BMS Victron pentru Lithium Smart: smallBMS, VE.Bus BMS sau Lynx

Răspunsul rapid

• Bateriile Victron Lithium Smart cer BMS extern pentru că nu au în carcasă comutatorul care taie curentul. BMS-ul (sistemul de gestionare a bateriei) primește alarma bateriei și oprește consumatorii sau încărcătoarele.

• BMS-ul vine din familia bateriei: smallBMS, VE.Bus BMS V2, Lynx Smart BMS, Smart BMS CL 12/100 sau Smart BMS 12/200 pentru Lithium Smart, doar variantele NG pentru Lithium NG. SuperPack are BMS-ul în carcasă.

• Invertorul decide modelul: fără invertor-încărcător pe VE.Bus (magistrala de date Victron), smallBMS; cu MultiPlus sau Quattro, VE.Bus BMS V2; pentru contactor de siguranță și monitor de baterie, Lynx Smart BMS.

• Ieșirile BMS-ului sunt semnale: cel mult 1 A pentru consumatori și 10 mA pentru încărcare la smallBMS, destul pentru intrarea remote a unui aparat, un Smart BatteryProtect sau un releu Cyrix-Li.

• Releele Cyrix-Li taie ce nu are intrare remote: 120 sau 230 A la 12 și 24 V, dar doar 40 sau 80 A la 48 V.

De ce bateriile Victron Lithium Smart cer BMS extern

Bateriile Victron Lithium Smart cer BMS extern pentru că protecția e împărțită: bateria supraveghează celulele, iar BMS-ul hotărăște ce se oprește. Sunt baterii LiFePO4 (litiu-fier-fosfat), cu patru celule de 3,2 V în serie la 12,8 V și opt la 25,6 V. În carcasă stau celulele, electronica de echilibrare și de măsură și Bluetooth-ul, care arată în VictronConnect tensiunea fiecărei celule. Comutatorul de putere lipsește, deci manualul declară obligatoriu un BMS aprobat de Victron.

Alarma pleacă pe cele două cabluri ale bateriei, cu conector circular M8, de 50 cm, unul tată și unul mamă. Într-un banc, cablurile se înlănțuie de la o baterie la alta, iar capetele ajung la BMS; pentru distanțe mai mari există prelungitoare M8, în accesorii pentru energie solară. Pragurile stau în baterie, iar manualul recomandă valorile din fabrică:

BMS-ul taie separat cele două sensuri: într-o dimineață cu 2 °C se blochează doar încărcarea, iar la baterie goală se opresc doar consumatorii, deci încărcătoarele pot reface bateria. De ce celulele nu se împing peste aceste limite, mai ales la încărcarea pe frig, explică ghidul despre baterii LiFePO4, GEL și AGM.

Un sistem primește cel mult 20 de baterii: în serie cel mult patru de 12,8 V sau două de 25,6 V, cu aceeași capacitate și același cod, iar în paralel cel mult cinci baterii sau șiruri. Pentru 48 V, Victron recomandă două baterii de 25,6 V, fiindcă patru de 12,8 V cer mai mult timp de echilibrare. Starea de încărcare n-o calculează bateria, ci Lynx Smart BMS sau un monitor cu șunt. Modelele sunt în acumulatori și baterii solare.

BMS integrat sau extern: SuperPack sau Lithium Smart

BMS-ul integrat e calea simplă, cel extern e calea flexibilă. SuperPack se montează ca o baterie cu plumb, dar doar în paralel. Lithium Smart cere BMS și cabluri de comandă, în schimb urcă în serie până la 48 V și, prin BMS, comandă invertorul.

SuperPack-ul din generația veche are și un curent continuu mic la unele modele: 70 A la 12,8 V și 200 Ah, față de 400 A la Lithium Smart de aceeași capacitate. Fișa lui avertizează că se poate deconecta la cuplarea unui invertor cu condensatoare mari, apoi reîncearcă după circa 10 secunde.

Verdictul: pentru o baterie de 12 V într-o rulotă sau pe o barcă, cu consumatori simpli, SuperPack te scapă de BMS și de cablaj. BMS-ul extern merită pentru baterii în serie, pentru un MultiPlus sau un Quattro comandat direct de BMS și pentru un contactor de siguranță pe tot sistemul.

Lithium Smart sau Lithium NG: BMS-ul nu trece de la o familie la alta

Lithium NG cere tot BMS extern, dar numai din gama NG: manualul NG acceptă doar BMS-uri de tip NG. Cablul M8 arată la fel, dar la NG duce o comunicație digitală rapidă.

NG adaugă un șunt în baterie, deci BMS-ul arată și starea de încărcare. Carcasa e IP65, iar pragurile diferă: pre-alarmă fixă la 3,0 V, consumatori opriți la 2,8 V, încărcare oprită la 3,6 V pe celulă, sub 5 °C sau peste 50 °C.

Bateriile Smart și NG nu pot sta pe același BMS, deci nici în același banc. Cu Lynx Smart BMS există totuși o cale de extindere: până la cinci bancuri în paralel, fiecare cu BMS-ul lui, Smart sau NG. BMS-urile trebuie să aibă același curent nominal, iar un dispozitiv GX le leagă într-un singur sistem.

smallBMS, VE.Bus BMS V2 sau Lynx Smart BMS: cum alegi

Pentru o baterie Lithium Smart alegi BMS-ul după aparatele pe care trebuie să le oprească: smallBMS fără invertor-încărcător VE.Bus, VE.Bus BMS V2 cu MultiPlus sau Quattro, Lynx Smart BMS pentru contactor de siguranță și monitor de baterie. Toate trei lucrează la 12, 24 sau 48 V și primesc până la 20 de baterii; gama e în protecții și izolatoare de baterii. În tabel, GX e centrul de comunicare Victron, ca Cerbo GX, iar DVCC (Distributed Voltage and Current Control) e funcția prin care el impune limite de încărcare aparatelor compatibile.

smallBMS: când nu ai invertor-încărcător VE.Bus

smallBMS, numit înainte miniBMS, e BMS-ul de bază pentru Lithium Smart în sistemele fără invertor-încărcător VE.Bus: o cutie mică, fără Bluetooth, care consumă 2,2 mA. Consumatorii și încărcătoarele se leagă direct la baterie, iar smallBMS le comandă prin trei ieșiri:

• Load disconnect (deconectarea consumatorilor) stă la tensiunea bateriei cât totul e în regulă și devine flotantă, adică nu mai dă tensiune, la subtensiune. Duce până la 1 A, destul și pentru bobina unui releu de putere.

• Charge disconnect (deconectarea încărcării) urmează aceeași logică la supratensiune și temperatură, dar cu 10 mA, deci comandă intrări remote și relee Cyrix-Li, nu bobina unui releu obișnuit.

• Pre-alarm avertizează înainte de oprirea consumatorilor, printr-un buzzer sau un LED, cu cel mult 1 A.

Fișa îl declară nepotrivit pentru MultiPlus și Quattro, fiindcă nu are interfață VE.Bus.

VE.Bus BMS V2: când ai MultiPlus sau Quattro

VE.Bus BMS V2 e BMS-ul pentru sistemele cu invertor-încărcător sau invertor Victron pe VE.Bus, magistrala de date a acestor aparate. Se leagă la portul VE.Bus cu cablul RJ45 din cutie și nu funcționează fără un aparat VE.Bus, de la care își ia minusul. La subtensiune oprește invertorul prin VE.Bus și consumatorii prin Load disconnect, iar la supratensiune sau temperatură reduce sau oprește încărcarea invertorului-încărcătorului și oprește celelalte încărcătoare.

Cu un GX și DVCC pornit, regulatoarele solare se opresc prin GX, fără fire; configurarea DVCC e în ghidul despre Cerbo GX și SmartShunt. Încărcătoarele de rețea și invertoarele Phoenix mici rămân însă pe fir.

• Detectorul de rețea din cutie repornește invertorul-încărcătorul când revine rețeaua, după o oprire la baterie descărcată; la MultiPlus-II, Quattro-II și noile MultiPlus 12/1600/70 și 12/2000/80 nu se montează.

• Portul de panou primește un GX sau un panou de comandă, iar borna GX-Pow alimentează GX-ul.

• Invertoarele foarte vechi, cu procesorul marcat 19xxxxx sau 20xxxxx, nu sunt suportate; pentru ele rămâne VE.Bus BMS din prima generație, pe care Victron îl trece la sfârșit de gamă.

VE.Bus BMS V2 nu fixează tensiunile de încărcare, deci pe fiecare încărcător setezi profilul de litiu: pe 12,8 V, 14,2 V absorbție timp de 2 ore și 13,5 V float, ca în ghidul despre setările de încărcare LiFePO4.

Lynx Smart BMS: contactor, preîncărcare și monitor

Lynx Smart BMS e varianta completă: BMS, contactor de siguranță, preîncărcare și monitor de baterie, într-un modul din sistemul de bare Lynx, legat pe plusul și pe minusul sistemului. Contactorul duce 500 A continuu (600 A timp de 5 minute) sau 1000 A (1200 A timp de 5 minute).

• Contactorul e a doua barieră, după DVCC și contactele ATC și ATD (allow-to-charge și allow-to-discharge, contacte fără potențial, de cel mult 0,5 A). Se deschide dacă ele n-au oprit la timp consumatorii sau încărcătoarele și servește și ca întrerupător general.

• Preîncărcarea încarcă întâi condensatoarele invertorului, apoi închide contactorul.

• Monitorul dă starea de încărcare. Pragul minim de descărcare chiar oprește sistemul, după 5 minute fără tensiune de încărcare, spre deosebire de setarea cu același nume din SmartShunt, explicată în ghidul despre monitorul de baterie cu șunt.

• Cu GX și DVCC, aparatele compatibile primesc tensiunea și curentul de încărcare de la BMS, fără algoritmii lor de bulk, absorbție și float.

• Releul programabil dă alarma sau oprește alternatorul, cu 2 secunde înaintea contactorului.

Bateriile se leagă în stânga modulului, iar consumatorii și încărcătoarele în dreapta; locul lui în șirul de module e în ghidul despre Lynx Distributor și Lynx Power In.

Smart BMS CL 12/100 și Smart BMS 12/200: 12 V cu alternator

Pentru 12 V încărcat din alternator, Smart BMS CL 12/100 și Smart BMS 12/200 au o intrare de alternator limitată electronic la circa 90% din siguranța montată. Limitarea protejează alternatorul: după fișă, majoritatea celor de 12 V se supraîncălzesc și cedează după 5 minute la debit maxim. Varianta 12/200 adaugă un port de sistem de 200 A, în ambele sensuri.

Cum oprește BMS-ul fiecare aparat

Un BMS Victron oprește aparatele prin comenzi: la smallBMS și VE.Bus BMS V2, curentul de putere nu trece prin BMS, iar fiecare aparat rămâne legat direct la baterie. Ieșirile lor stau la tensiunea bateriei și devin flotante la alarmă, fără să tragă la minus; un aparat care pornește când borna lui e trasă la minus cere cablul inverting remote on/off. Lynx Smart BMS dă comenzile prin contacte fără potențial și are în plus contactorul, care taie tot sistemul.

Cablul VE.Direct non inverting ocupă însă portul VE.Direct, deci regulatorul nu mai poate fi legat la GX.

Pentru consumatorii fără intrare remote, Victron preferă BatteryProtect, întrerupătorul electronic al consumatorilor de curent continuu, fiindcă are un consum propriu foarte mic: un Smart BatteryProtect în modul Li-ion taie imediat ce semnalul BMS-ului dispare. Pragurile și motivul pentru care invertorul nu se leagă pe ieșirea lui sunt în ghidul despre Smart BatteryProtect.

La punerea în funcțiune, manualul bateriei cere un test: scoți un cablu M8 de la BMS și verifici că se opresc toate încărcătoarele și toți consumatorii. Aparatul care merge mai departe nu e comandat de BMS.

Releele Cyrix-Li: când tai curentul pe cablul de forță

Un releu Cyrix-Li se pune pe cablul de putere doar unde aparatul nu poate fi oprit prin semnal. Poate sta închis doar cât intrarea lui de comandă primește tensiune de la BMS și se deschide când ea devine flotantă. Pragurile din tabel sunt pentru 12 V; la 24 V se dublează, iar la 48 V, unde există doar Load și Charge, se înmulțesc cu patru.

La 12 și 24 V, releele duc și rup 120 sau 230 A, după model. La 48 V, variantele de 24/48 V ale releelor Load și Charge rup doar 40 sau 80 A, iar Cyrix-Li-ct nu există pentru 48 V.

Pentru consumatori, fișa Cyrix-Li indică BatteryProtect ca alternativă cu consum foarte mic. Cyrix-Li-Charge e gândit pentru încărcătoarele fără intrare remote: se cuplează doar când încărcătorul dă tensiune.

Cyrix-Li-ct unește bateria de pornire cu cea LiFePO4 când una dintre ele trece de 13,4 V, de regulă cu motorul pornit, și se deschide când BMS-ul semnalează celule pline sau temperatură nepotrivită. Un releu nu limitează însă curentul alternatorului, iar manualul Lithium Smart recomandă un încărcător DC-DC sau un BMS cu port de alternator. Comparația e în ghidul despre releele Cyrix și izolatoarele cu diode.

Pre-alarma, rezerva și consumul BMS-ului: calculul

BMS-ul unei baterii Lithium Smart e ultima barieră, nu oprirea de zi cu zi: după ce taie consumatorii, în baterie rămâne o rezervă mică, pe care un consum de câțiva miliamperi o golește în câteva zile.

Pre-alarma pornește când cea mai slabă celulă coboară sub pragul din baterie, 3,10 V implicit, cu cel puțin 30 de secunde înainte de oprirea consumatorilor. Leag-o la un buzzer sau la un LED: la VE.Bus BMS V2, ea nu apare nici în GX, nici în portalul VRM.

Rezerva de după oprire. Manualele smallBMS și VE.Bus BMS V2 socotesc circa 1 Ah rămas la fiecare 100 Ah; manualul bateriei dă circa 3% la pragul implicit de 2,8 V, deci calculul cu 1 Ah e cel prudent:

Zile = rezervă (Ah) / (curent rezidual (A) x 24 h)

La 200 Ah, rezerva e de circa 2 Ah, iar 10 mA consumați rezidual scot 0,24 Ah pe zi: 2 / 0,24 = circa 8 zile. Un consum atât de mic vine ușor de la un sistem de alarmă sau din curentul invers al unui încărcător. Manualele recomandă deci oprirea mai devreme, după starea de încărcare, de exemplu prin releul unui monitor BMV pe borna remote a BMS-ului. La Lynx Smart BMS și la smallBMS NG o face pragul minim de descărcare; după manualul Lynx Smart BMS, 10% dintr-o baterie de 200 Ah acoperă autodescărcarea circa nouă luni.

Consumul BMS-ului însuși contează la rulota sau barca parcată. La 12 V, pe 14 zile:

Pornit, un Lynx Smart BMS de 500 A golește singur aproape trei sferturi din 100 Ah în două săptămâni. La depozitare îl treci pe OFF: manualul spune că Standby e pentru barca la cheu sau rulota parcată, nu pentru depozitarea de durată.

Checklist înainte de comandă

Cinci verificări, în ordinea în care decid lista de componente:

1. Familia bateriei și BMS-ul din aceeași familie; SuperPack nu cere BMS.

2. Invertorul: cu MultiPlus sau Quattro, VE.Bus BMS V2 sau Lynx Smart BMS cu GX; fără VE.Bus, smallBMS.

3. Calea de oprire a fiecărui aparat: intrare remote, DVCC, Smart BatteryProtect sau Cyrix-Li. SmartSolar până la 150/45 n-are bornă remote și cere cablul VE.Direct; verifici pe fișa modelului.

4. Cablurile M8: au 50 cm, deci măsori distanța până la BMS.

5. Montajul: loc uscat, în interior. smallBMS și VE.Bus BMS V2 sunt IP20, Lynx Smart BMS IP22 și fără protecție la polaritate inversă. Manualele bateriei și ale BMS-urilor cer personal calificat, deci cablurile de forță, siguranțele, releele și contactorul le lași pe mâna unui electrician.

Greșeli frecvente

Greșelile tipice: BMS din altă familie și aparate rămase necomandate.

• Baterie NG cu un BMS clasic, sau invers. Manualul NG acceptă doar BMS-uri de tip NG.

• smallBMS cu MultiPlus. Invertorul-încărcătorul rămâne necomandat.

• Un încărcător scăpat de sub comanda BMS-ului. Tocmai el urcă o celulă peste 3,75 V; testul cu un cablu M8 scos îl găsește.

• Bobina unui releu obișnuit pe Charge disconnect. Ieșirea nu e făcută pentru o sarcină inductivă, iar la smallBMS dă doar 10 mA.

• Cyrix-Li de 12/24 V pe un banc de 48 V. Îți trebuie varianta de 24/48 V, care rupe 40 sau 80 A.

• Lynx Smart BMS lăsat pornit la depozitare: circa 73 Ah consumați în două săptămâni.

Pe scurt

• Lithium Smart și Lithium NG cer un BMS extern din familia lor, pentru până la 20 și, respectiv, 50 de baterii; SuperPack are BMS integrat, dar se leagă doar în paralel.

• smallBMS fără invertor-încărcător VE.Bus, VE.Bus BMS V2 cu MultiPlus sau Quattro, Lynx Smart BMS pentru contactor, preîncărcare și monitor de baterie.

• BMS-ul oprește aparatele prin semnale (1 A și 10 mA la smallBMS), VE.Bus sau DVCC; ce nu are intrare remote trece printr-un Smart BatteryProtect sau un releu Cyrix-Li.

• Releele Cyrix-Li duc 120 sau 230 A la 12 și 24 V, dar rup doar 40 sau 80 A la 48 V.

• După oprirea la subtensiune rămâne doar circa 1 Ah la 100 Ah, după manualele BMS-urilor, deci sistemul se oprește mai devreme, după starea de încărcare.