> المنتجات والخدمات > PCBA > الالكترونيات الاستهلاكية PCBA > BMS PCBA

BMS PCBA

Unixplore Electronics BMS PCBA هو حل احترافي للوحة دوائر إدارة البطارية مصمم لتطبيقات بطاريات الليثيوم. باعتبارها شركة مصنعة ومصنع BMS PCBA في الصين، توفر Unixplore Electronics حلول تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور للمركبات الكهربائية وتخزين الطاقة وأنظمة التنقل الإلكتروني.

إرسال استفسار

وصف المنتج

مع 20 عامًا من تحليل الأعطال في قطاعات السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة والتنقل الإلكتروني، قمت بتوثيق ما يفصل بين نظام إدارة المباني لمدة 10 سنوات ومخاطر 6 أشهر. يوفر هذا الدليل المواصفات الهندسية وقواعد التخطيط وطرق التحقق بناءً على العوائد الميدانية الحقيقية.

ما يجب أن يفعله BMS PCBA

يقوم BMS PCBA بمراقبة خلايا الليثيوم وحمايتها وتوازنها. أربع وظائف غير قابلة للتفاوض:
حماية من الجهد الزائد (OVP): قطع الشحن عند 4.25 فولت لكل خلية (ليثيوم أيون).
حماية من انخفاض الجهد الكهربي (UVP): قطع التفريغ عند 2.5 فولت إلى 3.0 فولت لكل خلية.
الحماية من التيار الزائد (OCP): رحلة سريعة (نطاق ميكرو ثانية) للدوائر القصيرة.
موازنة الخلايا: التعادل السلبي أو النشط عبر خلايا السلسلة.
إن فقدان أي من هذه العناصر يحول التجمع إلى عبء.

المعلمات التقنية الأساسية

تمثل القيم التالية الحد الأدنى للتشغيل الآمن في الصناعة. تجاوز هذه دائمًا لتخزين السيارات أو القرطاسية.

تقييمات الجهد والتيار

المعلمة	3S إلى 7S (المركبة الكهربائية الخفيفة)	8S إلى 16S (تخزين الطاقة)	24S+ (الجهد العالي)
ماكس التفريغ المستمر	20A إلى 60A	60 ألف إلى 200 ألف	200A+
الذروة الحالية (10 ثانية)	80 ألف إلى 150 ألف	200A إلى 400A	500A+
الشحن الحالي	5A إلى 20A	20 ألف إلى 50 ألف	50A+
دقة جهد الخلية	± 10 مللي فولت	± 5 مللي فولت	± 3 مللي فولت (مطلوب AFE ممتاز)
نقاط قياس درجة الحرارة	2 إلى 4	4 إلى 8	8 إلى 12

نقاط رحلة الحماية (لكل خلية لـ Li-Ion)

نوع الحماية	رحلة دقيقة	رحلة نموذجية	رحلة ماكس
الإفراط في الجهد	4.20 فولت	4.25 فولت	4.30 فولت
الإفراط في الافراج عن الجهد	4.05 فولت	4.10 فولت	4.15 فولت
انخفاض الجهد	2.80 فولت	2.50 فولت	2.30 فولت
الافراج عن تحت الجهد	3.00 فولت	3.10 فولت	3.20 فولت
تهمة الإفراط في التيار	تصنيف 1.2x	تصنيف 1.5x	تصنيف 2.0x
التفريغ الزائد الحالي	تصنيف 1.5x	تصنيف 2.0x	تصنيف 2.5x
ماس كهربائى	تصنيف من 3x إلى 5x	في غضون 300 درجة مئوية	في غضون 100 درجة مئوية

تيار هادئ (وضع السكون)

نوع البطارية	تيار النوم المقبول	هدف عالي الأداء
ليثيوم أيون (محمول)	<20μA	<10μA
LiFePO4 (ثابت)	<50μA	<30μA
إي في / قوة عالية	<100μA	<50μA

قواعد تخطيط PCBA للموثوقية

تنشأ معظم حالات فشل نظام إدارة المباني (BMS) من لوحة PCB، وليس من الدوائر المتكاملة. اتبع هذه القواعد الـ 12.

آثار تحسس كلفن لجهود الخلية

لا تقم مطلقًا بتوجيه آثار استشعار الخلية عبر مسارات عالية التيار.
تتطلب كل نقرة خلية أثرًا مخصصًا (0.2 مم إلى 0.3 مم) من الموصل مباشرةً إلى طرف AFE (الواجهة الأمامية التناظرية).
لا يوجد تفرع: لا تشارك الآثار المنطقية بين الخلايا.

تصميم المسار عالي التيار

وزن النحاس: 2 أونصة كحد أدنى لـ 20 أمبير إلى 50 أمبير. 4 أونصة لـ 50 أمبير إلى 100 أمبير.
الطبقات المتوازية: استخدم طبقات متعددة بالتوازي مع التيارات التي تزيد عن 60 أمبير.
فتح قناع اللحام: اكشف النحاس وأضف لحامًا إضافيًا لزيادة المقطع العرضي. وهذا يقلل من المقاومة بنسبة 30% إلى 40%.

وضع المقاوم الشعور

اتصال بأربعة أسلاك (كلفن): يجب أن يكون لمقاوم الاستشعار آثار مخصصة لاستشعار الجهد من منصاته.
الموضع: في حدود 10 مم من دبابيس الإدخال التفاضلية AFE.
مطابقة التتبع: يجب أن تكون آثار المعنى متساوية الطول ومتوازية لضمان دقة القياس الحالية.

الإدارة الحرارية لFETs

منطقة النحاس: تتطلب كل وسادة تصريف MOSFET سطحًا نحاسيًا بمساحة 300 مم² إلى 500 مم².
الممرات الحرارية: من 9 إلى 12 منفذًا (قطر 0.3 مم) أسفل كل وسادة حرارية FET.
عن طريق التعبئة: تعتبر الفتحات المملوءة والمغطاة إلزامية لضمان موثوقية اللحام.

تباعد المكونات لعزل الجهد

مستوى الجهد	مسافة الزحف (الحد الأدنى)	التخليص (الحد الأدنى)
ما يصل إلى 60 فولت (16S ليثيوم أيون)	0.5 ملم	0.2 ملم
60 فولت إلى 150 فولت	1.5 ملم	1.0 ملم
150 فولت إلى 300 فولت	3.0 ملم	2.0 ملم

تقسيم الطائرة الأرضية

أرض ذات تيار عالٍ (مسار الطاقة): آثار سميكة، بدون انقسامات.
أرض تناظرية منخفضة التيار (AFE، إحساس): قم بالتوصيل بالطرف السالب للبطارية.
نقطة الاتصال: انضم إلى الأرض التناظرية والطاقة عند نقطة واحدة بالقرب من المقاوم الاستشعاري.

قائمة التحقق من اختيار المكونات

يبدأ BMS PCBA الموثوق به بقائمة المواد الصحيحة.

هل تحتاج إلى قائمة مراجعة BOM والتصميم الكاملة لمشروع BMS الخاص بك؟

تنزيل قائمة مراجعة BMS PCBA المجانية →

الواجهة الأمامية التناظرية (AFE)

ميزة	الحد الأدنى من المتطلبات	المفضل
دقة قياس جهد الخلية	± 10 مللي فولت	± 3 مللي فولت
المدمج في موازنة FETs	50 مللي أمبير إلى 100 مللي أمبير	التوازن الخارجي لـ> 100 مللي أمبير
فتح كشف الأسلاك	نعم	نعم
قنوات درجة الحرارة	3	5+

مجموعات AFE الموصى بها: Texas Instruments BQ769x2 (حتى 16S)، والأجهزة التناظرية LTC681x (الجهد العالي)، وNXP MC33771C (السيارات).

دوائر الطاقة MOSFETs

تصنيف الجهد: على الأقل 1.5x الحد الأقصى لجهد الحزمة. بالنسبة إلى 16S Li-ion (67V كحد أقصى)، استخدم 100V FETs.
التصنيف الحالي: 2x تيار التفريغ المستمر عند درجة حرارة الوصلة 100 درجة مئوية.
FETs المتوازية: بالنسبة إلى 100A+، استخدم 4 إلى 8 FETs بالتوازي. يجب أن تكون آثار البوابة متساوية الطول لضمان التبديل المتزامن.

المقاوم الشعور الحالي

المعلمة	قيمة	سبب
مقاومة	0.5mΩ إلى 2mΩ	يقلل من فقدان الطاقة
تسامح	±1% أو أفضل	يؤثر على دقة الرحلة الزائدة الحالية
معامل درجة الحرارة	± 50 جزء في المليون/درجة مئوية كحد أقصى	يمنع الانجراف مع الحرارة
مادة	سبيكة معدنية (مانجانين)	الحث المنخفض للكشف عن ماس كهربائى

المكونات السلبية للموثوقية

المكثفات: عازلة X7R أو X5R فقط. لا تستخدم أبدًا Y5V أو Z5U بالقرب من دبابيس AFE.
مقاومات المدخلات الحسية: مقاومات متسلسلة من 1 كيلو أوم إلى 10 كيلو أوم على كل خط استشعار للخلية. الحدود الحالية أثناء أحداث الخطأ.
صمامات TVS الثنائية: ثنائية الاتجاه من 5 فولت إلى 6 فولت عبر كل مدخل خلية. يحمي AFE من ESD ومسامير تسخير الأسلاك.

متطلبات التصنيع والتفتيش

يفشل تجميع BMS PCBA المصمم جيدًا إذا تم تجاهل هذه الخطوات.

عملية	متطلبات	طريقة التفتيش
استنسل لصق اللحام	سمك 0.12 مم إلى 0.15 مم لمنصات AFE وFET	SPI (فحص لصق اللحام)
إنحسر الملف الشخصي	الذروة 240 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية (خالية من الرصاص)	بيانات ملف التعريف لكل دفعة
AOI (الفحص البصري الآلي)	تغطية 100% للمكونات السلبية واتجاه FET	سجلات آلة AOI
التفتيش بالأشعة السينية	فراغات الوسادة الحرارية FET أقل من 25%	نظام الأشعة السينية
تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (اختبار داخل الدائرة)	جميع مقسمات الجهد وبوابات FET ومقاومات الاستشعار	تجهيزات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات
طلاء مطابق	أكريليك أو سيليكون، سمك لا يقل عن 0.03 مم	فحص ضوء الأشعة فوق البنفسجية

الأسئلة الشائعة لـ BMS PCBA

فيما يلي ثلاثة أسئلة فنية من المهندسين ومجمعي البطاريات.

Q1: لماذا يستمر BMS PCBA الخاص بي في إطلاق حماية زائفة من التيار الزائد أثناء بدء تشغيل المحرك العادي؟
ج: لديك مشكلة تدفق حالية مقترنة بفلتر OCP سريع جدًا. هنا هو الإصلاح الهندسي:
تتمتع معظم BMS AFEs بتأخير حماية قابل للتكوين من التيار الزائد (عادةً من 100 إلى 1 مللي ثانية). يسحب بدء تشغيل المحرك (خاصة محركات التيار المستمر بدون فرش) تيارًا مقدرًا من 5x إلى 8x لمدة 1 مللي ثانية إلى 5 مللي ثانية.
الخطوة 1 - قياس التدفق الفعلي: استخدم راسم الذبذبات مع مسبار التيار عبر مقاومة الاستشعار. قم بتسجيل ذروة التيار والمدة أثناء أسوأ حالة بدء التشغيل (محرك بارد، بطارية منخفضة).
الخطوة 2 - ضبط تسجيلات AFE: قم بزيادة تأخير التيار الزائد إلى 2 مللي ثانية إلى 5 مللي ثانية. حافظ على تأخير الدائرة القصيرة عند 100 ثانية (وهذا يحمي من القصور الميت).
الخطوة 3 - ضبط مرشح الأجهزة: أضف مكثف 100nF بين منافذ استشعار التيار AFE. يؤدي هذا إلى إنشاء مرشح RC من 10 إلى 20 ثانية يتجاهل المسامير القصيرة جدًا.
الخطوة 4 - في حالة استمرار التعثر: المقاومة الحسية لديك كبيرة جدًا. المقاومة 2mΩ تنتج 200mV عند 100A. قم بالتبديل إلى 1mΩ أو 0.5mΩ لزيادة الإرتفاع قبل رحلات المقارنة الحالية الزائدة.
تحذير: لا تقم بتعطيل OCP. الرحلات الكاذبة مزعجة. النار دائمة.

Q2: كيف يمكنني تصميم BMS PCBA الذي يوازن حزمة 16S LiFePO4 مع خلايا 200Ah؟
ج: ستستغرق عمليات الموازنة المتكاملة القياسية (50 مللي أمبير إلى 100 مللي أمبير) من 80 إلى 160 ساعة لموازنة خلايا 200 أمبير. هذا غير صالح للاستخدام. أنت بحاجة إلى موازنة سلبية خارجية أو موازنة نشطة.
الخيار أ - التوازن السلبي الخارجي (فعال من حيث التكلفة):
استخدم AFE الذي يتحكم في FETs للموازنة الخارجية (على سبيل المثال، BQ76952 مع FETs N-channel الخارجية).
اختيار المكون لكل خلية:
مقاومة الموازنة: 10Ω إلى 22Ω، 5W إلى 10W (أكسيد معدني أو سلك ملفوف).
موازنة FET: 60 فولت، 5 أمبير، Rds(on) < 50mΩ.
موازنة التيار: 200mA إلى 500mA. (باستخدام مقاومة 10 أوم عند خلية 3.3 فولت = 330 مللي أمبير.)
المتطلبات الحرارية لثنائي الفينيل متعدد الكلور: كل مقاوم يتبدد من 1 وات إلى 1.5 وات. يتطلب مساحة نحاسية تبلغ 500 مم² لكل مقاومة.
الخيار ب - التوازن النشط (الأداء العالي):
استخدم IC موازن نشط (على سبيل المثال، Analog Devices LTC3300 أو Texas Instruments BQ79616).
الطوبولوجيا: بالسعة أو على أساس المحولات.
موازنة التيار: 1A إلى 5A لكل خلية.
الكفاءة: 85% إلى 92%.
تعقيد ثنائي الفينيل متعدد الكلور: يتطلب 6 إلى 8 طبقات، وعزل دقيق بين الخلايا.
توصية للخلايا 200 أمبير: استخدم الموازنة السلبية الخارجية عند 300 مللي أمبير إلى 500 مللي أمبير. أضف غرفة تبريد فوق مصفوفة مقاومة الموازنة. يتم الموازنة النشطة فقط إذا كان عمر الدورة أمرًا بالغ الأهمية وتسمح الميزانية بتكلفة PCBA أعلى بمقدار 2x.

س 3: ما هي الاختبارات التي يجب أن يجتازها BMS PCBA قبل الموافقة عليها للإنتاج؟
ج: يتطلب خمسة اختبارات. لا تخطي أي.

امتحان	طريقة	معايير النجاح/الفشل
1. دقة قياس جهد الخلية	قم بتطبيق الدقة من 0V إلى 5V على كل إدخال خلية عبر مقسم المقاوم. قارن قراءة AFE بـ DMM (6.5 أرقام).	الحد الأقصى للخطأ ± 5 مللي فولت عبر جميع الخلايا عند 25 درجة مئوية. ±10 مللي فولت من -20 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية.
2. رحلة الجهد الزائد/الجهد المنخفض	قم برفع جهد الخلية ببطء لأعلى ولأسفل. سجل رحلة AFE ونقاط الإصدار.	رحلة ضمن ± 10 مللي فولت من القيمة المبرمجة. التباطؤ بين 0.05 فولت و 0.15 فولت.
3. اختبار الرحلة الزائد الحالي	تطبيق التيار النبضي من الحمل الإلكتروني. زيادة في الخطوات. تسجيل نقطة الرحلة وزمن الاستجابة.	رحلة الحالية في حدود ± 5% من القيمة المبرمجة. وقت الرحلة أقل من 1 مللي ثانية للدائرة القصيرة.
4. وظيفة التوازن	قوة خلية واحدة 50mV أعلى من غيرها. تمكين التوازن لمدة 1 ساعة.	تعادل الفولتية الخلية في حدود 15mV. ارتفاع درجة حرارة FET إلى أقل من 40 درجة مئوية.
5. وضع السكون الحالي	إزالة كافة الطاقة الخارجية. قم بقياس السحب الحالي من حزمة البطارية بعد 10 دقائق.	تحت 50μA لـ LiFePO4 الثابتة. أقل من 20 ميكرو أمبير لبطارية ليثيوم أيون المحمولة.