS與這個4s電池連接。
為了制作電池組，我們需要一個4S 40A BMS模塊，4個鋰離子電池，鎳條，直流母桶插孔和電池連接支架。除此之外，我們還將連接一個電壓表和一個燈泡來顯示運行中的電池組，這將通過一個開關連接。
BMS與電池組的連接
BMS模塊有一個整潔的布局，標記用于連接BMS與電池組中的不同位置。下圖顯示了我們將如何將單元與BMS連接起來。
4S 40Amp BMS模塊
4S 40A BMS Module有2個ic，分別為DW01-A和BB3A，分別負責保護和均衡。BMS用于保護和平衡的部分如下圖所示。
每個單元的保護參數
電池管理系統的保護特性取決于DW01集成電路的電氣特性，該集成電路的保護參數如下表所示。
測試BMS的功能
4S 40A具有過壓保護、過流保護、短路保護、過放保護、電池平衡等功能。關于這些特性的更多細節(jié)將在下面的描述中給出。
過充保護測試
為了測試電池組的過充特性，我們首先要給電池組充電，使電池充電超過規(guī)定的限值，即4.35V的過充保護電壓。一旦電池達到VOCP，電池組就會停止進一步充電。我使用的充電器是恒壓充電器，提供18伏電壓。如下圖所示，充電器的電壓為17.91伏。
下圖顯示，當充電器連接時，BMS處的電壓為17.92V，這意味著充電器與BMS連接。
下圖顯示電池正負兩端的電壓為16.29伏。
來自充電器的電壓為17.91V，而電池的正負端電壓為16.29伏(由于我已將萬用表的探頭連接在相反的端子上，因此它具有負電壓)。電壓輸出的差異是由于BMS將4s電池從BMS輸出端斷開，從而停止了充電器對電池的供電，因此表明BMS的過壓保護起作用。
欠壓保護測試
為了測試欠壓保護，我們使用鎳鉻合金線將電池耗盡。IC DW01負責保護每個電池免受欠壓。因此，當任何電池的電壓低于2.4V時，即過放電保護電壓，欠壓保護啟動，BMS斷開負載。直到電池充電，電池充電到過放電保護電壓，即高于3V， BMS不允許任何負載吸取功率，從而保持電池的壽命。
細胞平衡
由于BB3A IC，電池平衡是可能的。當BB3A引腳6的輸出引腳向增強型N-MOSFET的柵極發(fā)出高信號時，MOSFET通過該480歐姆電阻連接低電阻路徑，該電阻作為負載電阻并開始耗盡電池。
放電速率為：
為了顯示它是如何工作的，我們使用萬用表檢查MOSFET的漏極和源極之間的連接。當平衡不工作時，n溝道MOSFET處于閉合狀態(tài)，連續(xù)性測試證明MOSFET處于關斷狀態(tài)，當平衡單元打開時，MOSFET讓電流流過漏極和源極，從而顯示連續(xù)性測試結果。
下面的一組圖像顯示了當電池不充電時，電池處于不同的電勢。
電池組充電后，電池平衡開始工作。
從第一張圖中可以看到，所有的電池都處于不同的電位，而在給電池組充電后，所有的電池都處于相似的電位。充電平衡前后的電池電壓對比如下表所示
短路試驗
為了顯示短路測試，我打開了燈泡和電壓表，一旦我把BMS的正極和負極短路，燈泡和電壓表都停止工作，直到我關閉所有開關并斷開所有負載幾毫秒，BMS才重新打開。
在關閉所有連接，然后打開設備后，它再次開始工作，證明BMS正在保護電池組免受短路。
左上圖顯示了從負極到電線的火花，顯示短路，一旦短路發(fā)生，BMS斷開了電池組的所有負載。
結論
4S 40安培BMS是一個簡單易用的模塊，具有先進的功能，可以延長電池組的使用壽命。除了延長壽命外，它還可以保護電池和整個電池組免受火災或熱失控的影響，從而保護電池組和周圍環(huán)境免受潛在的火災危險。
本文編譯自circuitdigest
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