如何设计一个简单的4S电池组
在本文中，我们将测试 4s 40a bms。我们将首先设计一个4s 电池组，然后将bms与电池组连接，以执行 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，锂离子电池在制造用于不同应用的电池组方面变得极为普遍。但是我们需要连接锂离子电池，以保护电路免受损坏或降低电池寿命，我们需要连接 bms。在本文中，我们将设计一个简单的 4s 电池组，并将其与4s 40 安培 bms 电路连接，以制成坚固的电池组。 此外，我们将测试 bms 的所有保护功能。
这是一个4s 1p电池组，但如果我们需要，我们可以连接更高容量的电池或并联电池。因此，我们可以使用同一个bms来制作4s 2p电池组或4s 3p电池组等。
该 bms 共有 3 个变体，标准版、增强版和平衡版。
我们将研究平衡版本。标准版和增强版几乎相似，仅相差 1 个无源元件，这些变体无法主动平衡电池，而平衡版具有用于平衡电池的电路。平衡版本有一个额外的 ic 和能够负载平衡的电阻器。
所有版本与单元的连接完全相同。bms模块与电芯的连接将在文章后面展示。
bms模块特点
4s 40amp bms 具有改善电池组生命周期所需的高级功能。4s 40a 电池管理系统提供的保护功能包括：
电池平衡
过压保护
短路保护
欠压保护
设计电池组！！
为了测试bms的特性，我们需要将所有的电芯串联起来制作一个4s电池，并将bms与这个4s电池连接起来。
为了制作电池组，我们需要一个 4s 40a bms 模块、4 节锂离子电池、镍带、dc 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以显示电池组的运行情况，这些灯泡将通过开关连接。
bms 与电池组的连接
bms模块布局整洁，带有标记，用于将bms与电池组中的不同位置连接起来。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模块有2个ic，dw01-a和bb3a ，分别负责保护和平衡。bms 的保护和平衡部分如下图所示。
每个单元的保护参数
电池管理系统的保护功能取决于 dw01 ic 的电气特性。ic所遵循的保护参数如下表所示。
bms的测试功能
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。关于这些特征的更多细节在下面的描述中给出。
测试过充电保护
要测试电池组的过充特性，我们首先要对电池组进行充电，使电芯充电超过规定的限值，即过充保护电压4.35v。一旦电池达到 vocp，电池组就会停止充电。我使用的充电器是提供 18 伏电压的恒压充电器。如下图所示，充电器的电压为 17.91 伏。
下图显示，连接充电器时bms上的电压为17.92v，表示充电器与bms连接。
下图显示电池正负极两端的电压为 16.29 伏。
充电器的电压为 17.91v，而电池正负极两端的电压为 16.29 伏（它具有负电压，因为我将万用表的探头连接在相反的端子上）。电压输出的差异是由于bms通过断开4s电池与bms输出端的连接，使充电器停止向电芯供电，由此可见bms的过压保护确实起作用。
测试欠压保护
为了测试欠压保护，我们使用镍铬线耗尽了电池电量。ic dw01 负责保护每个电池免受欠压。因此，只要任何电池的电压低于 2.4v，即过放电保护电压，就会启动欠压保护，并且 bms 会断开负载。并且直到电池被充电并且电池被充电直到过放电保护电压，即高于3v，bms不允许任何负载汲取电力从而维持电池的寿命。
电池平衡
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 的栅极提供高信号时，mosfet 通过这个 480 欧姆电阻连接一个低电阻路径，该电阻充当负载电阻并开始耗尽电池电量。
放电速率为：
为了展示它是如何工作的，我们使用万用表来检查 mosfet 的漏极和源极之间的连通性。当平衡不工作时，n 沟道 mosfets 处于闭合状态，连续性测试证明 mosfets 已关闭，当电池平衡打开时，mosfet 让电流流过漏极和源极，从而显示结果连续性测试。
下面的一组图像显示了电池未充电时电池处于不同电位的情况。
电池组充电后，电池平衡开始工作。
从第一张图片可以看出，所有电池都处于不同的电位，而在对电池组充电后，所有电池都处于相似的电位。充电平衡前后的电芯电压对比如下表所示——
短路测试
为了显示短路测试，我打开了灯泡和电压表，当我短接 bms 正负极端子时，灯泡和电压表都停止工作，直到我关闭所有开关并断开连接所有负载持续了几毫秒，bms 没有重新打开。
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端子到电线的火花，表明短路，一旦发生短路，bms 就会断开电池组的所有负载。
结论
4s 40 amp bms 是一个简单易用的模块，具有可延长电池组寿命的高级功能。除了延长使用寿命外，它还可以保护电芯和整个电池组不引起火灾或经历热失控，从而保护电池组和周围环境免受潜在的火灾危险。
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我们将研究平衡版本。标准版和增强版几乎相似，仅相差 1 个无源元件，这些变体无法主动平衡电池，而平衡版具有用于平衡电池的电路。平衡版本有一个额外的 ic 和能够负载平衡的电阻器。
所有版本与单元的连接完全相同。bms模块与电芯的连接将在文章后面展示。
bms模块特点
4s 40amp bms 具有改善电池组生命周期所需的高级功能。4s 40a 电池管理系统提供的保护功能包括：
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欠压保护
设计电池组！！
为了测试bms的特性，我们需要将所有的电芯串联起来制作一个4s电池，并将bms与这个4s电池连接起来。
为了制作电池组，我们需要一个 4s 40a bms 模块、4 节锂离子电池、镍带、dc 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以显示电池组的运行情况，这些灯泡将通过开关连接。
bms 与电池组的连接
bms模块布局整洁，带有标记，用于将bms与电池组中的不同位置连接起来。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模块有2个ic，dw01-a和bb3a ，分别负责保护和平衡。bms 的保护和平衡部分如下图所示。
每个单元的保护参数
电池管理系统的保护功能取决于 dw01 ic 的电气特性。ic所遵循的保护参数如下表所示。
bms的测试功能
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。关于这些特征的更多细节在下面的描述中给出。
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下图显示，连接充电器时bms上的电压为17.92v，表示充电器与bms连接。
下图显示电池正负极两端的电压为 16.29 伏。
充电器的电压为 17.91v，而电池正负极两端的电压为 16.29 伏（它具有负电压，因为我将万用表的探头连接在相反的端子上）。电压输出的差异是由于bms通过断开4s电池与bms输出端的连接，使充电器停止向电芯供电，由此可见bms的过压保护确实起作用。
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电池平衡
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 的栅极提供高信号时，mosfet 通过这个 480 欧姆电阻连接一个低电阻路径，该电阻充当负载电阻并开始耗尽电池电量。
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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。
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结论
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