Sistema BMS - Battery Management System

Modello 3S - 40A

Con questo sistema puoi gestire la carica e la scarica di un pacco batteria da 3 celle in serie, per una tensione totale di 11.1V-12,6V e una corrente erogabile massima di 40A.

Regola la carica e scarica massima della batteria, protezione contro i corto circuiti e correnti eccessive.

Per il collegamento e funzionamento vedere le foto dell'inserzione. 

ATTENZIONE: Questa è la versione con carica BILANCIATA, vuol dire che ogni batteria è caricata e usata individualmente per migliorare le prestazione e la durata di ciascuna batteria. Come evidenziato in foto è presente un circuito integrato e delle resistenze in più per ogni batteria rispetto alla versione standard

Il BMS è assolutamente necessario per il pacco batteria perché offre le seguenti protezioni:

• Bilanciamento delle batterie individuale
• Protezione dalla sovraccarica
• Protezione dalla scarica eccessiva
• Protezione corto circuiti
• 
  

Per il collegamento e funzionamento vedere la foto dell'inserzione. 

In totale il pacco batteria 3S ha una tensione sotto carico di circa 11-12V e può erogare al massimo 40A.

Regola la carica di ogni singola batteria del pacco separatamente e protegge le batterie da una scarica eccessiva o una carica eccessiva. In questo modo preserva la longevità della batterie.

Per il collegamento e funzionamento vedere la foto dell'inserzione. 

CARATTERISTICHE TECNICHE

CARATTERISTICHE TECNICHE

Tensione di Carica: 12.6V~13.6V (questa è la tensione che dovete fornire al BMS per potergli permettere di caricare la batteria, potete usare un alimentatore da 9V o 12V con un modulo XL6009 o LM2596 con un alimentatore da 24V)

Massima corrente di scarica costante: 40A

Massima corrente di carica costante:   20A

Dimensioni: 41x61x4mm

Tensione nominale di ciascuna batteria: 3.6V, 3.7V 

(questa è la tensione della batteria NOMINALE, cioè quando la batterie è in utilizzo. Senza carico la batteria misura circa 4.2V. E' normale, quando la batteria non eroga corrente ha un tensione di 4.2V, quando sta erogando corrente a un carico la tensione diventa 3.7V)

Tipo di batterie: Batterie agli ioni di litio (18650, 26650 e altre misure)

CHE COS'E' UN BMS E COME FUNZIONA

Per costruire un pacco batteria con delle batterie 18650 al litio (o altri formati), si utilizzano questi circuiti chiamati BMS, cioè battery management system (sistema di gestione della batteria).

Questo circuito BMS è una INTERFACCIA tra la batterie e il mondo esterno:

1) interfaccia la batteria con un caricatore esterno o un pannello solare da 12,6V che dovrebbero caricare la batteria

2)interfaccia la batteria esterna con un carico, cioè ad esempio una lampadina, proteggendo la batteria da una eccessiva scarica e altri problemi

Un pacco batteria infatti non andrebbe mai collegato direttamente a un carico o a un caricatore, perché entrambi possono danneggiare la batteria!

Quando il pacco deve alimentare un circuito il BMS protegge la batteria evitando che si scarichi completamente (cosa da evitare assolutamente, la batteria si danneggerebbe). 

Quando invece viene collegato un caricatore (che può essere un alimentatore da 12.6V o un pannello fotovoltaico da 12V) per caricare il pacco batteria direttamente al BMS quest'ultimo regola il ciclo di carica necessario per le batterie., evitando in particolare la sovraccarica del pacco e facendo in modo che ogni batteria del pacco riceva la giusta tensione.

Si può dire che è principalmente un regolatore di carica per batterie al litio e un circuito di "protezione" contro corto circuiti e eccessiva scarica/carica delle batterie.

IN SINTESI

Le funzioni che il BMS svolge sono quindi:

1. Regola il ciclo di carica e scarica delle batterie al litio (di ogni singola batteria con la carica "bilanciata")
2. Protegge il pacco batteria da una eccessiva scarica o da una eccessiva carica incontrollata
3. Protegge le batterie da cortocircuiti o da carichi che richiedono troppa corrente

NOTA Il ciclo di carica di tipo "bilanciato" per le batterie al litio 18650 è importante perché prolunga la vita del pacco batteria evitando che una batteria del pacco abbia una tensione diverse dalle altre e si deteriori prima.

Se dovesse succedere la batteria che ha una tensione minore prima o poi smetterebbe di funzionare e così anche il pacco batteria smetterebbe di funzionare.

Con questo BMS invece le batterie vengono caricate individualmente e hanno la stessa tensione. 

Attenzione però, come vedi nello schema, TUTTI i poli del pacco batterie vanno collegati al BMS, anche quelli interni che si trovano tra due batterie in serie. Non può funzionare se si collega solo il polo negativo e positivo del pacco.

CONFIGURAZIONE 2S 3S 4S, QUAL E' LA DIFFERENZA?

I pacchi batteria sono solitamente costruiti collegando più batterie 18650 in serie per aumentare la tensione del pacco batteria.

Come faccio a scegliere quante batterie vanno messe in serie per il mio circuito?

Solitamente si cerca di ottenere una tensione totale della serie di batterie leggermente superiore a quella del circuito che deve alimentare, perché le batterie funzionano molto meglio in questo modo.

Prima di tutto bisogna capire che la capacità totale del pacco batteria (la durata effettiva della batteria) non dipende dalla scelta della configurazione in serie o parallelo, ma semplicemente va calcolata sommando la capacità in Wh di ogni singola batteria del pacco, in qualsiasi configurazione siano.

Il vantaggio principale di avere una tensione elevata è che a parità di potenza erogata in Watt la corrente è minore. E' preferibile avere una corrente più bassa perché una corrente elevata causa problemi, necessita di cavi più grandi eccetera...
Per esempio un motore per bici o monopattino solitamente è da 36V-48V e 250W.

La corrente che arriva dalla batteria è quindi 250W/36V=7A oppure 250/48V=5.2A (più bassa). Lo stesso motore da 250W se funzionasse a 12V chiederebbe alla batteria di erogare 250W/12V=21A che sono tanti e generebbero moltissimo più calore! Infatti con 21A già questo BMS non andrebbe bene, si brucerebbe (meglio sempre scegliere un BMS più grande con un fattore di almeno 2, ad esempio 40A o 60A scalderebbero di meno).

ESEMPIO SUL CALCOLO DELLA CAPACITA' TOTALE IN Wh

Se un pacco è composto da 6 batterie da 2000mAh, ognuna di queste batterie ha una potenza di 7.4Wh (basta moltiplicare 3.7V per 2Ah per calcolare la potenza in Wh) e in totale la potenza del pacco è di 7.4Wh per 6, cioè 44.4Wh.

Queste 6 batterie possono essere configurate in qualsiasi modo (tutte in serie oppure in due serie da 3 batterie ciascuna messe in parallelo fra loro, cioè 3S2P) in ogni caso la capacità totale del pacco è di 44.4Wh.

Come detto prima però è preferibile mettere le batterie in serie fino a superare di poco la tensione che devono erogare al circuito, perché le batterie lavorano in maniera più efficiente in questo modo.

A questo punto se voglio aumentare la capacità del pacco batteria posso aggiungere altre batterie in parallelo.

Facciamo finta che mi servono 9V, perché devo alimentare una serie led da 9V.

Mi bastano 3 batterie in serie per raggiungere la tensione che mi serve, diciamo 3.7V per 3 batterie sarebbero 11.1V che è poco di più di 9V come volevo

So che le batterie hanno una capacità di 7.4Wh ciascuna (3.7Vx2000mAh=7400mWh), quindi in totale il mio pacco ha una capacità di 3x7.4Wh=22.2Wh. 

Per favore usa questo link per vedere il catalogo in PDF:

http://bit.ly/ArduinoPrezzi

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