> ఉత్పత్తులు & సేవ > PCBA > కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ PCBA > BMS PCBA

BMS PCBA

Unixplore Electronics BMS PCBA అనేది లిథియం బ్యాటరీ అప్లికేషన్‌ల కోసం రూపొందించబడిన ప్రొఫెషనల్ బ్యాటరీ మేనేజ్‌మెంట్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ సొల్యూషన్. చైనా BMS PCBA తయారీదారుగా, ఫ్యాక్టరీ, Unixplore Electronics EV, శక్తి నిల్వ మరియు ఇ-మొబిలిటీ సిస్టమ్‌ల కోసం PCB అసెంబ్లీ పరిష్కారాలను అందిస్తుంది.

విచారణ పంపండి

ఉత్పత్తి వివరణ

EV, ఎనర్జీ స్టోరేజ్ మరియు ఇ-మొబిలిటీ రంగాలలో 20 సంవత్సరాల వైఫల్య విశ్లేషణతో, నేను 10-సంవత్సరాల BMSని 6-నెలల ప్రమాదం నుండి వేటిని వేరు చేస్తుందో ఖచ్చితంగా డాక్యుమెంట్ చేసాను. ఈ గైడ్ రియల్ ఫీల్డ్ రిటర్న్‌ల ఆధారంగా ఇంజనీరింగ్ స్పెసిఫికేషన్‌లు, లేఅవుట్ నియమాలు మరియు ధృవీకరణ పద్ధతులను అందిస్తుంది.

BMS PCBA ఏమి చేయాలి

A BMS PCBA లిథియం కణాలను పర్యవేక్షిస్తుంది, రక్షిస్తుంది మరియు బ్యాలెన్స్ చేస్తుంది. నాలుగు విధులు చర్చించబడవు:
ఓవర్-వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ (OVP): ఒక సెల్‌కు 4.25V (Li-ion) ఛార్జ్‌ను కత్తిరించండి.
అండర్-వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ (UVP): ఒక్కో సెల్‌కు 2.5V నుండి 3.0V వరకు డిశ్చార్జ్‌ను కత్తిరించండి.
ఓవర్-కరెంట్ ప్రొటెక్షన్ (OCP): షార్ట్ సర్క్యూట్‌ల కోసం ఫాస్ట్ ట్రిప్ (µs పరిధి).
సెల్ బ్యాలెన్సింగ్: సిరీస్ సెల్‌లలో నిష్క్రియ లేదా యాక్టివ్ ఈక్వలైజేషన్.
వీటిలో దేనినైనా కోల్పోవడం వల్ల అసెంబ్లీ బాధ్యతగా మారుతుంది.

కోర్ సాంకేతిక పారామితులు

కింది విలువలు సురక్షితమైన ఆపరేషన్ కోసం పరిశ్రమ కనిష్టాలను సూచిస్తాయి. ఆటోమోటివ్ లేదా స్టేషనరీ స్టోరేజ్ కోసం ఎల్లప్పుడూ వీటిని అధిగమించండి.

వోల్టేజ్ & ప్రస్తుత రేటింగ్‌లు

పరామితి	3S నుండి 7S (లైట్ EV)	8S నుండి 16S (శక్తి నిల్వ)	24S+ (అధిక వోల్టేజ్)
గరిష్ట నిరంతర ఉత్సర్గ	20A నుండి 60A	60A నుండి 200A	200A+
గరిష్ట కరెంట్ (10 సెకన్లు)	80A నుండి 150A	200A నుండి 400A	500A+
కరెంట్ ఛార్జ్ చేయండి	5A నుండి 20A వరకు	20A నుండి 50A	50A+
సెల్ వోల్టేజ్ ఖచ్చితత్వం	±10mV	±5mV	±3mV (ప్రీమియం AFE అవసరం)
ఉష్ణోగ్రత కొలత పాయింట్లు	2 నుండి 4	4 నుండి 8	8 నుండి 12

రక్షణ ట్రిప్ పాయింట్లు (Li-Ion కోసం ప్రతి సెల్)

రక్షణ రకం	కనిష్ట పర్యటన	విలక్షణ యాత్ర	గరిష్ట యాత్ర
ఓవర్-వోల్టేజ్	4.20V	4.25V	4.30V
ఓవర్-వోల్టేజ్ విడుదల	4.05V	4.10V	4.15V
అండర్-వోల్టేజ్	2.80V	2.50V	2.30V
అండర్ వోల్టేజ్ విడుదల	3.00V	3.10V	3.20V
ఓవర్ కరెంట్ ఛార్జ్ చేయండి	1.2x రేట్ చేయబడింది	1.5x రేట్ చేయబడింది	2.0x రేట్ చేయబడింది
డిశ్చార్జ్ ఓవర్ కరెంట్	1.5x రేట్ చేయబడింది	2.0x రేట్ చేయబడింది	2.5x రేట్ చేయబడింది
షార్ట్ సర్క్యూట్	3x నుండి 5x రేట్ చేయబడింది	300µs లోపల	100µs లోపల

క్వైసెంట్ కరెంట్ (స్లీప్ మోడ్)

బ్యాటరీ రకం	ఆమోదయోగ్యమైన స్లీప్ కరెంట్	అధిక-పనితీరు లక్ష్యం
లి-అయాన్ (పోర్టబుల్)	<20µA	<10µA
LiFePO4 (స్థిరమైన)	<50µA	<30µA
EV / అధిక శక్తి	<100µA	<50µA

విశ్వసనీయత కోసం PCBA లేఅవుట్ నియమాలు

చాలా BMS వైఫల్యాలు PCBలో ఉద్భవించాయి, ICలు కాదు. ఈ 12 నియమాలను అనుసరించండి.

సెల్ వోల్టేజ్‌ల కోసం కెల్విన్ సెన్స్ ట్రేసెస్

సెల్ సెన్స్ ట్రేస్‌లను హై-కరెంట్ పాత్‌ల ద్వారా ఎప్పుడూ రూట్ చేయవద్దు.
ప్రతి సెల్ ట్యాప్‌కు కనెక్టర్ నుండి నేరుగా AFE (అనలాగ్ ఫ్రంట్ ఎండ్) పిన్‌కి ప్రత్యేక ట్రేస్ (0.2mm నుండి 0.3mm) అవసరం.
శాఖలు లేవు: కణాల మధ్య ఇంద్రియ జాడలను పంచుకోవద్దు.

హై-కరెంట్ పాత్ డిజైన్

రాగి బరువు: 20A నుండి 50A వరకు కనిష్టంగా 2 oz. 50A నుండి 100A వరకు 4 oz.
సమాంతర లేయర్‌లు: 60A కంటే ఎక్కువ కరెంట్‌ల కోసం సమాంతరంగా బహుళ లేయర్‌లను ఉపయోగించండి.
సోల్డర్ మాస్క్ ఓపెనింగ్: రాగిని బహిర్గతం చేసి, క్రాస్-సెక్షన్‌ని పెంచడానికి అదనపు టంకమును జోడించండి. ఇది 30% నుండి 40% వరకు నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది.

సెన్స్ రెసిస్టర్ ప్లేస్‌మెంట్

నాలుగు-వైర్ (కెల్విన్) కనెక్షన్: సెన్స్ రెసిస్టర్ తప్పనిసరిగా దాని ప్యాడ్‌ల నుండి డెడికేటెడ్ వోల్టేజ్ సెన్సింగ్ ట్రేస్‌లను కలిగి ఉండాలి.
ప్లేస్‌మెంట్: AFE అవకలన ఇన్‌పుట్ పిన్‌ల 10మిమీ లోపల.
ట్రేస్ మ్యాచింగ్: ప్రస్తుత కొలత ఖచ్చితత్వం కోసం సెన్స్ ట్రేస్‌లు తప్పనిసరిగా సమాన పొడవు మరియు సమాంతరంగా ఉండాలి.

FETల కోసం థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్

రాగి ప్రాంతం: ప్రతి MOSFET డ్రెయిన్ ప్యాడ్‌కు 300mm² నుండి 500mm² రాగి ప్లేన్ అవసరం.
థర్మల్ వయాస్: ప్రతి FET థర్మల్ ప్యాడ్ కింద 9 నుండి 12 వయాస్ (0.3 మిమీ వ్యాసం).
ఫిల్లింగ్ ద్వారా: ఫిల్డ్ మరియు క్యాప్డ్ వయాస్ టంకం విశ్వసనీయత కోసం తప్పనిసరి.

వోల్టేజ్ ఐసోలేషన్ కోసం కాంపోనెంట్ స్పేసింగ్

వోల్టేజ్ స్థాయి	క్రీపేజ్ దూరం (నిమి)	క్లియరెన్స్ (కనిష్టం)
60V వరకు (16S Li-ion)	0.5మి.మీ	0.2మి.మీ
60V నుండి 150V	1.5మి.మీ	1.0మి.మీ
150V నుండి 300V	3.0మి.మీ	2.0మి.మీ

గ్రౌండ్ ప్లేన్ విభజన

హై-కరెంట్ గ్రౌండ్ (పవర్ పాత్): మందపాటి జాడలు, చీలికలు లేవు.
తక్కువ-కరెంట్ అనలాగ్ గ్రౌండ్ (AFE, సెన్స్): బ్యాటరీ నెగటివ్ టెర్మినల్‌కి స్టార్ కనెక్ట్ చేయండి.
కనెక్షన్ పాయింట్: సెన్స్ రెసిస్టర్‌కు సమీపంలో ఒకే పాయింట్‌లో అనలాగ్ మరియు పవర్ గ్రౌండ్‌లో చేరండి.

కాంపోనెంట్ ఎంపిక చెక్‌లిస్ట్

విశ్వసనీయ BMS PCBA సరియైన మెటీరియల్ బిల్లుతో ప్రారంభమవుతుంది.

మీ BMS ప్రాజెక్ట్ కోసం పూర్తి BOM మరియు డిజైన్ చెక్‌లిస్ట్ కావాలా?

ఉచిత BMS PCBA చెక్‌లిస్ట్ → డౌన్‌లోడ్ చేయండి

అనలాగ్ ఫ్రంట్ ఎండ్ (AFE)

ఫీచర్	కనీస అవసరం	ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడింది
సెల్ వోల్టేజ్ కొలత ఖచ్చితత్వం	±10mV	±3mV
అంతర్నిర్మిత బ్యాలెన్సింగ్ FETలు	50mA నుండి 100mA	>100mA కోసం బాహ్య బ్యాలెన్సింగ్
వైర్ డిటెక్షన్ తెరవండి	అవును	అవును
ఉష్ణోగ్రత చానెల్స్	3	5+

సిఫార్సు చేయబడిన AFE కుటుంబాలు: Texas Instruments BQ769x2 (16S వరకు), అనలాగ్ పరికరాలు LTC681x (అధిక వోల్టేజ్), NXP MC33771C (ఆటోమోటివ్).

పవర్ MOSFETలు

వోల్టేజ్ రేటింగ్: కనీసం 1.5x గరిష్ట ప్యాక్ వోల్టేజ్. 16S Li-ion (67V గరిష్టం) కోసం, 100V FETలను ఉపయోగించండి.
ప్రస్తుత రేటింగ్: 100°C జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద 2x నిరంతర ఉత్సర్గ కరెంట్.
సమాంతర FETలు: 100A+ కోసం, సమాంతరంగా 4 నుండి 8 FETలను ఉపయోగించండి. గేట్ ట్రేస్‌లు ఏకకాల మార్పిడిని నిర్ధారించడానికి తప్పనిసరిగా సమాన పొడవు ఉండాలి.

కరెంట్ సెన్స్ రెసిస్టర్

పరామితి	విలువ	కారణం
ప్రతిఘటన	0.5mΩ నుండి 2mΩ	విద్యుత్ నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది
సహనం	± 1% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ	ఓవర్-కరెంట్ ట్రిప్ ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది
ఉష్ణోగ్రత గుణకం	±50ppm/°C గరిష్టంగా	వేడి తో డ్రిఫ్ట్ నిరోధిస్తుంది
మెటీరియల్	లోహ మిశ్రమం (మాంగనిన్)	షార్ట్ సర్క్యూట్ గుర్తింపు కోసం తక్కువ ఇండక్టెన్స్

విశ్వసనీయత కోసం నిష్క్రియ భాగాలు

కెపాసిటర్లు: X7R లేదా X5R డైఎలెక్ట్రిక్ మాత్రమే. AFE పిన్‌ల దగ్గర ఎప్పుడూ Y5V లేదా Z5Uని ఉపయోగించవద్దు.
సెన్స్ ఇన్‌పుట్‌ల కోసం రెసిస్టర్‌లు: ప్రతి సెల్ సెన్స్ లైన్‌లో 1kΩ నుండి 10kΩ సిరీస్ రెసిస్టర్‌లు. తప్పు సంఘటనల సమయంలో కరెంట్‌ని పరిమితం చేస్తుంది.
TVS డయోడ్‌లు: ప్రతి సెల్ ఇన్‌పుట్‌లో ద్వి-దిశాత్మక 5V నుండి 6V వరకు. ESD మరియు వైర్ హార్నెస్ స్పైక్‌ల నుండి AFEని రక్షిస్తుంది.

తయారీ మరియు తనిఖీ అవసరాలు

ఈ దశలను విస్మరించినట్లయితే, బాగా రూపొందించిన BMS PCBA అసెంబ్లీలో విఫలమవుతుంది.

ప్రక్రియ	అవసరం	తనిఖీ పద్ధతి
సోల్డర్ పేస్ట్ స్టెన్సిల్	AFE మరియు FET ప్యాడ్‌ల కోసం 0.12mm నుండి 0.15mm మందం	SPI (సోల్డర్ పేస్ట్ తనిఖీ)
రిఫ్లో ప్రొఫైల్	గరిష్టంగా 240°C నుండి 250°C (లీడ్-రహితం)	ప్రతి బ్యాచ్‌కి ప్రొఫైలర్ డేటా
AOI (ఆటోమేటెడ్ ఆప్టికల్ ఇన్‌స్పెక్షన్)	నిష్క్రియ భాగాలు మరియు FET ఓరియంటేషన్‌పై 100% కవరేజ్	AOI మెషిన్ లాగ్‌లు
ఎక్స్-రే తనిఖీ	FET థర్మల్ ప్యాడ్ శూన్యాలు 25% లోపు	ఎక్స్-రే వ్యవస్థ
ICT (ఇన్-సర్క్యూట్ టెస్ట్)	అన్ని వోల్టేజ్ డివైడర్‌లు, FET గేట్లు మరియు సెన్స్ రెసిస్టర్‌లు	ICT ఫిక్చర్
కన్ఫార్మల్ పూత	యాక్రిలిక్ లేదా సిలికాన్, 0.03mm కనిష్ట మందం	UV కాంతి తనిఖీ

BMS PCBA తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

ఇంజనీర్లు మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ అసెంబ్లర్ల నుండి మూడు సాంకేతిక ప్రశ్నలు క్రింద ఉన్నాయి.

Q1: సాధారణ మోటార్ స్టార్ట్-అప్ సమయంలో నా BMS PCBA తప్పుడు ఓవర్-కరెంట్ రక్షణను ఎందుకు ప్రేరేపిస్తుంది?
జ: మీకు చాలా వేగవంతమైన OCP ఫిల్టర్‌తో ఇన్‌రష్ కరెంట్ సమస్య ఉంది. ఇక్కడ ఇంజనీరింగ్ పరిష్కారం ఉంది:
చాలా BMS AFEలు కాన్ఫిగర్ చేయదగిన ఓవర్-కరెంట్ రక్షణ ఆలస్యం (సాధారణంగా 100µs నుండి 1ms) కలిగి ఉంటాయి. మోటారు స్టార్ట్-అప్ (ముఖ్యంగా బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్లు) 1ms నుండి 5ms వరకు 5x నుండి 8x రేటెడ్ కరెంట్‌ని తీసుకుంటుంది.
దశ 1 - అసలు ఇన్‌రష్‌ను కొలవండి: సెన్స్ రెసిస్టర్‌లో ప్రస్తుత ప్రోబ్‌తో ఓసిల్లోస్కోప్‌ని ఉపయోగించండి. చెత్త ప్రారంభ సమయంలో గరిష్ట కరెంట్ మరియు వ్యవధిని రికార్డ్ చేయండి (చల్లని మోటారు, తక్కువ బ్యాటరీ).
దశ 2 - AFE రిజిస్టర్‌లను సర్దుబాటు చేయండి: ఓవర్-కరెంట్ ఆలస్యాన్ని 2ms నుండి 5ms వరకు పెంచండి. షార్ట్-సర్క్యూట్ ఆలస్యాన్ని 100µs వద్ద ఉంచండి (ఇది డెడ్ షార్ట్‌ల నుండి రక్షిస్తుంది).
దశ 3 - హార్డ్‌వేర్ ఫిల్టర్ ట్యూనింగ్: AFE కరెంట్ సెన్స్ పిన్‌ల మధ్య 100nF కెపాసిటర్‌ని జోడించండి. ఇది చాలా చిన్న స్పైక్‌లను విస్మరించే 10µs నుండి 20µs RC ఫిల్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది.
దశ 4 - ఇప్పటికీ ట్రిప్ అవుతున్నట్లయితే: మీ సెన్స్ రెసిస్టర్ చాలా పెద్దదిగా ఉంది. 2mΩ రెసిస్టర్ 100A వద్ద 200mVని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఓవర్-కరెంట్ కంపారిటర్ ట్రిప్‌లకు ముందు హెడ్‌రూమ్‌ను పెంచడానికి 1mΩ లేదా 0.5mΩకి మారండి.
హెచ్చరిక: OCPని నిలిపివేయవద్దు. తప్పుడు ప్రయాణాలు చికాకు కలిగిస్తాయి. అగ్ని శాశ్వతమైనది.

Q2: 200Ah సెల్‌లతో 16S LiFePO4 ప్యాక్‌ని బ్యాలెన్స్ చేసే BMS PCBAని నేను ఎలా డిజైన్ చేయాలి?
జ: ప్రామాణిక ఇంటిగ్రేటెడ్ బ్యాలెన్సింగ్ FETలు (50mA నుండి 100mA) 200Ah సెల్‌లను బ్యాలెన్స్ చేయడానికి 80 నుండి 160 గంటల సమయం పడుతుంది. అది నిరుపయోగం. మీకు బాహ్య నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ లేదా యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ అవసరం.
ఎంపిక A - బాహ్య నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ (ఖర్చు ప్రభావం):
బాహ్య బ్యాలెన్సింగ్ FETలను నియంత్రించే AFEని ఉపయోగించండి (ఉదా., బాహ్య N-ఛానల్ FETలతో BQ76952).
ఒక్కో సెల్‌కి కాంపోనెంట్ ఎంపిక:
బ్యాలెన్సింగ్ రెసిస్టర్: 10Ω నుండి 22Ω, 5W నుండి 10W (మెటల్ ఆక్సైడ్ లేదా వైర్‌వౌండ్).
బ్యాలెన్సింగ్ FET: 60V, 5A, Rds(on) < 50mΩ.
బ్యాలెన్సింగ్ కరెంట్: 200mA నుండి 500mA. (3.3V సెల్ = 330mA వద్ద 10Ω రెసిస్టర్‌ని ఉపయోగించడం.)
PCB థర్మల్ అవసరం: ప్రతి రెసిస్టర్ 1W నుండి 1.5W వరకు వెదజల్లుతుంది. ప్రతి నిరోధకానికి 500mm² రాగి ప్రాంతం అవసరం.
ఎంపిక B - యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ (అధిక పనితీరు):
సక్రియ బ్యాలెన్సర్ ICని ఉపయోగించండి (ఉదా., అనలాగ్ పరికరాలు LTC3300 లేదా టెక్సాస్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ BQ79616).
టోపాలజీ: కెపాసిటివ్ లేదా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఆధారితం.
బ్యాలెన్సింగ్ కరెంట్: ఒక్కో సెల్‌కి 1A నుండి 5A వరకు.
సామర్థ్యం: 85% నుండి 92%.
PCB సంక్లిష్టత: 6 నుండి 8 పొరలు అవసరం, కణాల మధ్య జాగ్రత్తగా వేరుచేయడం.
200Ah సెల్‌ల కోసం సిఫార్సు: 300mA నుండి 500mA వరకు బాహ్య నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్‌ని ఉపయోగించండి. బ్యాలెన్సింగ్ రెసిస్టర్ అర్రేపై హీట్‌సింక్‌ను జోడించండి. సైకిల్ జీవితం క్లిష్టంగా ఉంటే మరియు బడ్జెట్ 2x అధిక PCBA ధరను అనుమతించినట్లయితే మాత్రమే యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్.

Q3: నేను ఉత్పత్తి కోసం ఆమోదించడానికి ముందు BMS PCBA ఏ పరీక్షలు పాస్ చేయాలి?
జ: ఐదు పరీక్షలు అవసరం. దేనినీ దాటవేయవద్దు.

పరీక్ష	పద్ధతి	పాస్ / ఫెయిల్ ప్రమాణాలు
1. సెల్ వోల్టేజ్ మెజర్మెంట్ ఖచ్చితత్వం	రెసిస్టర్ డివైడర్ ద్వారా ప్రతి సెల్ ఇన్‌పుట్‌కు ఖచ్చితమైన 0V నుండి 5V వరకు వర్తించండి. AFE పఠనాన్ని DMM (6.5 అంకెల)తో పోల్చండి.	25°C వద్ద అన్ని సెల్‌లలో ±5mV గరిష్ట లోపం. ±10mV -20°C నుండి +60°C వరకు.
2. ఓవర్-వోల్టేజ్ / అండర్-వోల్టేజ్ ట్రిప్	సెల్ వోల్టేజీని పైకి క్రిందికి నెమ్మదిగా రాంప్ చేయండి. AFE ట్రిప్ మరియు విడుదల పాయింట్లను రికార్డ్ చేయండి.	ప్రోగ్రామ్ చేసిన విలువలో ±10mV లోపల ట్రిప్. 0.05V మరియు 0.15V మధ్య హిస్టెరిసిస్.
3. ఓవర్-కరెంట్ ట్రిప్ టెస్ట్	ఎలక్ట్రానిక్ లోడ్ నుండి పల్సెడ్ కరెంట్‌ను వర్తించండి. దశల్లో పెరుగుదల. ట్రిప్ పాయింట్ మరియు ప్రతిస్పందన సమయాన్ని రికార్డ్ చేయండి.	ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన విలువలో ±5% లోపల ట్రిప్ కరెంట్. షార్ట్ సర్క్యూట్ కోసం 1ms లోపు ప్రయాణ సమయం.
4. బ్యాలెన్సింగ్ ఫంక్షన్	ఒక సెల్‌ను ఇతర వాటి కంటే 50mV అధికం చేయండి. 1 గంట పాటు బ్యాలెన్సింగ్‌ను ప్రారంభించండి.	సెల్ వోల్టేజీలు 15mVలోపు సమానం. FET ఉష్ణోగ్రత 40°C కంటే తక్కువగా పెరుగుతుంది.
5. స్లీప్ మోడ్ కరెంట్	అన్ని బాహ్య శక్తిని తీసివేయండి. 10 నిమిషాల తర్వాత బ్యాటరీ ప్యాక్ నుండి కరెంట్ డ్రాను కొలవండి.	LiFePO4 స్టేషనరీకి 50µA కింద. పోర్టబుల్ Li-ion కోసం 20µA కింద.