سیستم مدیریت باتری (BMS) برای ابزارهای برقی
۱. ابزارهای برقی چیستند؟
ابزارهای برقی در طیف گستردهای از انواع موجود هستند که میتوان آنها را تقریباً بر اساس قدرت و کاربرد طبقهبندی کرد:
| نوع ابزار | مثالها | قدرت معمولی | سناریوهای کاربردی |
| سبک وزن | دریل برقی، پیچ گوشتی، اره آهن بر کوچک | کم (100-500 وات) | کارهای خانگی، مونتاژ دقیق، کارهای سبک |
| وظیفه متوسط | آچارهای ضربهای، سنگهای زاویهای، ارههای عمودبر | متوسط (۵۰۰-۱۵۰۰ وات) | دکوراسیون، تعمیر و نگهداری، مراقبت از خودرو |
| سنگین | چکشهای تخریب، ارههای گرد بزرگ، ماشینهای برش | بالا (۱۵۰۰ وات به بالا) | پروژههای ساختمانی، فرآوری سنگ، کارهای سنگین |
دوم. باتری ولتاژ، تعداد سلولها و جریان
بستههای باتری ابزار برقی از چندین سلول لیتیوم-یونی (معمولاً ۱۸۶۵۰ یا ۲۱۷۰۰) تشکیل شدهاند که به هم متصل شدهاند. سری(برای افزایش ولتاژ) و موازی(برای افزایش ظرفیت).
| ولتاژ اسمی بسته باتری | تعداد سلولها در سری | پیکربندی معمول سلول | جریان عملیاتی مداوم | جریان اوج | ابزارهای کاربردی |
| ۱۲ ولت | ۳ سلولی (۳S) | 3S1P، 3S2P | 10A-20A | 20A-30A+ | دریل برقی، پیچ گوشتی |
| حداکثر ۱۸ ولت/۲۰ ولت | ۵ سلولی (۵S) | 5S1P، 5S2P، 5S3P | ۱۵A-۳۰A | 30A-50A+ | پلتفرم اصلی: سنگ فرز، دریل ضربهای، چکشهای چرخشی |
| 40 ولت/80 ولت | ۱۰ سلولی/۲۰ سلولی (۱۰S/20S) | 10S2P، 20S1P | 30A-50A+ | 50A-100A+ | ماشینهای چمنزنی بزرگ، ارههای برقی، دستگاههای شستشوی فشار قوی |
یادداشتها:
- حداکثر ۲۰ ولت در مقابل ۱۸ ولتاساساً مشخصات یکسانی دارند. «حداکثر ۲۰ ولت» به ولتاژ بدون بار (۴ ولت × ۵ سلول) اشاره دارد، در حالی که «۱۸ ولت» ولتاژ نامی (۳.۶ ولت × ۵ سلول) است. این اصطلاحات اغلب در بازار به جای یکدیگر استفاده میشوند.
- ارزش فعلی: توسط توان موتور ابزار تعیین میشود. برای مثال، یک ابزار ۱۸ ولت ۵۰۰ وات جریان کاری تقریباً `۵۰۰ وات / ۱۸ ولت ≈ ۲۸ آمپر` دارد. جریان پیک (مثلاً در هنگام راهاندازی یا گیر کردن) حتی بیشتر خواهد بود.
III. نحوه انتخاب سیستم مدیریت باتری (بی ام اس) برای ابزارهای برقی؟
ابزارهای برقی الزامات بسیار سختگیرانهای برای BMS دارند—سیستم مدیریت انرژی (BMS) کاملاً با BMS ذخیره انرژی معمولی متفاوت است. هنگام خرید، روی پارامترهای اصلی زیر تمرکز کنید:
۱. جریان تخلیه مداوم (بحرانیترین شاخص)
- الزامات: جریان تخلیه مداوم BMS باید بیشتر از حداکثر جریان عملیاتی ابزار باشد، با حاشیه کافی (20٪ -30٪ توصیه میشود).
- مثال: اگر دستگاه فرز شما جریان کاری ۲۵ آمپر دارد، BMS با ظرفیت تخلیه مداوم ≥ ۳۰ آمپر انتخاب کنید.
- پیامد: اگر جریان کافی نباشد، BMS به دلیل گرمای بیش از حد، محافظت در برابر جریان بیش از حد را فعال میکند و باعث خاموش شدن ناگهانی ابزار میشود. این امر به طور جدی بر راندمان کار تأثیر میگذارد و حتی ممکن است به BMS آسیب برساند.
۲. جریان تخلیه اوج
الزامات: باید جریان بالای لحظهای تولید شده هنگام روشن شدن یا گیر کردن ناگهانی ابزار (معمولاً ۲ تا ۳ برابر جریان کاری) را تحمل کند و این جریان را برای مدتی بدون فعال شدن حفاظت حفظ کند.
- مثال: برای 30A BMS همانطور که در بالا ذکر شد، ظرفیت جریان اوج آن در حالت ایدهآل باید به 60A-90A برسد و چند ثانیه دوام بیاورد.
۳. انتخاب سختافزار و ماسفت
- ماسفتها: اینها اجزای کلیدی تعیینکننده ظرفیت جریان هستند. همیشه مدل ماسفت مورد استفاده در BMS را از تأمینکننده بخواهید، سپس برگه اطلاعات (راهنمای فنی) آن را بررسی کنید تا عملکرد واقعی آن را تأیید کنید.
- مقاومت داخلی پایین (Low Rds(on)): مقاومت داخلی پایینتر به معنای تولید گرمای کمتر و راندمان بالاتر است. سیستمهای مدیریت انرژی (BMS) باید از ماسفتهای (MOSFET) با مقاومت کم استفاده کنند.
۴. عملکردهای حفاظتی پایه
- محافظت در برابر شارژ بیش از حد: هنگامی که ولتاژ هر سلول به 4.25 ولت ± 0.05 ولت برسد، شارژ را قطع میکند.
- محافظت در برابر تخلیه بیش از حد: هنگامی که ولتاژ هر سلول به 2.8 ولت ± 0.1 ولت کاهش یابد، تخلیه را قطع میکند (بعضی از ابزارها برای جلوگیری از آسیب سلولی به آستانه بالاتری، مثلاً 3.0 ولت، نیاز دارند).
- محافظت در برابر اضافه جریان/اتصال کوتاه: هنگامی که جریان از مقدار تنظیم شده تجاوز کند یا اتصال کوتاه رخ دهد، مدار را فوراً (زمان پاسخ بر حسب میکروثانیه) قطع میکند.
- حفاظت دما: باید به یک سنسور دمای NTC مجهز باشد تا در صورت بالا رفتن دمای باتری (مثلاً ۷۰ درجه سانتیگراد) یا پایین آمدن دمای باتری (مثلاً ۰ درجه سانتیگراد)، عملکرد را متوقف کند.
۵. عملکرد متعادلکننده
- متعادلسازی غیرفعال: برای ابزارهای برقی کافی است. در پایان شارژ، از مقاومتها برای تخلیه سلولها با ولتاژ بالاتر استفاده میشود که ولتاژ همه سلولها را ثابت نگه میدارد و طول عمر کلی باتری را افزایش میدهد.
۶. پروتکل ارتباطی (ضروری برای ابزارهای هوشمند)
بسیاری از ابزارهای برند (مثلاً دیوالت، میلواکی) پروتکلهای ارتباطی بین باتری و میزبان ابزار دارند. BMS شخص ثالث ممکن است نیاز به کرک کردن یا شبیهسازی پروتکل داشته باشد؛ در غیر این صورت، ممکن است ابزار کار نکند یا خطا نمایش دهد. برای کاربران عمومی DIY، BMS بدون پروتکل یا جهانی را انتخاب کنید.
IV. خلاصه: چک لیست خرید
هنگام انتخاب یا تعویض BMS برای ابزار برقی خود، موارد زیر را بررسی کنید:
- ولتاژ باتری را تأیید کنید: باتری من چند سلول (چند "S") دارد؟
- تأیید جریان ابزار: توان ابزار من چقدر است و جریان عملیاتی عادی و جریان اوج تقریبی آن چقدر است؟ (با استفاده از فرمول «توان (وات) / ولتاژ (ولت) = جریان (آمپر)» به طور تقریبی تخمین بزنید.)
- پارامترهای اصلی: آیا جریان تخلیه مداوم و جریان اوج BMS الزامات را با حاشیه کافی برآورده میکند؟
- عملکردهای حفاظتی: آیا محافظت در برابر شارژ بیش از حد، دشارژ بیش از حد، جریان بیش از حد، اتصال کوتاه و دما در دسترس است؟
- عملکرد متعادلسازی: آیا متعادلسازی غیرفعال دارد؟
- مشکل پروتکل: آیا میزبان ابزار من به پروتکل ارتباطی خاصی نیاز دارد؟
- مهارت و اتلاف گرما: آیا برد BMS به خوبی ساخته شده است؟ آیا MOSFET ها دارای پدهای سیلیکونی حرارتی هستند یا برای نصب به هیت سینک نیاز دارند؟
وی. XJBMS را توصیه کنید: ابزارهای برقی الکترونیکی BMS
| مدل | سری باتری | ولتاژ | فعلی | تعادل | ان تی سی | پروتکل |
| XJ-D437 | 4S | ۱۶.۸ ولت | شارژ ۱ آمپر، دشارژ ۱۰ آمپر | - | - | - |
| 5S | ۲۱ ولت | شارژ ۳ آمپر، دشارژ ۱۵ آمپر | - | - | - | |
| 4S-20S | ۱۵۰ آمپر تا ۳۰۰ آمپر | شارژ و دشارژ ۱۵۰ تا ۳۰۰ آمپر (پورت مشترک، ۱۵۰ تا ۳۰۰ آمپر (اختیاری)) | منفعل | بله | - | |
| 4S-20S | 10A-120A | شارژ و دشارژ 10A-120A (پورت مشترک، 10A-120A (اختیاری)) | منفعل | بله | بیتی و ۴۸۵ |
