如何使用4s 40A BMS模块构建电池组?

在本文中，我们将测试一个440a BMS。我们将首先设计一个4s电池组，然后将BMS与电池组连接，以实现BMS的所有功能。由于锂离子电池的高能量密度及其可充电能力，锂离子电池在不同应用的电池组中变得非常普遍。但是我们需要连接一个锂离子电池为了保护电路不被损坏或者降低电池的寿命，我们需要连接一个BMS。在本文中，我们将设计一个简单的4S电池组，并将其与一个4S 40安培的BMS电路连接，使电池组坚固耐用。此外，我们将测试BMS的所有保护功能。

这是一个4S 1P电池组，但如果我们愿意，我们可以连接更高容量的电池或电池并联。因此，我们可以使用相同的BMS来制作4s 2P电池组或4s 3P电池组等。

这个BMS有3个版本，标准版本，增强版本和平衡版本。

我们将着眼于平衡版本。标准版本和增强版本几乎相似，只是一个无源元件的差异，这些变体不能主动平衡细胞，而平衡版本有平衡细胞的电路。平衡版本有一个额外的IC和电阻，能够负载平衡。

所有带有单元格的版本的连接是完全相同的。BMS模块与单元的连接将在本文后面展示。

BMS模块

4s 40Amp BMS具有改善电池组生命周期所需的先进功能。4s 40A电池管理系统提供的保护功能有：

•单元平衡

•过电压保护装置

•短路保护

•低电压保护装置

设计电池组!!

为了测试BMS的特性，我们需要将所有电池串联成一个4s电池，并将BMS与这个4s电池连接。

为了制作电池组，我们需要一个4S 40A BMS模块，4个锂离子电池，镍条，直流母桶插孔和电池连接支架。除此之外，我们还将连接一个电压表和一个灯泡来显示运行中的电池组，这将通过一个开关连接。

BMS与电池组的连接

BMS模块有一个整洁的布局，标记用于连接BMS与电池组中的不同位置。下图显示了我们将如何将单元与BMS连接起来。

4S 40Amp BMS模块

4S 40A BMS Module有2个ic，分别为DW01-A和BB3A，分别负责保护和均衡。BMS用于保护和平衡的部分如下图所示。

每个单元的保护参数

电池管理系统的保护特性取决于DW01集成电路的电气特性，该集成电路的保护参数如下表所示。

测试BMS的功能

4S 40A具有过压保护、过流保护、短路保护、过放保护、电池平衡等功能。关于这些特性的更多细节将在下面的描述中给出。

过充保护测试

为了测试电池组的过充特性，我们首先要给电池组充电，使电池充电超过规定的限值，即4.35V的过充保护电压。一旦电池达到VOCP，电池组就会停止进一步充电。我使用的充电器是恒压充电器，提供18伏电压。如下图所示，充电器的电压为17.91伏。

下图显示，当充电器连接时，BMS处的电压为17.92V，这意味着充电器与BMS连接。

下图显示电池正负两端的电压为16.29伏。

来自充电器的电压为17.91V，而电池的正负端电压为16.29伏(由于我已将万用表的探头连接在相反的端子上，因此它具有负电压)。电压输出的差异是由于BMS将4s电池从BMS输出端断开，从而停止了充电器对电池的供电，因此表明BMS的过压保护起作用。

欠压保护测试

为了测试欠压保护，我们使用镍铬合金线将电池耗尽。IC DW01负责保护每个电池免受欠压。因此，当任何电池的电压低于2.4V时，即过放电保护电压，欠压保护启动，BMS断开负载。直到电池充电，电池充电到过放电保护电压，即高于3V， BMS不允许任何负载吸取功率，从而保持电池的寿命。

细胞平衡

由于BB3A IC，电池平衡是可能的。当BB3A引脚6的输出引脚向增强型N-MOSFET的栅极发出高信号时，MOSFET通过该480欧姆电阻连接低电阻路径，该电阻作为负载电阻并开始耗尽电池。

放电速率为：

为了显示它是如何工作的，我们使用万用表检查MOSFET的漏极和源极之间的连接。当平衡不工作时，n沟道MOSFET处于闭合状态，连续性测试证明MOSFET处于关断状态，当平衡单元打开时，MOSFET让电流流过漏极和源极，从而显示连续性测试结果。

下面的一组图像显示了当电池不充电时，电池处于不同的电势。

电池组充电后，电池平衡开始工作。

从第一张图中可以看到，所有的电池都处于不同的电位，而在给电池组充电后，所有的电池都处于相似的电位。充电平衡前后的电池电压对比如下表所示

短路试验

为了显示短路测试，我打开了灯泡和电压表，一旦我把BMS的正极和负极短路，灯泡和电压表都停止工作，直到我关闭所有开关并断开所有负载几毫秒，BMS才重新打开。

在关闭所有连接，然后打开设备后，它再次开始工作，证明BMS正在保护电池组免受短路。

左上图显示了从负极到电线的火花，显示短路，一旦短路发生，BMS断开了电池组的所有负载。

结论

4S 40安培BMS是一个简单易用的模块，具有先进的功能，可以延长电池组的使用寿命。除了延长寿命外，它还可以保护电池和整个电池组免受火灾或热失控的影响，从而保护电池组和周围环境免受潜在的火灾危险。

本文编译自circuitdigest