Spécifications du BMS : comment lire la fiche technique

Deux packs peuvent utiliser les mêmes cellules et le même boîtier tout en différant complètement en termes de durée de vie. Les cellules décident de l’énergie ; le système de gestion de la batterie décide si cette énergie survit. C’est également la partie d’une cotation la plus facile à gonfler, car la plupart de ses chiffres ne signifient rien sans une condition.

Voici ce qu’il faut lire avant d’accepter une spécification BMS, dans l’ordre dans lequel les chiffres comptent.

Points clés à retenir

Les cellules décident de la quantité d’énergie que contient le pack ; le BMS décide si cette énergie survit. C’est également la partie d’une cotation la plus facile à gonfler, car la plupart de ses chiffres ne signifient rien sans une condition.
Le courant continu doit être indiqué à une température et comparé à la consommation réelle du contrôleur : un moteur de 2 kW sur 72 V équivaut à environ 28 A, un moteur de voiturette de golf de 5 kW sur 48 V est supérieur à 100 A.
Le courant de pointe n’a aucun sens sans durée – demandez la courbe du temps de déclenchement, en secondes à 150 % et à 200 % de continu.
L’équilibrage passif saigne 30 à 100 mA, ce qui corrige une petite dérive mais ne sauvera pas une corde mal adaptée. Si la fiche technique ne donne aucun courant d’équilibrage, supposez passif et dépensez plutôt de l’argent pour l’appariement des cellules.
Une charge en dessous de 0 °C endommage les cellules de façon permanente, donc une coupure de charge à basse température n’est pas facultative sur les marchés froids ; et une vidange de secours au-dessus d’environ 2 mA peut aplatir un petit paquet pendant un hiver de stockage.

Pourquoi le BMS décide de la durée de vie du pack

Un pack de lithium tombe en panne de trois manières : une cellule est entraînée en dehors de sa fenêtre de tension, une cellule est chauffée au-delà de sa limite ou la chaîne s’écarte parce que les cellules n’ont jamais été adaptées et que rien ne les corrige. Le BMS est le composant qui se trouve devant les trois. Sous-dimensionnez-le et le pack fonctionnera toujours dès le premier jour – c’est exactement pourquoi le problème apparaît au quatorzième mois, sur votre marché, sous votre garantie.

L’entrepôt est aussi important que le tableau : le stockage à pleine charge, le chargement à froid et le stock non contrôlé raccourcissent la durée de vie. Voir sécurité de stockage et de charge de la batterie au lithium pour les conditions et l’intervalle de contrôle.

Les neuf chiffres qui comptent

1. Courant continu

Le courant que le BMS peut transporter indéfiniment sans déclassement, indiqué à une température généralement de 25 °C, qui n’est pas la température à l’intérieur d’un boîtier scellé en été. Comparez-le avec le tirage continu du contrôleur, et non avec la plaque signalétique du moteur. Un moteur de 2 kW sur un pack 72 V consomme environ 28 A ; un moteur de voiturette de golf de 5 kW sur 48 V consomme plus de 100 A. Le BMS doit se situer au-dessus du chiffre continu réel avec marge.

2. Courant de pointe et pendant combien de temps

Les notes de pointe n’ont aucun sens sans durée. « 200 A de pointe » peut être de 200 A pendant 30 secondes ou pendant 300 millisecondes, et ce sont des produits différents. Demandez la courbe des temps de trajet : combien de secondes à 150 % et combien à 200 %. L’accélération et les démarrages en côte sont courts, mais un tricycle cargo chargé qui démarre sur une pente ne l’est pas.

3. Comptage cellulaire et support chimique

Un BMS conçu pour un pack LFP 13S ne peut pas être réaffecté à un pack NMC 20S en modifiant un paramètre : la fenêtre de tension est différente, tout comme le seuil de surtension. Vérifiez que la carte prend en charge le nombre exact de séries et la chimie, et que les seuils sont configurables plutôt que câblés à la chimie que l’usine vend le plus.

4. Méthode d’équilibrage et courant d’équilibrage

L’équilibrage passif élimine l’excès de charge des cellules les plus hautes sous forme de chaleur, généralement entre 30 et 100 mA. C’est suffisant pour corriger une petite dérive sur plusieurs heures, et pas assez pour sauver une corde mal adaptée. L’équilibrage actif déplace la charge entre les cellules en ampères plutôt qu’en milliampères et coûte plus cher. Si la fiche technique indique « avec équilibrage » mais ne donne aucun chiffre actuel, supposez plutôt le type et le budget le moins cher pour une meilleure correspondance de cellules – qui commence par le rapport de classement des cellules.

5. Seuils de protection, par cellule

Les coupures de surtension et de sous-tension doivent être indiquées par cellule et non par paquet. Pour LFP, la fenêtre habituelle est d’environ 2,5 V à 3,65 V par cellule ; NMC est plus haut. Demandez également les valeurs de libération – le point auquel le BMS permet au pack de se charger ou de se décharger à nouveau. Un BMS qui se verrouille et ne se libère jamais laisse le sac bloqué au bord de la route, ressemblant à une batterie à plat.

6. Limites de température et nombre de capteurs

Un capteur sur la carte n’assure pas la gestion thermique des cellules. Pour un pack qui détecte un courant élevé et soutenu, vous voulez des capteurs aux bornes des cellules et au point le plus chaud de la chaîne, avec des limites distinctes pour la charge et la décharge. Une charge en dessous de 0 °C est une panne qui cause des dommages permanents, c’est pourquoi la coupure de charge à basse température n’est pas facultative sur les marchés froids.

7. Communication et état de charge

Si le véhicule affiche une jauge de carburant, demandez comment le SOC est calculé. Le comptage de Coulomb avec une référence à pleine charge calibrée est précis mais dérive sans charges complètes périodiques ; l’estimation basée sur la tension est moins chère et erronée sous charge. CAN, UART ou RS485 sont importants pour l’intégration ; Le Bluetooth est pratique pour le service et inutile pour un véhicule-bus.

8. Courant de veille

Le BMS consomme de l’énergie même lorsque le pack est inactif et c’est ce qui aplatit les batteries pendant le stockage ou pendant le transport. Quelques centaines de microampères suffisent ; quelques milliampères videront un petit sac pendant un hiver. Si votre produit est expédié par voie maritime et reste dans un entrepôt pendant deux mois, ce nombre compte plus que la plupart des autres.

9. Boîtier, indice d’étanchéité et certification

Revêtement conforme pour les marchés humides ou côtiers, enrobage pour les vibrations et indice de protection IP revendiqué pour l’assemblage installé plutôt que pour la carte nue. Pour l’export, le pack a toujours besoin de UN38.3, IEC 62133 et du fichier de transport — voir le liste de contrôle des documents d’exportation pour ce que chacun couvre.

Là où les fiches techniques surestiment

Courant de crête indiqué sans durée, ou mesuré à 25 °C sans courbe de déclassement
Courant continu mesuré sur une carte nue à l’air libre, pas à l’intérieur d’un boîtier scellé
« Équilibrage » répertorié comme fonctionnalité sans valeur de courant d’équilibrage
Seuils de protection donnés pour le pack plutôt que par cellule
Le nombre de MOSFET et la résistance à l’état passant sont omis, la chaleur ne peut donc pas être estimée
Un capteur de température qualifié de « protection contre la température » pour l’ensemble du pack
Courant de veille complètement manquant – généralement parce qu’il n’est pas bon

Que faut-il écrire dans le cahier des charges que vous nous envoyez

La chimie et les séries comptent, donc les seuils sont définis pour votre pack et non par défaut
Courant continu à la température ambiante la plus élevée que le produit verra
Courant de pointe avec la durée requise — par exemple 150 A pendant 30 secondes
Type d’équilibrage et courant, et norme de correspondance de cellule derrière cela
Seuils de protection et de libération par cellule, ainsi que coupure de charge à basse température
Interface de communication et comment le SOC doit être signalé
Courant de veille maximum, surtout si le pack est expédié ou stocké pendant des mois
Indice de pénétration et revêtement adaptés au marché auquel il s’adressera

Comment nous spécifions un BMS

Nous dimensionnons le BMS en fonction du courant de crête mesuré de la machine plutôt qu’en fonction de la plaque signalétique du moteur, car les deux portent rarement le même numéro. Chaque pack est testé avec son propre BMS en place (surcharge, décharge excessive, surintensité, court-circuit et coupures de température) et les valeurs de déclenchement sont enregistrées par rapport au numéro de série du pack. Les acheteurs sont invités à regarder ce test : notre liste de contrôle pour l’audit d’usine montre où il se situe dans la ligne.

Les packs construits de cette façon incluent le Pack vélo électrique 48V 31Ah, le Pack moto léger 48V 62Ah et le Module NMC 74,6 V 148,5 Ah. Pour un courant continu élevé plutôt que pour une capacité, voir batteries de motos électriques.

Questions fréquemment posées

Quelle est la différence entre le courant BMS continu et le courant de pointe ?

Le continu est ce que la planche peut supporter indéfiniment à une température indiquée. Peak est un indice de surcharge à court terme et n’a de sens qu’avec une durée. Dimensionnez le BMS pour qu’il continue avec une marge, puis vérifiez que la valeur maximale couvre la surtension réelle pendant suffisamment longtemps pour être importante.

Ai-je besoin d’un équilibrage actif ?

Uniquement si la chaîne dérive plus rapidement que l’équilibrage passif ne peut corriger, ce qui se produit généralement lorsque les cellules n’étaient pas étroitement adaptées lors de l’assemblage ou que le cycle de service est profond et fréquent. Pour la plupart des packs de vélos électriques et de motos légères, des cellules bien adaptées et un équilibrage passif constituent le meilleur rapport qualité-prix ; dépensez d’abord l’argent pour la correspondance des cellules.

Un seul BMS peut-il être utilisé pour les packs LFP et NMC ?

Uniquement si les seuils sont configurables. LFP et NMC ont des fenêtres de tension différentes, et un BMS câblé à une chimie sera soit coupé tôt, soit protégé trop tard sur l’autre. Vérifiez toujours la chimie pour laquelle la carte a été configurée.

Qu’est-ce qui provoque la coupure d’un BMS sous charge ?

Habituellement, soit la tension du pack chute en dessous du seuil de sous-tension parce que les cellules ne peuvent pas fournir le courant, soit le déclenchement en cas de surintensité est réglé trop près du pic réel. Les deux sont des problèmes de dimensionnement plutôt que des défauts du BMS, et les deux sont résolus en faisant correspondre le pack à la charge.

Quelle quantité de consommation en veille est acceptable ?

Moins d’un milliampère est normal et quelques centaines de microampères c’est bien. Au-dessus d’environ 2 mA, un petit pack laissé en stockage pendant une saison peut s’auto-décharger dans la coupure de sous-tension, ce qui est l’une des causes les plus courantes de rapports « mort à l’arrivée ».

Le BMS doit-il être testé avec le pack ou séparément ?

Avec la meute. Le comportement de la protection dépend de l’impédance de la cellule, du câblage et du trajet thermique, qui n’existent pas sur un banc d’essai. Demandez les résultats des tests de fin de ligne saisis pour emballer les numéros de série plutôt qu’une fiche technique BMS seule.

Précisez votre pack

Envoyez le courant continu et de crête de la machine, la classe de tension, les préférences chimiques et le marché, et nous reviendrons avec une spécification BMS et un pack à construire. Commencez WhatsApp, ou parcourez blocs-piles et le processus OEM.