Кратко о BMS 4S HX-4S-D20 / HX-4S-A20
Доступны два исполнения BMS-платы для батареи из четырёх последовательно соединённых Li-ion секций: HX-4S-D20 — исполнение на транзисторе, HX-4S-A20 — исполнение на микросхеме. Оба варианта защищают батарею от перезаряда, переразряда и короткого замыкания.
Выбирайте исполнение с учётом маркировки и габаритов: HX-4S-D20 имеет размеры 35,5 × 35,5 × 3,5 мм, HX-4S-A20 — 34 × 34 × 2,7 мм. Перед монтажом сверьте выбранный вариант с доступным местом в корпусе.
Ключевые характеристики
- Тип
- BMS-плата защиты Li-ion батареи
- Конфигурация
- 4S — четыре последовательно соединённые Li-ion секции
- Напряжение полного заряда пакета
- 16,8 В
- HX-4S-D20
- исполнение на транзисторе; 35,5 × 35,5 × 3,5 мм
- HX-4S-A20
- исполнение на микросхеме; 34 × 34 × 2,7 мм
- Максимальный ток заряда
- 10 А; фактический ток также ограничивают аккумуляторы и зарядное устройство
- Максимальный ток разряда
- до 20 А — верхний предел; непрерывная работа при 20 А не подтверждена
- Отсечка заряда
- 4,23…4,28 В на одну секцию
- Отсечка разряда
- 2,72…2,88 В на одну секцию
- Защита
- от перезаряда, переразряда и короткого замыкания
- Силовой порт
- общие клеммы P+/P− для зарядки и нагрузки
- Контрольные отводы
- B−, B1, B2, B3, B+
- Балансировка
- не следует считать гарантированной функцией обоих исполнений
Подробное описание и особенности
Два доступных исполнения
HX-4S-D20 и HX-4S-A20 выполняют общую функцию защиты 4S Li-ion батареи, но отличаются конструктивным исполнением и размерами. HX-4S-D20 соответствует варианту «на транзисторе», а HX-4S-A20 — варианту «на микросхеме». Маркировка необходима для правильного выбора платы и проверки монтажной схемы.
Размер HX-4S-D20 составляет 35,5 × 35,5 × 3,5 мм. Более компактная HX-4S-A20 имеет размер 34 × 34 × 2,7 мм. Оставьте дополнительное пространство для изоляции, проводов, пайки и отвода тепла.
Защита 4S-батареи
Плата контролирует четыре последовательно соединённые Li-ion секции и размыкает силовую цепь при срабатывании защиты. BMS помогает ограничить последствия перезаряда, переразряда и короткого замыкания, но не стабилизирует выходное напряжение и не формирует алгоритм зарядки.
Напряжения от B− до B+ должны последовательно увеличиваться через все четыре секции. Для другого количества последовательно соединённых секций или другой химии требуется соответствующая BMS.
Ток и тепловой режим
Ток батареи ограничивает самый слабый элемент системы: аккумуляторные секции, межсекционные перемычки, провода, разъёмы, паяные или сварные соединения и BMS. Для двигателей, усилителей и ёмкостных нагрузок отдельно учитывайте пусковой ток.
Если плата, проводники или контакты заметно нагреваются, уменьшите нагрузку и улучшите теплоотвод. Не проектируйте систему для непрерывных 20 А без проверки температуры и падения напряжения в фактическом корпусе.
Зарядка и балансировка
Для 4S Li-ion батареи используйте специализированное зарядное устройство CC/CV с конечным напряжением 16,8 В. BMS не заменяет зарядное устройство, а защитная отсечка не должна быть штатным способом завершения каждого цикла.[1]
Если для системы обязательно выравнивание напряжений между секциями, используйте BMS или отдельный балансировочный узел с чётко указанными типом и током балансировки. Не рассчитывайте на балансировку HX-4S-D20 или HX-4S-A20 без отдельного подтверждения этой функции.
Подойдёт / не подойдёт
Подойдёт
- для 4S Li-ion батареи с напряжением 16,8 В после полной зарядки;
- для сборки на элементах 18650 с одинаковыми характеристиками и близким состоянием;
- когда необходим выбор между HX-4S-D20 на транзисторе и более компактной HX-4S-A20 на микросхеме;
- для устройства с общим портом зарядки и нагрузки P+/P−;
- для системы, которой достаточно базовой защиты без телеметрии и программирования.
Не подойдёт
- для 3S, 5S или другого количества последовательно соединённых секций;
- для LiFePO4 и других химических систем с отличающимися порогами напряжения;
- как самостоятельное зарядное устройство, стабилизатор или преобразователь напряжения;
- для гарантированной непрерывной нагрузки 20 А без проверки теплового режима;
- для систем, где балансировка, температурный датчик, Bluetooth или программируемые пороги обязательны.
Примеры применения
Автономное LED-освещение
Выбранное исполнение BMS может защищать 4S-батарею совместимого светильника или LED-узла через драйвер, рассчитанный на фактический диапазон напряжения и ток нагрузки.
Портативная аудиосистема
Плата подходит для защиты 4S-батареи усилителя, если электроника допускает напряжение до 16,8 В, а аккумуляторы и соединения выдерживают рабочие и пусковые токи.
Робототехническая платформа
HX-4S-D20 или HX-4S-A20 можно использовать в узле с питанием от 4S Li-ion, отдельным зарядным устройством и преобразователями для чувствительной электроники.
Подключение и первый запуск
Проверьте выбранное исполнение
Перед монтажом сверьте маркировку платы: HX-4S-D20 — исполнение на транзисторе, HX-4S-A20 — исполнение на микросхеме. Проверьте габариты и обозначения контактов непосредственно на полученной плате.
Подготовьте четыре секции
Используйте исправные Li-ion элементы одного типа с близкими напряжением, ёмкостью и внутренним сопротивлением. Не смешивайте новые и бывшие в употреблении, повреждённые или существенно различающиеся аккумуляторы.
Проверьте точки 4S
До подключения BMS мультиметром проверьте полярность и последовательное увеличение напряжения от общего минуса до общего плюса батареи.
Подключите контрольные отводы
Ориентируйтесь на маркировку выбранного исполнения: B− подключается к минусу пакета, B1, B2 и B3 — к промежуточным точкам между секциями, B+ — к плюсу четвёртой секции. Не переносите распиновку с другой BMS.
Подключите силовой порт
Зарядное устройство и нагрузку подключайте к P+/P−. Сечение проводов, разъёмы и качество соединений должны соответствовать фактическому току.
Выполните контрольный запуск
Сначала проверьте выход без нагрузки, затем подайте небольшую контролируемую нагрузку. Измерьте напряжения секций, общее напряжение, падение напряжения на силовых соединениях и нагрев платы.
Ограничения и безопасность
Не допускайте ошибок в полярности или последовательности
Неправильное подключение B−, B1, B2, B3 или B+ может повредить BMS, аккумуляторы и проводку. Проверяйте мультиметром каждую точку до окончательного соединения.
Используйте зарядку CC/CV на 16,8 В
Не подключайте к батарее нерегулируемый адаптер и не используйте порог защиты как штатное завершение заряда. Зарядный ток не должен превышать наименьший допустимый предел элементов, соединений, BMS и зарядного устройства.[1]
20 А — верхний, а не гарантированный длительный предел
Для постоянной нагрузки оставляйте запас по току. Учитывайте пусковые импульсы, контролируйте температуру и используйте проводники и разъёмы, рассчитанные на реальный ток системы.
Не используйте повреждённые или разнородные элементы
Вздутие, деформация, повреждённая оболочка, следы протекания или необычный нагрев являются основанием прекратить использование. Не смешивайте в одном пакете элементы разного типа, состояния или истории эксплуатации.[1]
Защитите открытую плату
Изолируйте BMS от корпуса, металлической стружки, влаги и случайного контакта с перемычками батареи. Закрепляйте провода так, чтобы они не перекрывали охлаждение силовых компонентов.
Совместимый контрольный индикатор
Для поэлементного контроля 4S-батареи можно подключить сигнализатор-индикатор 1S–8S, предварительно сверив распиновку и порядок контактов. Индикатор только измеряет напряжение и подаёт сигнал, поэтому не заменяет BMS.
FAQ
Какое исполнение выбрать?
Выбирайте HX-4S-D20, если требуется исполнение на транзисторе размером 35,5 × 35,5 × 3,5 мм. HX-4S-A20 является исполнением на микросхеме размером 34 × 34 × 2,7 мм.
Заряжают ли HX-4S-D20 и HX-4S-A20 батарею самостоятельно?
Нет. Оба исполнения контролируют защитные режимы, а зарядку выполняет отдельное CC/CV-устройство для 4S Li-ion с конечным напряжением 16,8 В.
Можно ли постоянно разряжать батарею током 20 А?
Гарантированный непрерывный режим 20 А не заявлен. Допустимый постоянный ток зависит от аккумуляторов, проводников, контактов, корпуса, вентиляции и температуры.
Подходят ли эти платы для LiFePO4?
Нет. Оба исполнения предназначены для 4S Li-ion. Для LiFePO4 требуется BMS с порогами, рассчитанными именно на эту химию.
Есть ли у плат балансировка?
Рассчитывать на балансировку не следует. Если эта функция обязательна, выберите BMS или отдельный балансир с чётко указанными параметрами балансировки.
Что делать, если после сборки на выходе нет напряжения?
Обесточьте нагрузку и проверьте полярность, последовательность B−/B1/B2/B3/B+, напряжение каждой секции и отсутствие короткого замыкания. После правильного подключения некоторым защитным платам требуется кратковременное подключение совместимого зарядного устройства для выхода из защитного состояния.
Документы и источники
- Samsung SDI, Guidelines on Charging, Use and Handling of Lithium-Ion Batteries — требования к CC/CV-зарядке, специализированному зарядному устройству, защите и безопасному обращению с Li-ion элементами.