太陽能路燈儲能BMS

1.簡介

        CNBMS0021AV2針對4串磷酸鐵鋰電池而設計的保護板方案。
 

        保護板具有電池組和單體電芯的過壓、欠壓、充放電過流、高低溫保護、短路等保護功能。

        保護板支持UART通信功能。

        保護板具有高精度的電壓、電流、溫度檢測功能；通過電流積分法估算電池的剩余容量（SOC）,使用智能電壓平衡功能提高電池組的有效電池容量和循環使用壽命。

        保護板具有電池組充、放電自動切換功能。

        保護板具有加熱膜控制功能，在低溫環境下對電池組預熱，使電池組在有效的環境溫度范圍內正常充電，并且具有加熱膜故障檢測功能。

        保護板具有待機休眠功能，使系統在非工作模式下保持低功耗狀態。

  保護板采用模塊化設計，由電池平衡模塊、電池參數采樣模塊、通信模塊、限流模塊以及控制模塊組成。

2.功能特點

● 具有BMS基本功能。如過充保護、過放保護、充放電過流保護、短路保護、充電器反接保護、高低溫度保護、保護延時等功能。

●單節電池過充電壓保護和恢復功能，電壓采樣精度±10mV;

●單節電池過放電壓保護和恢復功能，電壓采樣精度±10mV;

●電池充電高溫和低溫保護功能，溫度精度±3℃；

●電池放電電高溫和低溫保護功能，溫度精度±3℃；

●充電過流保護和恢復功能，電流采樣精度±0.2A；

●放電過流保護和恢復功能，電流采樣精度±0.2A；

●短路保護功能。短路保護后BMS正常，短路保護恢復后后可以正常工作（先短路再輸出和先輸出后短路都可以正常工作）；

●自殺功能：過放保護后延時切斷BMS板上供電電源，實現零功耗；

●PV充電端口激活功能；在自斷電后PV充電端口電壓大于12V±1V時可以硬件激活系統。

●BMS具有電池均衡功能；

●充/放電異口模式，充電口防反放電，放電口防反充電。

●具有自動計算容量的功能。

●兩個相同的BMS具有串并聯功能；

●具有根據PV電壓控制輸出的功能，電壓采樣精度±100mV;

●具有上位機更改參數和實時查看的功能；需要提供一路通信，可以非隔離，電平為TTL或者CMOS;

●PV輸入具有防雷的功能；

●系統具有休眠和恢復功能；

●系統具有極性反接保護；（包括PV反接和電池反接）正確接好后，不能損壞電路。

6.產品功能說明

6.1自殺及激活控制功能

系統自殺條件：

5分鐘內最低電池電壓一直低于過放保護電壓，系統自殺，自殺后系統0功耗。

自殺后激活條件：

當PV電壓大于12V±1V后，系統硬件激活。（系統激活后可以充電）

6.2放電過流保護控制功能

放電過流保護后間隔1分鐘再次嘗試放電，累計10次徹底保護。當檢測到PV電壓關閉輸出條件下恢復，恢復后等待PV電壓開啟輸出的條件到時再次輸出。

6.3短路保護控制功能

短路保護后間隔20S再次嘗試放電，累計5次徹底保護。當檢測到PV電壓關閉輸出條件恢復，恢復后等待PV電壓開啟輸出的條件到時再次輸出。

6.4充電過流控制功能

充電過流保護后間隔5分鐘再次嘗試充電。充電管理如下表。

6.5均衡控制功能

6.6 基本保護功能

在充電過程中，鋰電池管理系統監測系統電壓，當系統電壓達到系統過壓報警點時，上位機提示PACK高壓告警。當系統電壓達到系統過壓保護點時，檢測延時5S后將觸發系統過壓保護，停止充電，系統處于系統過壓保護狀態。當系統電壓低于系統過壓恢復點或者剩余容量百分比低于95%時，釋放系統過壓保護狀態，恢復充電。在系統過壓保護狀態下，直接放電可立即釋放。

■系統過放保護

在放電過程中，鋰電池管理系統監測系統電壓，當系統電壓達到系統過放報警點時,ALM燈閃爍，上位機提示PACK低壓告警。當系統電壓達到系統過放保護點時，檢測延時5S后將觸發系統過放保護，停止放電。系統將等待30秒后進入休眠模式。

■單體過壓保護

在充電過程中，鋰電池管理系統監測電池組中的單體電壓，當單體電壓最大值達到單體過壓報警點時，上位機提示Cell高壓告警。當單體電壓最大值達到單體過壓保護點時，檢測延時5S后將觸發單體過壓保護，停止充電，系統處于單體過壓保護狀態。當所有單體電壓低于單體過壓恢復點或者剩余容量百分比低于95%時，釋放單體過壓保護狀態，恢復充電。在單體過壓保護狀態下，直接放電可立即釋。

■單體過放保護

在放電過程中，鋰電池管理系統監測電池組中的單體電壓，當單體電壓最小值達到單體過放報警點時，ALM燈閃爍，上位機提示Cell低壓告警。當單體電壓最小值達到單體過放保護點時，檢測延時5S后將觸發單體過放保護，停止放電。在電池組未級聯使用時，系統將等待10秒后進入休眠模式（如果所有單體電壓在10秒內恢復到單體過放恢復點，將釋放單體過放保護，恢復放電）。

。

■環境溫度保護

在系統運行狀態下，鋰電池管理系統監測環境溫度，當環境溫度達到環境高溫報警點時，ALM燈閃爍，上位機提示環境高溫告警。當環境溫度達到環境高溫保護點時，檢測延時5S后將觸發環境高溫保護，分別停止充、放電。當環境溫度達到環境低溫報警點時，ALM燈閃爍，上位機提示環境低溫告警。當環境溫度達到環境低溫保護點時，檢測延時5S后將觸發環境低溫保護，分別停止充、放電。當環境溫度恢復到正常范圍內時，將釋放環境高低溫保護，分別恢復充、放電。

■智能通信

通過上位機軟件可查看電池參數，設置保護參數。

■休眠

為了降低整個系統的功耗，系統具有休眠功能，當出現以下某種情況時，系統將進入休眠模式。

1) 過放保護10S未恢復到過放釋放電壓時。

2) 無充放電待機狀態持續時間達到24小時。

3) 根據操作規則，操作復合按鍵開關。

■休眠喚醒

結合實際情況，為了方便使用，系統提供了多種不同的喚醒方式。因過放保護而進入休眠模式，系統只能由充電信號進行喚醒。

1) 充電喚醒

2）放電喚醒

2) 按鍵喚醒

6.7 復合按鍵

保護板設計有復合按鍵功能，在正常運行過程中，短按該按鍵(>=3s<6S)，然后松開按鍵保護板將休眠；長按該按鍵一次(>=6s)，保護板將重新啟動。在休眠模式下，短按該按鍵(>=3s<6S)，保護板將被喚醒進入待機狀態。

備注：操作按鍵時，每按一次按鍵請等待至少3鐘秒再按第二次。請勿短時間（3秒）連續操作。

6.8 故障檢測

保護板具有故障告警功能，通過上位機可查看相應的故障顯示。故障包括有：、模擬量采樣故障、溫度NTC失效等。

1) 模擬量采樣故障：當主控芯片與模擬量采集芯片之間無法正常通信時，系統將會出現模擬量采樣故障。

2) 溫度NTC失效是指溫度NTC短路或斷開，由此引起溫度采樣值偏大或偏?。ù笥?50℃，小于-50攝氏度作為判斷依據）。另外，針對電池溫度做綜合性判斷，當電池溫度之間的溫差大于30℃，系統也提示溫度NTC失效。

備注：保護板安裝完成并且正常運行后，請使用上位機設置正確的系統日期和時間，保證歷史記錄時間的準確。