فروشگاه آنارام | ارائه دهنده محصولات وارتا آلمان
مدار مدیریت باتری یا BMS (Battery Management System) یکی از حیاتیترین اجزای پکهای باتری لیتیومی است. این مدار وظیفه دارد سلامت، ایمنی و طول عمر باتری را تضمین کند. بدون وجود BMS، استفاده از باتریهای لیتیومی 18650 و سایر مدل ها بهویژه در پروژههای بزرگ مانند خودروهای برقی یا پاوربانکها میتواند خطرناک باشد. در این مقاله، با جزئیات کامل نقش BMS، اجزای تشکیلدهنده، نکات طراحی و حتی محدوده قیمتی آن را بررسی میکنیم.
BMS چیست؟
BMS یک مدار الکترونیکی است که ولتاژ، جریان و دمای سلولهای باتری را پایش میکند و با کنترل فرآیند شارژ و دشارژ، از آسیب دیدن باتری جلوگیری میکند. این سیستم همچنین وظیفه متعادلسازی سلولها را بر عهده دارد تا همه سلولها در یک پک، ولتاژ یکسانی داشته باشند.
وظایف اصلی BMS
- محافظت در برابر شارژ بیش از حد (Overcharge Protection): جلوگیری از افزایش ولتاژ سلولها بالاتر از محدوده مجاز.
- محافظت در برابر دشارژ بیش از حد (Over-discharge Protection): قطع جریان زمانی که ولتاژ سلول بیش از حد کاهش یابد.
- جلوگیری از جریان بیش از حد (Overcurrent Protection): جلوگیری از آسیب ناشی از اتصال کوتاه یا بار بیش از حد.
پایش دما: خاموش کردن سیستم در صورت دمای بیش از حد بالا یا پایین. - متعادلسازی سلولها (Cell Balancing): یکسانسازی ولتاژ سلولها برای جلوگیری از افت ظرفیت کلی پک.
- ارتباط با سیستم مرکزی: در کاربردهای پیشرفته مانند خودروهای برقی، BMS دادهها را به ECU گزارش میدهد.
اجزای تشکیلدهنده BMS
- مدار اندازهگیری ولتاژ: برای نظارت دقیق بر ولتاژ هر سلول.
- مدار کنترل جریان: شامل MOSFET یا رله برای قطع و وصل جریان.
- مدار متعادلسازی: به دو صورت Passive (تخلیه اضافی سلولها) یا Active (انتقال انرژی بین سلولها).
- حسگرهای دما: برای جلوگیری از خطرات حرارتی.
- پردازنده مرکزی یا میکروکنترلر: برای پردازش دادهها و تصمیمگیری.
اهمیت BMS در باتریهای لیتیومی
باتریهای لیتیومی حساسیت بالایی دارند و در صورت شارژ یا تخلیه بیش از حد، احتمال آتشسوزی یا انفجار وجود دارد. BMS با مدیریت هوشمند این فرآیندها:
- ایمنی کاربر را تضمین میکند.
- طول عمر باتری را افزایش میدهد.
- از کاهش ظرفیت زودهنگام جلوگیری میکند.
- عملکرد پایدار در طول زمان فراهم میکند.
کاربردهای BMS
- خودروهای برقی (EV)
- دوچرخهها و اسکوترهای برقی
- پاوربانکها و UPS
- سیستمهای ذخیرهسازی انرژی خورشیدی
- پروژههای DIY با پکهای 18650
نکات طراحی و انتخاب BMS
- تناسب با تعداد سلول: BMS باید با ولتاژ و تعداد سلولهای پک هماهنگ باشد (مثلاً 3S، 4S، 10S).
- ظرفیت جریان: جریان نامی BMS باید متناسب با بار دستگاه باشد.
- وجود قابلیت بالانسینگ: برای پکهای چند سلولی ضروری است.
- حفاظت حرارتی: بهخصوص در پروژههای خودرویی.
- کیفیت ساخت: استفاده از برندهای معتبر برای جلوگیری از خطا و آسیب.
محدوده قیمت BMS
قیمت BMS به عوامل متعددی وابسته است، و بهطور معمول قیمت BMS از چند صد هزار تومان برای مدلهای ساده 3S تا چند میلیون تومان برای مدلهای پیشرفته خودرو متغیر است.
- تعداد سلول: هرچه تعداد سلول بیشتر باشد (مثلاً 13S برای دوچرخه برقی)، قیمت بالاتر میرود.
- ظرفیت جریان: BMSهای با آمپر بالاتر گرانتر هستند.
- قابلیتها: مدلهای دارای بلوتوث یا ارتباط CANBus هزینه بیشتری دارند.
مقایسه BMS ساده و پیشرفته
| ویژگی | BMS ساده | BMS پیشرفته |
|---|---|---|
| پایش دما | ندارد | دارد |
| متعادلسازی سلول | معمولاً Passive | Active Balancing |
| ارتباط با سیستم | ندارد | CANBus یا UART |
| دقت اندازهگیری | متوسط | بسیار دقیق |
نکات ایمنی مدار BMS
- همیشه از BMS متناسب با پک باتری استفاده کنید.
- قبل از اتصال بار یا شارژر، عملکرد BMS را تست کنید.
- از شارژر مناسب ولتاژ لیتیوم-یون استفاده کنید.
- پک را در محفظه ایمن و مقاوم قرار دهید.
