項目起源于作者購買了一輛電動摩托車給女兒,并將其原本的鉛酸凝膠電池更換為鋰電池組。由于市場上缺乏智能、廉價且易于配置的鋰電池管理系統,作者決定自行制作一個。經過努力工作后,他成功地制作了一個名為Green BMS的項目,并開源分享出來。作者提到,他的女兒已經使用這個項目修改后的滑板車行駛了數百公里,而且這個項目不僅適用于電動代步工具,還可以應用于太陽能儲能系統以及任何使用鋰電池的場景。作者感到很高興能為環境和可持續未來做出自己的貢獻。
Smart BMS是一種面向鋰電池(鋰鐵磷酸鹽、鋰離子、NCM等)電池組的開源電池管理系統。BMS(電池管理系統)的主要功能包括:
1、防止電池過充
2、防止電池過放
3、電池均衡
Smart BMS由四個主要組件構成:
電池模塊(Cell Module):這個模塊負責監控和管理每個電池單體的狀態。它確保每個單體電池都在安全的電壓范圍內運行,并收集關于溫度、電壓和電流等關鍵參數的數據。此外,它還負責執行電池均衡任務,確保所有單體電池都保持一致的電量水平。
控制單元(Control Unit):控制單元是BMS的大腦,負責處理來自電池模塊的數據,并根據這些數據做出決策。它執行過充、過放和短路保護等功能,確保電池系統的安全。此外,控制單元還負責與其他系統組件(如充電設備、放電設備等)進行通信。
限制器(Limiter):限流器是BMS的安全機制之一,負責在電池系統出現過流情況時切斷電流。它防止了電池因過流而受損,從而保護了整個電池系統的安全。限流器通常與控制單元緊密合作,以實時監控電流狀態并采取必要的措施。
Android應用程序(Android App):Android應用程序為用戶提供了一個直觀的界面,使他們能夠遠程監控和管理電池系統。通過應用程序,用戶可以查看電池狀態、控制充電和放電過程、接收警報和通知等。此外,應用程序還提供了數據分析功能,幫助用戶更好地了解電池系統的性能和健康狀況。
每個電池的電壓和溫度數值由相關的電池模塊(基于Attiny微控制器)采集,并通過串行I2C線發送到控制單元(基于Arduino Mega微控制器)。控制單元通過限制器啟動或停止充電(通過輸出繼電器),該限制器包含一個用于打開或關閉充電電路的功率繼電器。控制單元還可以通過輸出繼電器啟動或停止放電。在充電過程中,當一個電池達到“平衡電壓值參數”時,電池模塊連接平衡電阻以進行電池均衡。當電池組中僅有一個電池正在進行均衡時,控制單元在限制器內激活電流限制功能(充電電流限制為1A)。控制單元可以通過藍牙與智能手機(或平板電腦)連接。通過“Green BMS” Android應用程序(在Play Store上可用),可以檢查電池組狀態(總電壓、當前負載、充電狀態等),檢查每個電池的實際電壓和溫度值,并進行各種設置。
解決方案框圖
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器件 | 類型 | 描述 | 數據手冊 |
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Attiny84 | MCU | 8位, FLASH, 10 MHz, 精簡指令集微控制器, QCC20 | 點擊下載 |
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