1 简介
随着锂电池在各行业的广泛应用，市场对锂电池管理系统也提出了高性能、高可靠性及高性价比等要求。本产品是专门针对48V低压锂电池系统设计的BMS，采用集成化的设计，将采集、管理、通信等功能集成于一体。
本产品具备电压采集、电流采集、温度采集及相应保护功能、智能充电被动均衡功能、电量估算功能、串行通讯功能、LED显示等基本功能。此外还提供如下选配功能：数据存储，充电限流、智能加热膜控制等。
本产品可应用在家用储能、智慧路灯、通信基站等锂电储能应用场景。
2 产品型号说明
KYHTCN04V11_16S20A
16串20A
3 环境要求
|
项目 |
参数 |
单位 |
|
工作温度 |
－30～95 |
℃ |
|
储存温度 |
－30～95 |
℃ |
|
工作湿度 |
5～95 |
%RH |
|
储存湿度 |
5～95 |
%RH |
4 功能特性
|
高集成模拟前端 |
可调过流保护 |
|
隔离电源电路 |
具有多种休眠及唤醒方式 |
|
集成串口IC |
RS232 通信 |
|
高电压精度 (≤10mV) |
RS485 通信 |
|
高电流精度 (≤2%@FS) |
参数可调设置 |
|
4路电池温度检测 (≤3℃) |
低功耗 |
|
SOC 估算功能 |
LED状态指示功能 |
|
SOH 估算功能 |
具有充电均衡功能 |
|
短路保护功能 |
|
4.1 功能示意框图
4.2 电气特性
4.2.1 基本参数设置
注：1、以下参数除特殊注明以外，25℃环境温度下测试。
2、该方案能支持磷酸铁锂、三元锂电池、钛酸锂，本规格书的参数以铁锂为例，具体参数根据项目实际情况，与客户商议确定。
|
序号 |
指标项目 |
出厂默认参数 |
是否可设 |
备注 |
|
|
1 |
单体过充保护 |
单体过充告警电压 |
3550mV |
可设 |
|
|
单体过充保护电压 |
3650mV |
可设 |
|||
|
单体过充保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
单体过压保护解除 |
单体过充保护解除电压 |
3500mV |
可设 |
||
|
容量解除 |
SOC＜96% |
可设 |
|||
|
放电解除 |
放电电流> 1A |
||||
|
2 |
单体过放保护 |
单体过放告警电压 |
2800mV |
可设 |
过放保护30秒后，仍无法恢复时，将进入低功耗模式 |
|
单体过放保护电压 |
2700mV |
可设 |
|||
|
单体过放保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
单体过放保护解除 |
单体过放保护解除电压 |
2850mV |
可设 |
||
|
有充电时解除 |
接入充电器可激活 |
||||
|
3 |
总体过充保护 |
总体过充告警电压 |
57V |
可设 |
|
|
总体过充保护电压 |
57.6V |
可设 |
|||
|
总体过充保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
总体过压保护解除 |
总体过充保护解除电压 |
55V |
可设 |
||
|
容量解除 |
SOC＜96% |
可设 |
|||
|
放电解除 |
放电电流> 1A |
||||
|
4 |
总体过放保护 |
总体过放告警电压 |
45V |
可设 |
过放保护30秒后，仍无法恢复时，将进入低功耗模式 |
|
总体过放保护电压 |
44.8V |
可设 |
|||
|
总体过放保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
总体过放保护解除 |
总体过放保护解除电压 |
46.4V |
可设 |
||
|
有充电时解除 |
接入充电器可激活 |
||||
|
5 |
充电过流保护 |
充电过流告警电流 |
110A |
可设 |
|
|
充电过流保护电流 |
120A |
可设 |
|||
|
充电过流保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
充电过流保护解除 |
自动解除 |
移除充电器 |
|||
|
放电解除 |
放电电流> 1A |
|
|||
|
6 |
放电过流1保护 |
放电过流1告警电流 |
110A |
可设 |
|
|
放电过流1保护电流 |
120A |
可设 |
|||
|
放电过流1保护延时 |
1.0S |
可设 |
|||
|
放电过流1保护解除 |
自动解除 |
移除负载 |
|||
|
充电解除 |
充电电流> 1A |
|
|||
|
7 |
放电过流2 |
放电过流2保护电流 |
≥150A |
可设 |
|
|
放电过流2保护延时 |
100mS |
可设 |
|||
|
放电过流2保护解除 |
自动解除 |
移除负载 |
|||
|
充电解除 |
充电电流> 1A |
|
|||
|
8 |
短路保护 |
短路保护电流 |
≥900A |
|
|
|
短路保护延时 |
100μS |
||||
|
短路保护解除 |
有充电时，短路保护解除 |
||||
|
负载移除后，将自动解除 |
|||||
|
9 |
MOS高温保护 |
MOS过温告警温度 |
90℃ |
可设 |
|
|
MOS过温保护温度 |
110℃ |
可设 |
|||
|
MOS保护解除温度 |
85℃ |
可设 |
|||
|
10 |
电芯温度保护 |
充电低温告警温度 |
6℃ |
可设 |
|
|
充电低温保护温度 |
5℃ |
可设 |
|||
|
充电低温保护解除温度 |
10℃ |
可设 |
|||
|
充电高温告警温度 |
50℃ |
可设 |
|||
|
充电高温保护温度 |
55℃ |
可设 |
|||
|
充电高温保护解除温度 |
45℃ |
可设 |
|||
|
放电低温告警温度 |
0℃ |
可设 |
|
||
|
放电低温保护温度 |
-20℃ |
可设 |
|||
|
放电低温保护解除温度 |
-10℃ |
可设 |
|||
|
放电高温告警温度 |
60℃ |
可设 |
|||
|
放电高温保护温度 |
65℃ |
可设 |
|||
|
放电高温保护解除温度 |
55℃ |
可设 |
|||
|
11 |
环境温度告警 |
环境低温告警温度 |
无 |
可设 |
|
|
环境低温保护温度 |
无 |
可设 |
|||
|
环境低温保护解除温度 |
无 |
可设 |
|||
|
环境高温告警温度 |
无 |
可设 |
|||
|
环境高温保护温度 |
无 |
可设 |
|||
|
环境高温保护解除温度 |
无 |
可设 |
|||
|
12 |
消耗电流 |
工作时自耗电电流 |
|
|
|
|
≤20mA（不带显示屏） |
|||||
|
低功耗模式电流 |
≤300μA |
||||
|
13 |
均衡功能 |
均衡开启电压 |
3400mV |
可设 |
|
|
开启压差 |
30mV |
可设 |
|||
|
14 |
容量默认设置 |
低电量告警 |
SOC＜20% |
可设 |
充电时不告警 |
|
剩余容量设置 |
50AH |
可设 |
|
||
|
满容量设置 |
100AH |
可设 |
|
||
|
15 |
休眠功能 |
休眠电压 |
2500mV |
可设 |
|
|
延迟时间 |
5min |
可设 |
|
||
4.2.2 LED指示说明
表1 LED工作状态指示
|
状态 |
正常/告警/保护 |
RUN |
ALM |
电量指示LED |
说明 |
|||
|
● |
● |
● |
● |
● |
● |
|||
|
关机 |
休眠 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
全灭 |
|
待机 |
正常 |
闪1 |
灭 |
依据电量指示 |
待机状态 |
|||
|
告警 |
闪1 |
闪3 |
模块低压 |
|||||
|
充电 |
正常 |
常亮 |
灭 |
依据电量指示 (电量指示最高LED闪2) |
最高电量LED闪动（闪2），过充告警时ALM不闪烁 |
|||
|
告警 |
常亮 |
闪3 |
||||||
|
过充保护 |
常亮 |
灭 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
若无市电，指示灯转为待机状态 |
|
|
温度、过流、失效保护 |
灭 |
常亮 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
停止充电 |
|
|
放电 |
正常 |
闪3 |
灭 |
依据电量指示 |
|
|||
|
告警 |
闪3 |
闪3 |
||||||
|
欠压保护 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
停止放电 |
|
|
温度、过流、短路、反接、失效保护 |
灭 |
常亮 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
停止放电 |
|
|
失效 |
|
灭 |
常亮 |
灭 |
灭 |
灭 |
灭 |
停止充、放电 |
表2 容量指示说明
|
状态 |
充电 |
放电 |
|||||||
|
容量指示灯 |
L4● |
L3● |
L2● |
L1● |
L4● |
L3● |
L2● |
L1● |
|
|
电量（%） |
0～25% |
灭 |
灭 |
灭 |
闪2 |
灭 |
灭 |
灭 |
常亮 |
|
25～50% |
灭 |
灭 |
闪2 |
常亮 |
灭 |
灭 |
常亮 |
常亮 |
|
|
50～75% |
灭 |
闪2 |
常亮 |
常亮 |
灭 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
|
|
75～100% |
闪2 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
常亮 |
|
|
运行指示灯● |
常亮 |
闪烁(闪3) |
|||||||
表3 LED闪动说明
|
闪动方式 |
亮 |
灭 |
|
闪1 |
0.25S |
3.75S |
|
闪2 |
0.5S |
0.5S |
|
闪3 |
0.5S |
1.5S |
备注： 可通过上位机使能或禁止LED指示灯告警，出厂默认为使能的。
4.2.3 按键说明
BMS处于休眠状态时，按下按键（3~6S）后松开，保护板被激活，LED指示灯从“RUN”开始依次点亮0.5秒。
BMS处于激活状态时，按下按键（3~6S）后松开，保护板被休眠，LED指示灯从最低电量灯开始依次点亮0.5秒。
BMS处于激活状态时，按下按键（6~10S）后松开，保护板被复位，LED灯全部同时点亮1.5秒。
BMS被复位后仍保留通过上位机设置的参数和功能，如果需要恢复到初始参数可以通过上位机的“恢复默认值”来实现，但相关运行记录和存储数据保持不变（如电量、循环次数、保护记录等）。
4.3 休眠及唤醒
4.3.1 休眠
当满足以下任意一条件时，系统进入低功耗模式：
1） 按下按键达3秒钟后松开按键。
2） 最低单体电压低于休眠电压，并且持续时间达到休眠延迟时间（同时满足无通信、无保护、无均衡、无电流）。
3） 弱点开关断开强制关机。
进入休眠前，需确保输入端未接入外部电压，否则将无法进入低功耗模式。
4.3.2 唤醒
当系统处于低功耗模式，满足以下任意一条件时，系统将退出低功耗模式，进入正常运行模式：
1） 接入充电器，充电器输出电压需大于48V。
2） 按下按键3S，松开按键后。
3） 接入通信线，开启上位机软件（因过放保护而进入休眠状态，此方法不能唤醒保护板）。
4.4 通信说明
4.4.1 RS232通信
BMS可以通过RS232接口与上位机进行通讯，从而可通过上位机监控电池的各种信息，包括电池电压、电流、温度、状态、SOC、SOH及电池生产信息等，默认波特率为9600bps。
4.4.2 RS485通信
具有RS485接口，在电池组作并联使用时，主Pack通过RS485接口与从Pack进行通讯，从而可以通过主Pack的RS232查看所有Pack的信息，RS485接口无法进行参数设置及相应可控制操作。
4.4.3 拨码开关设置
在电池组作并联使用时，可通过硬件地址区分不同PACK，且整个电池堆中每个PACK的硬件地址是唯一的，硬件地址可通过板上的拨码开关进行依次设置，开关的定义参照下表。
|
|
拨码开关位置 |
说明 |
|||
|
|
#1 |
#2 |
#3 |
#4 |
|
|
0 |
OFF |
OFF |
OFF |
OFF |
无级联，单机使用 |
|
1 |
ON |
OFF |
OFF |
OFF |
设置为Pack1（主） |
|
2 |
OFF |
ON |
OFF |
OFF |
设置为Pack2 |
|
3 |
ON |
ON |
OFF |
OFF |
设置为Pack3 |
|
4 |
OFF |
OFF |
ON |
OFF |
设置为Pack4 |
|
5 |
ON |
OFF |
ON |
OFF |
设置为Pack5 |
|
6 |
OFF |
ON |
ON |
OFF |
设置为Pack6 |
|
7 |
ON |
ON |
ON |
OFF |
设置为Pack7 |
|
8 |
OFF |
OFF |
OFF |
ON |
设置为Pack8 |
|
9 |
ON |
OFF |
OFF |
ON |
设置为Pack9 |
|
10 |
OFF |
ON |
OFF |
ON |
设置为Pack10 |
|
11 |
ON |
ON |
OFF |
ON |
设置为Pack11 |
|
12 |
OFF |
OFF |
ON |
ON |
设置为Pack12 |
|
13 |
ON |
OFF |
ON |
ON |
设置为Pack13 |
|
14 |
OFF |
ON |
ON |
ON |
设置为Pack14 |
|
15 |
ON |
ON |
ON |
ON |
设置为Pack15 |
4.5 选配功能
|
配套功能 |
配套需求 |
|
限流功能 |
无 |
|
存储功能 |
可选 |
|
干接点 |
无 |
|
加热膜 |
无 |
|
弱电开关 |
无 |
|
CAN通讯 |
无 |
5 接口定义
5.0.1 接口图示
RS232通信接口 RS485通信接口
|
RS232--采用6P6C立式RJ11插座 |
RS485--采用8P8C立式RJ45插座 |
||
|
RJ11引脚 |
定义说明 |
RJ45引脚 |
定义说明 |
|
1、2、6 |
NC |
1、8 |
RS485-B |
|
3 |
TX（单板） |
2、7 |
RS485-A |
|
4 |
RX（单板） |
3、6 |
GND |
|
5 |
GND |
4 |
NC |
|
|
|
5 |
NC |
5.0.2 电气接口定义
|
接口 |
说明 |
|
B+ |
电芯、PACK正极，用来给BMS供电；功率正极P+直接接电芯正极 |
|
B- |
电芯负极； |
|
P- |
电池PACK负极，即既是充电负极也是放电负极（充放电同口） |
|
J2 （RS232） |
Pin3：RS232-TX Pin4：RS232-RX Pin5：GND |
|
J1 （RS485） |
Pin1、Pin8：RS485-B Pin2、Pin7：RS485-A Pin3、Pin6：GND |
|
P4 (CELL0~CELL8) 9P |
Pin1：CELL8+ Pin2：CELL7+ Pin3：CELL6+ Pin4：CELL5+ Pin5：CELL4+ Pin6：CELL3+ Pin7：CELL2+ Pin8：CELL1+ Pin9：CELL1- 黑色 |
|
P5 (CELL9~CELL16) 8P |
Pin1：CELL16+ Pin2：CELL15+ Pin3：CELL14+ Pin4：CELL13+ Pin5：CELL12+ Pin6：CELL11+ Pin7：CELL10+ Pin8：CELL9+ 黑色 |
|
P7 6P |
Pin1：NTC1+ Pin2：NTC1- Pin3：NTC2+ Pin4：NTC2- Pin5：NTC3+ Pin6：NTC3- |
5.0.3 安装连接说明
保护板上电有严格的顺序要求，安装时，先拔掉充电器或负载，先焊接B-、依次由低到高的顺序插接电池采样线连接器、B+、P-、P+，连接线安装好后才能加负载或充电器。
拆除时，先拔掉充电器或负载，先拆卸B+、P+、P-、依次由高到低的顺序拆卸电池采样线连接器，最后拆卸B-。
6 实物图和尺寸图，
6.1 实物图
备注：实际产品与上述参考实物图可能存在一定差异
6.2 尺寸图
7 使用注意事项
● 焊接电池电压采样引线时，一定不可有错接或反接。如果确实已接错，这块电路板可能已损坏，需要重新测试合格后才可使用。
● 装配时保护板不要直接接触到电芯表面，以免损坏电芯。装配要牢固可靠。
● 使用中注意引线头、烙铁、焊锡等不要碰到电路板上的元器件，否则有可能损坏本电路板。
● 使用过程要注意防静电、防潮、防水等。
● 使用过程中请遵循设计参数及使用条件，不得超过本规格书中的值，否则有可能损坏保护板。
● 将电池组和保护板组合好以后，初次上电如发现无电压输出或充不进电，请检查接线是否正确。
● 必须严格按照章节4.3的说明进行接线安装。
