BMS چیست و چرا به آن نیاز داریم؟

ماژول BMS (Battery Management System) یک سیستم الکترونیکی است که وظیفه مدیریت فرآیند شارژ و دشارژ باتری‌ها، محافظت از آن‌ها و ایجاد تعادل بین سلول‌های باتری را بر عهده دارد. این ماژول در باتری‌های لیتیومی چند سلولی (مانند 2S-6S) ضروری است تا از خطرات زیر جلوگیری شود:

  • شارژ بیش از حد (Overcharging)
  • دشارژ بیش از حد (Overdischarging)
  • جریان بیش از حد (Overcurrent)
  • گرم شدن بیش از حد (Overheating)
  • تعادل نامناسب ولتاژ بین سلول‌ها (Cell Balancing)

وجود BMS علاوه‌بر ایمنی، به افزایش طول عمر باتری و بهبود عملکرد آن کمک می‌کند.

آشنایی با ساختار باتری‌های لیتیومی

  • سل باتری: هر سلول لیتیومی معمولاً دارای ولتاژ اسمی 3.7 ولت و حداکثر ولتاژ 4.2 ولت (شارژ کامل) است. دشارژ شدن سل به زیر 3 ولت و شارژ شدن به بالای 4.2 ولت ممکن است باتری را دچار آسیب کند.
  • اتصال سری: باتری‌های لیتیومی به‌صورت سری به ولتاژ بالاتر می‌رسند. به عنوان مثال:
    • 1S: یک سل (3.7 ولت)
    • 2S: دو سل سری (7.4 ولت)
    • 3S: سه سل سری (11.1 ولت)
    • همین‌طور تا 6S (22.2 ولت)
  • در اتصال سری، مجموع ولتاژ افزایش می‌یابد اما ظرفیت میلی‌آمپر (mAh) ثابت باقی می‌ماند.
  • مراحل دقیق راه‌اندازی باتری‌های لیتیومی و اتصال به BMS

مرحله 1: آماده‌سازی ابزارها و رعایت ایمنی

پیش از شروع، اطمینان حاصل کنید که:

  • ولتاژ تمام سلول‌های باتری را با یک ولت‌متر دقیق چک کنید. سلول‌ها باید ولتاژ مشابهی (حدود 3.7 ولت) داشته باشند تا از ایجاد اختلال در عملکرد سیستم جلوگیری شود. در صورت تفاوت زیاد، سلول‌ها را به‌طور جداگانه شارژ یا دشارژ کنید تا تعادل برقرار شود.
  • دستورالعمل ماژول BMS خریداری‌شده را مطالعه کنید.
  • از ابزار عایق‌بندی‌شده، کانکتورهای استاندارد (مثل XT60، XT90 یا JST)، سیم‌های مناسب استفاده کنید تا ایمنی کار تضمین شود.
  • مرحله 2: طراحی و اتصال سلول‌ها
    برای تنظیم تعداد سلول‌ها (1S تا 6S)، آن‌ها را طبق روش زیر به‌صورت سری متصل کنید:

    • 1S (یک سل):
      • فقط یک سل باتری را استفاده کنید.
      • سر مثبت (+) باتری را به ورودی مثبت ماژول BMS و سر منفی (-) را به ورودی منفی BMS متصل کنید.
    • 2S (دو سل):
      • مثبت (+) سل اول را به منفی (-) سل دوم وصل کنید.
      • سر منفی سل اول به B- ماژول متصل شود.
      • نقطه اتصال بین دو سل به B1 ماژول متصل شود.
      • سر مثبت سل دوم به B+ ماژول متصل شود.
    • 3S تا 6S (سه تا شش سل):
      به همین ترتیب، اتصال سلول‌ها را ادامه دهید تا مجموع ولتاژ مورد نظر حاصل شود. سپس از کانکتورهای B1، B2، B3، ... Bn ماژول BMS برای نظارت بر نقاط ولتاژ بین سلول‌ها استفاده کنید:
      • B- به منفی اولین سل.
      • B1 به نقطه اول بین دو سل.
      • B2 به نقطه دوم.
      • و نهایتاً B+ به مثبت آخرین سل.  
  • مرحله 3: اتصال ماژول BMS و انجام تست اولیه
    1. مرحله کنترل اتصال:
      اتصال تمامی سیم‌ها (B-, B1, ..., B+, P-, P+) را مجدداً بررسی کنید تا از اتصال صحیح و محکم بودن سیم‌ها مطمئن شوید.
    2. تست خروجی:
      شارژر مناسب باتری لیتیومی (مانند شارژر 12.6 ولت برای باتری 3S) را به پورت‌های P- و P+ ماژول BMS متصل کنید.
    3. تعادل سلول‌ها:
      اگر ماژول BMS شامل قابلیت تعادل سلول‌ها (Cell Balancing) باشد، ماژول به‌طور خودکار ولتاژ سلول‌ها را تعدیل می‌کند و نوسان‌های ولتاژ را کاهش می‌دهد.
  • مرحله 4: راه‌اندازی سیستم شارژ و تخلیه بار

خروجی P+ و P- ماژول را به دستگاه مورد نظر (مثلاً موتور یا برد الکترونیکی) یا یک ولت‌متر برای تست جریان متصل کنید.

  • در هنگام شارژ باتری:
    • مطمئن شوید که ولتاژ شارژر با ولتاژ کلی باتری متناسب است (مثلاً برای باتری‌های 4S از شارژر 16.8 ولت استفاده کنید).
    • جریان شارژ را متناسب با ظرفیت باتری (معمولاً 1C) تنظیم کنید.
  • اگر باتری به درستی راه‌اندازی شده باشد، باید:
    • ولتاژ سلول‌ها همراه با تعادل باقی‌ مانده باشد.
    • دما در محدوده ایمن بماند.
  • پیکربندی تعداد سلول ولتاژ کل (اسمی)شارژر مناسب


    1S
    		یک سل
    		3.7 ولت
    		شارژر 4.2 ولت
    2S
    		دو سل سری
    		7.4 ولت
    		شارژر 8.4 ولت
    3S
    		سه سل سری
    		11.1 ولت
    		شارژر 12.6 ولت
    4S
    		چهار سل سری
    		14.8 ولت
    		شارژر 16.8 ولت
    6S
    		شش سل سری
    		22.2 ولت
    		شارژر 25.2 ولت