BMS 12V/200A - manažmentový systém LiFePO batérií

BMS 12/200 je určený pre použitie s LiFePo batériami Victron. Jeho funkciou je chrániť LiFePo batériu a zabrániť jej prebitiu, alebo nadmernému vybitiu. Je vybavený prepäťovou 200A ochranou na výstupe, ochranou proti podvybitiu LiFePo batérie, ochranou proti podvybitiu štartovacej batérie, nastaviteľným limitom prúdu z alternátora a diaľkovým vypínačom.
 
BMS je obzvlášť užitočný, pokiaľ nie je v inštalácii použitý produkt Victron s možnosťou pripojenia prostredníctvom VE.Bus a je potrebné sa pripojiť ku meniču, alebo nabíjačke inej značky.

BMS je určený len pre 12 voltové aplikácie a celé nabíjanie a vybíjanie riadi interne podľa DC hodnôt.
 
Lítium-iron-phosphate (LiFePO4 alebo LFP) sú najbezpečnejšie z bežných typov Li-ion batérií. Menovité napätie článku LFP je 3,2V (olovo-kyselina: 2V na článok). 12,8 V batéria LFP sa teda skladá zo 4 článkov zapojených do série, a akumulátor 25,6 V sa skladá z 8 článkov zapojených do série.

Prečo je systém Battery Management System potrebný (BMS):
1. Ak dôjde k poklesu napätia článku na menej ako 2,5V, bunka LFP sa pokazí.
2. Ak dôjde k nárastu napätia článku na viac ako 4,2 V, bude poškodená bunka LFP.
 
Olovené batérie budú nakoniec tiež poškodené pri prebití alebo podvybití, ale nie okamžite. Olovená batéria sa zotaví z celkového vybitia aj potom, čo bola niekoľkých dní, alebo týždňov ponechaná vo vybitom stave. Všetko v závislosti na type batérie a značke.
 
3. Články LFP batérie na sa konci nabíjacieho cyklu nebalancujú automaticky.
Články v batérii nie sú 100% identické. Preto pri cykle budú niektoré bunky úplne nabité, alebo vybité skôr ako iné. Rozdiely sa zvýšia, ak bunky nie sú čas od času vyvažované - vyrovnané.
 
V olovenej batérii bude aj naďalej prúdiť malý prúd aj po úplnom nabití jedného, alebo viac článkov (hlavný efekt tohto prúdu je rozklad vody na vodík a kyslík). Tento prúd potom pomáha plne nabíjať ostatné články, ktoré zaostávajú, čím sa vyrovnáva stav nabitia všetkých článkov.
 
Prúd, ktorý preteká plne nabitým článkom LFP, je však takmer nulový a menej nabité články preto nebudú nabité doplna. Časom sa rozdiely medzi bunkami môžu stať tak veľké, že aj keď je celkové napätie batérie v medziach, niektoré bunky sa zničia kvôli prepätiu, alebo podpätiu.
 
Batérie LFP preto musia byť chránené pomocou BMS, ktorá aktívne vyvažuje jednotlivé články a zabraňuje prepätiu a podpätiu.
 
BMS 12/200 chráni alternátor a kabeláž, dodáva až 200A pre DC spotrebiče, vrátane meničov a meničov/nabíjačiek.

 

Vstup pre alternátor, alebo nabíjačku batérií (AB Port)

1. Prvá funkcia AB Portu je zabrániť vybíjaniu štartovacej batérie záťažou pripojenej k LiFePo batérii. Táto funkcia je podobná funkcii Cyrix Battery Combiner, alebo Argo FET Battery Isolator. Prúd môže prechádzať do LiFePo batérie iba ak je vstupné napätie (napätie na štartéra) väčšie ako 13V.

2. Prúd z LiFePo batérie nemôže prechádzať späť do štartovacej batérie, čím sa zabráni eventuálnemu poškodeniu LiFePo akumulátora nadmerným vybitím.

3. Nadmerné vstupné napätie a špičky sú zregulované na bezpečnú úroveň.

4. V prípade nevyrovnanosti článku, alebo jeho prehriatiu dochádza k redukcii nabíjacieho prúdu na bezpečnú úroveň.

5. Vstupný prúd je elektronicky obmedzený približne na 80% hodnoty poistky AB. Napríklad u 50A poistky obmedzuje vstupný prúd na 40A.

Voľba správnej poistky je dôležitá, pretože:

a. Chráni LiFePo batériu proti nadmernému nabíjaciemu prúdu (dôležité v prípade nízkej kapacity batérie LiFePo)
b. Chráni alternátor proti preťaženiu v prípade vysokej kapacity LiFePo batérie (väčšina 12V alternátorov sa prehrieva a môže dôjsť k poškodeniu, ak beží na maximálny výkon viac ako 15 minút).
c. Obmedzuje nabíjací prúd, aby nedošlo k prekročeniu maximálneho prípustného prúdu káblov.

Maximálna menovitá hodnota poistiek je 100 A (obmedzenie nabíjacieho prúdu približne na 80A).
 
Vstup/výstup pre zariadenia a nabíjačku (LB Port)

1. Maximálny prúd v oboch smeroch: 200A stály.
2. Špičkový vybíjací prúd elektronicky obmedzený na 400A.
3. Vypnutie akumulátora ak napätie najslabšieho článku klesne pod 3V.
4. V prípade nerovnováhy, alebo prekročení teploty článkov je nabíjací prúd znížený na bezpečnú úroveň.
 
Technická špecifikácia:
Maximálny počet 12,8V LiFePo batérií (paralelne): 10
Maximálny nabíjací prúd (Power Port AB): 80A pri 40 °C
Maximálny nabíjací prúd (Power Port LB): 200A pri 40 °C
Maximálny trvalý vybíjací prúd, LB: 200A pri 40 °C
Špičkový krátkodobý vybíjací prúd, LB (ochrana proti skratu): 400A
Odpájacie napätie: cca: 11V kľudový odber: 10 mA
Odber pri vypnutom zariadení (vypnutý odber, zachované iba nabíjanie cez AB a LB): 5mA
Odber pri odpojenej batérii kvôli vybitiu: 3mA
Prevádzková teplota: -40 až + 60 °C
Maximálna vlhkosť: 100% Priemerná vlhkosť: 95%
Trieda ochrany: IP65
Pripojenie AB, LB a mínus pól batérie: M8
Pripojenie plus pól batérie: Faston "samica" 6.3mm
Normy: EN 50081-1, EN 50082-1, 2004/104 / EC