Как функция предварительной зарядки в зарядных устройствах на 36 В предотвращает срабатывание системы BMS при глубоком разряде

Литиевая аккумуляторная батарея на 36 В опирается на свою систему управления батареями (BMS), которая поддерживает каждую ячейку в безопасном диапазоне напряжения. Когда аккумулятор хранится неиспользованным, подвергается воздействию холода или опорожняется под большой нагрузкой, BMS достигает порога глубокого разряда и размыкает цепь разряда. Подключение стандартного зарядного устройства на этом этапе часто приводит к сбивающему с толку результату: зарядное устройство показывает выходную мощность, однако аккумулятор отказывается принимать ток, а BMS неоднократно отключается вместо восстановления. Функция предварительной зарядки в хорошо продуманном зарядном устройстве на 36 В напрямую решает эту проблему. Это не программный трюк; это управляемая стадия с ограничением тока, которая находится между подключением и моментом начала полного зарядного тока.

Почему срабатывает BMS 36 В после глубокого разряда?

BMS 36 В контролирует каждую группу ячеек серии. Когда напряжение какой-либо ячейки падает ниже порога переразряда — обычно от 2,5 В до 3,0 В на ячейку — BMS открывает свой разрядный МОП-транзистор и электрически изолирует аккумулятор. Схема управления BMS остается в рабочем состоянии, но потребляет лишь небольшой ток в режиме ожидания.

При подключении зарядного устройства происходят два события. Выходные конденсаторы зарядного устройства и входная емкость BMS внезапно заряжаются, создавая пусковой ток, который может достигать десятков ампер. BMS считывает этот всплеск как состояние перегрузки по току или короткого замыкания и мгновенно повторно открывает защитный полевой МОП-транзистор. Зарядное устройство пропускает ток в разомкнутую цепь, поэтому напряжение аккумулятора никогда не повышается. Результат выглядит как неисправность, но на самом деле это тупик защиты.

Какова функция предварительной зарядки в литиевом зарядном устройстве на 36 В?

Функция предварительной зарядки представляет собой специальную слаботочную ступень, реализованную в силовом каскаде и управляющем программном обеспечении зарядного устройства. Когда зарядное устройство обнаруживает напряжение на клеммах ниже нормального порога перезапуска, оно не подает полное зарядное напряжение. Вместо этого он обеспечивает путь ограничения тока и медленно повышает напряжение батареи. Типичная батарея на 36 В предварительно заряжается током от 200 мА до 1 А, примерно от 0,05 до 0,1 °С, пока BMS не распознает допустимое состояние зарядки и не закроет свой защитный полевой МОП-транзистор.

Этап предварительной зарядки добавляет к общему времени зарядки лишь секунды или минуты, но делает первые моменты подключения предсказуемыми и безопасными.

Как предварительная зарядка предотвращает срабатывание системы BMS при глубоком разряде

Защитная логика внутри BMS проста: если измеренный ток превышает пороговое значение хотя бы на несколько миллисекунд, МОП-транзистор открывается. Предварительная зарядка предотвращает это, контролируя скорость нарастания тока. Последовательность действий внутри совместимого зарядного устройства на 36 В работает следующим образом:

1. Зарядное устройство измеряет напряжение на клеммах и определяет состояние глубокого разряда ниже порога перезапуска.
2. Он активирует путь предварительной зарядки, ограничивая ток до безопасного низкого уровня вместо использования полного выходного каскада.
3. Ограниченный ток постепенно заряжает входную емкость BMS, позволяя ИС управления BMS точно измерять напряжение элементов.
4. Как только BMS подтверждает отсутствие короткого замыкания, она закрывает защитный полевой МОП-транзистор, не фиксируя скачка тока.
5. Зарядное устройство обнаруживает рост напряжения на клеммах и переходит в режим стабилизации тока, завершая оставшуюся часть заряда с нормальной кривой CC-CV.

Зарядное устройство для литиевых батарей 36 В с защитой от предварительной зарядки Это зарядное устройство включает в себя этап предварительной зарядки, который ограничивает рост тока, предотвращая блокировку BMS и искрение контактов. Он также обеспечивает обратную полярность и тепловую защиту, что делает его пригодным для безопасного восстановления глубоко разряженных литиевых аккумуляторов на 36 В. Посмотреть продукт →

Тот же принцип защищает зарядное устройство, разъемы и аккумуляторы. Без предварительной зарядки каждое соединение представляет собой небольшую электрическую дугу, которая со временем ухудшает качество контактов и создает нагрузку на чувствительную схему BMS. Такое поведение, ориентированное на восстановление, заложено в серию литиевых зарядных устройств на 36 В, в которых этап предварительной зарядки сочетается с защитой от перенапряжения, обратной полярностью и тепловой защитой, поэтому глубоко разряженные аккумуляторы можно повторно и безопасно возвращать в эксплуатацию.

Ключевые особенности конструкции цепи предварительной зарядки зарядного устройства на 36 В

Не все реализации предварительной зарядки одинаковы. Эти параметры определяют, сможет ли зарядное устройство на 36 В надежно восстановить глубоко разряженный аккумулятор.

• Предел тока предварительной зарядки: Он должен оставаться ниже порога перегрузки по току BMS, но при этом подавать достаточно энергии для пробуждения микросхемы управления BMS.
• Порог напряжения перезапуска: Прежде чем включать предварительную зарядку, зарядное устройство должно отличить глубоко разряженную батарею от короткозамкнутого выхода.
• Логика тайм-аута: Если напряжение аккумулятора не повышается в пределах определенного интервала, зарядное устройство должно остановиться и отобразить неисправность вместо того, чтобы бесконечно нагревать аккумулятор.
• Совместимость с БМС: Разные модели BMS пробуждаются при разном напряжении, поэтому профиль предварительной зарядки необходимо регулировать. Это основная часть OEM/ODM-сервиса D-Power, когда зарядное устройство должно соответствовать собственной защитной плате клиента.

Обычные источники питания часто пропускают эти детали. Подробнее о том, что пошло не так, читайте в нашем обзоре распространенные виды неисправности зарядного устройства 36 В . Неисправности, которые кажутся неисправностями зарядного устройства, часто вызваны отсутствием или плохо настроенной ступенью предварительной зарядки.

Предварительная зарядка в реальных приложениях с напряжением 36 В

Глубокий разряд – не редкий лабораторный случай. Это происходит всякий раз, когда литиевый автомобиль простаивает без использования: электрический велосипед, припаркованный зимой, парк скутеров, ожидающий перераспределения, AGV, остановившийся на складе, или дрон, хранящийся с оставленной внутри батареей. В каждом сценарии система BMS 36 В отключилась, и зарядное устройство является единственным инструментом, который может вернуть аккумулятор обратно. Зарядное устройство с надлежащей ступенью предварительной зарядки снижает искрение, предотвращает блокировку BMS и продлевает срок службы элементов, что приводит к меньшему количеству обращений в сервисное обслуживание и гарантийных замен.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 36 В для восстановления после глубокого разряда Это семейство зарядных устройств, предназначенное для OEM-покупателей, поддерживает настраиваемые профили предварительной зарядки, которые работают с вашей BMS. Это помогает восстановить аккумуляторы в скутерах, электронных велосипедах, AGV и дронах, сокращая количество обращений в сервисное обслуживание и необходимость гарантийных замен. Посмотреть продукт →

После восстановления этап предварительной зарядки переходит к профилю CC/CV, который должен соответствовать химическому составу ячейки; настройки, описанные в нашем руководстве по напряжение зарядки литиевой батареи имеют непосредственное значение для долговечности упаковки. Для OEM-покупателей выбор переходит от стандартного адаптера к зарядному устройству. Семейство зарядных устройств на 36 В предназначено для этих сценариев восстановления и имеет профили предварительной зарядки, которые можно настроить в соответствии с BMS в собственном аккумуляторном блоке клиента.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Может ли зарядное устройство на 36 В с предварительной зарядкой восстановить уже сработавшую систему BMS?

Да, в большинстве случаев. Пока напряжение отдельных ячеек не повреждено навсегда, этап предварительной зарядки повышает напряжение батареи до тех пор, пока BMS не распознает безопасное состояние зарядки и не закроет свой защитный MOSFET.

В2: Сколько времени занимает этап предварительной зарядки?

Это зависит от состояния упаковки. Типичная батарея на 36 В при температуре 0,1 C достигает порога перезапуска менее чем за одну минуту, тогда как для очень глубоко разряженной батареи может потребоваться несколько минут. Зарядное устройство всегда должно останавливаться из-за неисправности, если пороговое значение не достигается в течение заданного времени ожидания.

Вопрос 3. Является ли предварительная зарядка такой же, как капельная зарядка или поддерживающая зарядка?

Нет. Предварительная зарядка — это временная, ограниченная по току стадия, которая существует только до тех пор, пока BMS не выйдет из состояния защиты. Капельная зарядка — это непрерывная слаботочная стратегия, используемая для поддержания полной зарядки аккумулятора с течением времени.

Вопрос 4. Почему обычный источник питания 36 В по-прежнему отключает BMS?

Общий источник питания подает полное выходное напряжение на клеммы при подключении, создавая пусковой ток, намного превышающий порог BMS. Только зарядное устройство со специальной ступенью предварительной зарядки может работать с BMS, а не против нее.

Заключение

Функция предварительной зарядки в литиевом зарядном устройстве на 36 В обеспечивает небольшое значение тока с большим эксплуатационным воздействием. Он решает одну из наиболее распространенных неисправностей литиевых систем: глубокий разряд, блокирующий зарядку. Контролируя пусковой ток и позволяя BMS выполнять собственные проверки безопасности, предварительная зарядка делает аккумуляторы восстанавливаемыми, предсказуемыми и безопасными в эксплуатации.

При выборе зарядного устройства для линейки аккумуляторов на 36 В убедитесь, что предварительная зарядка имеет настраиваемый предел тока, четкий порог напряжения перезапуска и безопасное время ожидания. Для инженерных групп, которым требуется зарядное устройство, подходящее к конкретной BMS, линейка зарядных устройств D-Power на 36 В предлагает настраиваемые профили предварительной зарядки и CC-CV, подтвержденные сертификатами CE, UL, KC, PSE и RCM.