3.4 Защиты
Настройки
Защиты
Устройство BMS Mini контролирует состояние ячеек, внешней среды и при обнаружении отклонений в их работе защищает батарею и элементы системы от повреждения.
Overcurrent
Устройство BMS Mini осуществляет защиту по максимально допустимому току в зависимости от показаний датчика на эффекте Холла или шунтового датчика.
Для изменения параметров защиты батареи по току необходимо выбрать раздел «Protections → Overcurrent»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Maximum charge current – максимальный ток заряда, А;
- Tolerant charge current – допустимый ток заряда, А;
- Maximum discharge current – максимальный ток разряда, А;
- Tolerant discharge current – допустимый ток разряда, А;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты батареи по току формируется ошибка «Overcurrent».
Условия формирования ошибки:
- ток положительный (заряд) и модуль тока превышает величину «Maximum charge current» в течение времени «Delay before setting the error»;
- ток отрицательный (разряд) и модуль тока превышает величину «Maximum discharge current» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия для снятия ошибки:
- ток положительный (заряд) или нулевой и модуль тока меньше величины «Tolerant charge current» в течение времени «Delay before clearing the error»;
- ток отрицательный (разряд) и модуль тока меньше величины «Tolerant discharge current» в течение времени «Delay before clearing the error».
Charge current limit
Устройство BMS Mini может сравнивать ток заряда со значением из карты заряда (см. Charge map). Если ток заряда превышает расчетный ток более, чем на заданное значение, генерируется ошибка "Current limit".
Разница токов делится на две зоны. Превышение тока в зоне 1 рассчитывается по абсолютной величинее, в зоне 2 – по относительной.
Для изменения параметров защиты батареи от превышения тока заряда необходимо выбрать раздел «Protections → Charge current limit»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Threshold to switch from Region 1 to Region 2 – значение тока, при котором происходит переключение расчета тока от абсолютной величины к относительной, A;
- Region 1: Current difference – a value of maximum absolute current diffr, A;
- Region 2: Current difference – a value of maximum relative current excess, A;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
Discharge current limit
Устройство BMS Mini может сравнивать ток разряда со значением из карты разряда (см. Discharge map). Если ток разряда превышает расчетный ток более, чем на заданное значение, генерируется ошибка "Current limit".
Разница токов делится на две зоны. Превышение тока в зоне 1 рассчитывается по абсолютной величинее, в зоне 2 – по относительной.
Для изменения параметров защиты батареи от превышения тока разряда необходимо выбрать раздел «Protections → Charge current limit»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Threshold to switch from Region 1 to Region 2 – значение тока, при котором происходит переключение расчета тока от абсолютной величины к относительной, A;
- Region 1: Current difference – a value of maximum absolute current diffr, A;
- Region 2: Current difference – a value of maximum relative current excess, A;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
Undervoltage
В устройстве BMS Mini реализована защита батареи от низкого напряжения на ячейках.
Для изменения параметров защиты батареи при низком напряжении на ячейках необходимо выбрать раздел «Protections → Undervoltage»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Minimum cell voltage – минимальное напряжение на ячейке, В;
- Tolerant cell voltage – допустимое напряжение на ячейке, В;
- Check the open circuit voltage instead of the actual voltage – флаг проверки напряжения холостого хода ячейки Uocv (т.е. с учетом коррекции по току и сопротивлению) вместо измеренного;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты батареи от низкого напряжение формируется ошибка «Undervoltage».
Условия формирования ошибки:
- минимальное напряжение среди всех ячеек батареи меньше величины «Minimum cell voltage» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- минимальное напряжение среди всех ячеек батареи больше величины «Tolerant cell voltage» в течение времени «Delay before clearing the error».
Overvoltage
В устройстве BMS Mini реализована защита батареи от высокого напряжения на ячейках.
Для изменения параметров защиты батареи при высоком напряжении на ячейках необходимо выбрать раздел «Protections → Overvoltage»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Maximum cell voltage – максимальное напряжение на ячейке, В;
- Tolerant cell voltage – допустимое напряжение на ячейке, В;
- Check the open circuit voltage instead of the actual voltage – флаг проверки напряжения холостого хода ячейки Uocv (т.е. с учетом коррекции по току и сопротивлению) вместо измеренного;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты батареи от высокого напряжение формируется ошибка «Overvoltage».
Условия формирования ошибки:
- максимальное напряжение среди всех ячеек батареи больше величины «Maximum cell voltage» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- максимальное напряжение среди всех ячеек батареи меньше величины «Tolerant cell voltage» в течение времени «Delay before clearing the error».
Low temperature
Устройство BMS Mini осуществляет защиту батареи от слишком низкой температуры.
Для изменения параметров защиты батареи от низкой температуры необходимо выбрать раздел «Protections → Low temperature»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Minimum charge temperature – минимальная температура заряда, °C;
- Tolerant charge temperature – допустимая температура заряда, °C;
- Minimum discharge temperature – минимальная температура разряда, °C;
- Tolerant discharge temperature – допустимая температура разряда, °C;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты батареи от низкой температуры формируется ошибка «Low temperature (CH)» и/или «Low temperature (DCH)».
Условия формирования ошибки:
- минимальная температура среди всех ячеек батареи меньше величины «Minimum charge (discharge) temperature» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- минимальная температура среди всех ячеек батареи больше величины «Tolerant charge (discharge) temperature» в течение времени «Delay before clearing the error».
High temperature
Устройство BMS Mini осуществляет защиту батареи от слишком высокой температуры.
Для изменения параметров защиты батареи от высокой температуры необходимо выбрать раздел «Protections → High temperature»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Maximum charge temperature – максимальная температура заряда, °C;
- Tolerant charge temperature – допустимая температура заряда, °C;
- Maximum discharge temperature – максимальная температура разряда, °C;
- Tolerant discharge temperature – допустимая температура разряда, °C;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты батареи от высокой температуры формируется ошибка «High temperature (CH)» и/или «High temperature (DCH)».
Условия формирования ошибки:
- максимальная температура среди всех ячеек батареи больше величины «Maximum charge (discharge) temperature» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- максимальная температура среди всех ячеек батареи меньше величины «Tolerant charge (discharge) temperature» в течение времени «Delay before clearing the error».
Battery cover
Устройство BMS Mini детектирует вскрытие крышки батареи и выполняет защитное размыкание силовых контакторов.
Защита от вскрытия крышки батареи настраивается в разделе «Protections → Battery cover»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от вскрытия крышки батареи формируется ошибка «Battery cover error».
Условия формирования ошибки:
- наличие сигнала «Battery cover» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- отсутствие сигнала «Battery cover» в течение времени «Delay before clearing the error».
Cell monitor offline
Устройство BMS Mini детектирует пропадание связи с монитором ячеек.
Для изменения параметров защиты от потери связи с монитором ячеек необходимо выбрать раздел «Protections → Cell monitor offline»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от потери связи с монитором ячеек формируется ошибка "потеря связи с монитором ячеек".
Условия формирования ошибки:
- монитор ячеек не отвечает на команды в течение 10 секунд.
Условия снятия ошибки:
- монитор ячеек отвечает на команды.
Cell count
Для изменения параметров защиты от несоответствия количества ячеек заданной величине необходимо выбрать раздел «Protections → Cell count»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Number of cells – количество ячеек, подключенных к BMS;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от несоответствия количества ячеек заданной величине формируется ошибка «несоответствие кол-ва ячеек».
Условия формирования ошибки:
- количество ячеек, подключённых к BMS, не равно величине Number of cells.
Условия снятия ошибки:
- количество ячеек, подключённых к BMS, равно величине Number of cells.
Short circuit
В устройстве BMS Mini реализована защита силовых цепей (контакторов, силовых кабелей) от перегрева, вызванного протеканием повышенного тока в течение длительного времени.
Для изменения параметров защиты силовых цепей от короткого замыкания необходимо выбрать раздел «Protections → Short circuit»:
В данном разделе:
- Level 1, 2, 3 – три уровня срабатывания защиты от короткого замыкания. На каждом уровне настраиваются следующие параметры:
- Enable – флаг включения защиты;
- Maximum current – максимальный ток через батарею, А;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, с;
- Switch off the charging contactor on error – отключение контактора заряда при возникновении ошибки "короткое замыкание";
- Switch off the discharging contactor on error – отключение конатктора разряда при возникновении ошибки «короткое замыкание»;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от короткого замыкания формируется ошибка «короткое замыкание».
Условия формирования ошибки:
- на любом из трёх уровней защиты модуль измеренного тока через батарею больше величины «Maximum current» в течение времени «Delay before setting the error».
Условия снятия ошибки:
- модуль измеренного тока через батарею меньше величин «Maximum current» для всех трёх уровней защиты в течение времени «Delay before clearing the error».
High contactor temperature
В устройстве BMS Mini реализована защита силового контактора от перегрева. Для измерения температуры контактора используется термистор, подключаемый к разъёму X6.
Для изменения параметров защиты от перегрева силового контактора необходимо выбрать раздел «Protections → High contactor temperature»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Thermistor – выбор датчика температуры, который измеряет температуру контактора;
- Maximum contactor temperature – максимальная температура контактора, °C;
- Tolerant contactor temperature – допустимая температура контактора, °C;
- Delay before setting the error –задержка перед формированием ошибки, мс;
- Switch off the charging contactor on error – отключение контактора заряда при возникновении ошибки «перегрев контактора»;
- Switch off the discharging contactor on error – отключение контактора разряда при возникновении ошибки «перегрев контактора»;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от перегрева контактора формируется ошибка «перегрев контактора».
Условия формирования ошибки:
- измеренная температура контактора больше величины Maximum contactor temperature в течение времени Delay before setting the error.
Условия снятия ошибки:
- измеренная температура контактора меньше величины Tolerant contactor temperature в течение времени Delay before clearing the error.
Current sensor
В устройстве BMS Mini реализована проверка цепей подключения датчика тока. Цепи проверяются на обрыв и короткое замыкание на линию питания +5 В.
Для изменения параметров проверки цепей подключения датчика тока необходимо выбрать раздел «Protections → Current sensor»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения проверки;
- Maximum voltage – максимальное напряжение в цепях датчика тока, В;
- Minimum voltage – минимальное напряжение в цепях датчика тока, В;
- Voltage hysteresis – величина гистерезиса для снятия ошибки, В;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
При обнаружении обрыва или короткого замыкания цепей подключения датчика тока формируется ошибка подключения датчика тока.
Условия формирования ошибки:
- напряжение в сигнальной цепи или цепи уровня нуля датчика тока больше величины Maximum voltage в течение времени Delay before setting the error;
- напряжение в сигнальной цепи или цепи уровня нуля датчика тока меньше величины Mininum voltage в течение времени Delay before setting the error.
Условия снятия ошибки:
- напряжение в сигнальной цепи и цепи уровня нуля датчика тока находится в диапазоне от (Minimum voltage + Voltage hysteresis) до (Maximum voltage - Voltage hysteresis) в течение времени Delay before clearing the error.
Charge contactor cycles
В устройстве BMS Mini реализована защита контактора заряда от частого переключения.
Для изменения параметров защиты от большой частоты переключений контактора заряда необходимо выбрать раздел «Protections → Charge contactor cycles»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Cycles threshold – пороговое значение количества циклов в заданный период, при достижение которого формируется ошибка "большая частота переключений контактора заряда";
- Check time – период, за который ведётся подсчёт количества переключений контактора заряда, с;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства;
- Number of cycles – количество замыканий контактора заряда, сделанное в процессе эксплуатации BMS.
В результате срабатывания защиты от большой частоты переключений контактора заряда формируется ошибка «большая частота переключений контактора заряда».
Условия формирования ошибки:
- количество замыканий контактора заряда за период, равный Check time, больше или равно величине Cycles threshold. Ошибка формируется с задержкой Delay before setting the error.
Условия снятия ошибки:
- с момента формирования ошибки прошло время Delay before clearing the error.
Discharge contactor cycles protection
В устройстве BMS Mini реализована защита контактора разряда от частого переключения.
Для изменения параметров защиты от большой частоты переключений контактора разряда необходимо выбрать раздел «Protections → Discharge contactor cycles»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Cycles threshold – пороговое значение количества циклов в заданный период, при достижение которого формируется ошибка «большая частота переключений контактора разряда»;
- Check time – период, за который ведётся подсчёт количества переключений контактора разряда, с;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства;
- Number of cycles – количество замыканий контактора разряда, сделанное в процессе эксплуатации BMS.
В результате срабатывания защиты от большой частоты переключений контактора разряда формируется ошибка «большая частота переключений контактора разряда».
Условия формирования ошибки:
- количество замыканий контактора разряда за период, равный Check time, больше или равно величине Cycles threshold. Ошибка формируется с задержкой Delay before setting the error.
Условия снятия ошибки:
- с момента формирования ошибки прошло время Delay before clearing the error.
Temperature sensors
В устройстве BMS Mini реализована проверка цепей подключения датчиков, измеряющих температуру ячеек батареи. Цепи проверяются на обрыв и короткое замыкание.
Для изменения параметров проверки цепей подключения датчиков температуры необходимо выбрать раздел «Protections → Temperature sensors»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения проверки;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибок, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибок, с;
- Lock – флаг блокирования ошибок до перезапуска устройства.
Если к BMS Mini не подключены датчики температуры или хотя бы один датчик закорочен, то формируются ошибки No temp. sensors и Temp. sensor is shorted соответственно. Указанные ошибки формируются и снимаются с задержками Delay before setting the error и Delay before clearing the error
WDT reset
При зависании встроенного программного обеспечения устройства BMS Mini сторожевой таймер устройства выполняет её перезапуск. Устройство детектирует сброс и формирует ошибку «сброс сторожевым таймером».
Для изменения параметров сторожевого таймера необходимо выбрать раздел «Protections → WDT reset»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
Условия снятия ошибки:
- с момента запуска устройства прошло время Delay before clearing the error.
Unallowable charging
Устройство BMS Mini детектирует заряд батареи через контактор разряда и выполняет защитное размыкание контактора разряда для предотвращения неправильной эксплуатации батареи.
Для изменения параметров защиты от заряда батареи через контактор разряда необходимо выбрать раздел «Protections → Unallowable charging»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, с;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от недопустимого заряда формируется ошибка «недопустимый заряд».
Условия формирования ошибки:
- контактор заряда разомкнут и детектируется ток заряда в течение времени Delay before setting the error.
Условия снятия ошибки:
- ток заряда не детектируется в течение времени Delay before clearing the signal.
Stuck contactor
Устройство BMS Mini детектирует залипание силовых контакторов.
Для изменения параметров защиты контакторов от залипания необходимо выбрать раздел «Protections → Stuck contactor»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты от залипания контактора формируется ошибка «залипание контактора». Условия формирования ошибки:
- контакторы заряда и разряда разомкнуты, но при этом детектируется ток заряда или разряда.
Contactor feedback
Устройство BMS Mini может принимать сигналы обратной связи от контакторов и детектировать расхождение их фактического состояния от поданных на них команд. Для того чтобы выполнялась проверка контактора, необходимо подключить сигнал обратной связи контактора к соответствующим контактам на разъеме Х1.
Для изменения параметров проверки обратной связи контакторов необходимо выбрать раздел «Protections → Contactor feedback»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения проверки;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
В результате срабатывания защиты формируется ошибка «ошибка обратной связи контактора». Условие формирования ошибки:
- сигнал управления контактором заряда, разряда, предзаряда, заряда/разряда или основного контактора расходятся со значением обратной связи.
Insulation
Устройство BMS Mini отслеживает сигнал состояния изоляции, выдаваемый устройством мониторинга изоляции Bender IR155.
Для изменения параметров системы отслеживания состояния изоляции необходимо выбрать раздел «Protections → Insulation»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
Ошибка формируется если настроен соответствующий дискретный вход и на него приходит логический ноль.
Critical error
Некоторые ошибки являются критически важными для функционирования всей BMS. Для дополнительной индикации сбоя BMS используется сигнал "Critical error".
Для изменения параметров критической ошибки необходимо выбрать раздел «Protections → Critical error»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства.
Флаг критической ошибки формируется если в течение времени «Delay before setting the error» сохраняется хотя бы одна из критических ошибок ошибок (см. Errors).
Флаг критической ошибки снимается если в течение времени «Delay before clearing the error» нет ни одной ошибки из списка выше.
General error
Для изменения параметров формирования общей ошибки необходимо выбрать раздел «Protections → General error»:
В данном разделе:
- Enable – флаг включения защиты;
- Delay before setting the error – задержка перед формированием ошибки, мс;
- Delay before clearing the error – задержка перед снятием ошибки, с;
- Lock – флаг блокирования ошибки до перезапуска устройства;
- Check: <error> – флаги для включения проверки соответствующей ошибки.
Флаг общей ошибки формируется если в течение времени «Delay before setting the error» сохраняется хотя бы одна из ошибок из перечня проверки.
Флаг общей ошибки снимается если в течение времени «Delay before clearing the error» нет ни одной ошибки из перечня проверки.