3S，6A锂离子电池管理和保护模块（BMS）的拆卸，包括示意图、零件清单和工作

在本文中，我们将了解3S 6A锂电池管理系统（BMS）的功能和工作原理，并检查该模块的组件和电路。此外，我们已经完成了模块的完全反向工程，从PCB上移除了所有组件，并用万用表测量了所有PCB迹线。为了测试BMS和电路，我们制作了一个电池组，并将用它对电池组进行充电和放电。

基于JW3313S的3S 6A BMS模块提供的保护功能

BMS是任何电池组的重要部件，不仅因为它可以保护电池免受过充电和过放电的影响，而且还可以通过保护电池组免受任何潜在危险的影响来延长电池的使用寿命。为此，我们使用了一个3S，6A电池组，其中包含一个JW3313S电池保护IC。电池管理系统中可用的保护功能如下所示。

• 过充电检测
• 过放电检测
• 短路检测电压

过度充电条件：

当锂电池充电超过安全充电电压时，电池会极度发热，其健康状况会受到影响，寿命周期和载流能力会降低。为了保护电池免受这些类型的条件的影响，一个好的电池管理系统必须内置过电压，对于JW3313S IC来说，这也不例外。在我们的测试中，电池组的充电几乎在12.75V时中断，这意味着每个电池的充电电压为4.25V。

过度放电条件：

过放电保护也是如此。当电池电压低于某个阈值时，锂电池会受到影响，电池的寿命会缩短。为了防止这种情况发生，每个BMS都应该有过放电保护，这个IC也不例外。在我们的测试中，每个电池的电池电压低至2.7V，然后保护功能启动并切断输出。

短路条件：

BMS中的过电流保护对于保护电池免受高电流负载或短路条件的影响是必要的。当发生短路情况时，电流消耗远高于电池组的最大额定电流。这种情况会影响细胞的健康，甚至会对细胞造成损害，导致火灾。这也是芯片内置过电流和短路保护的原因。

注：请注意，除了所有的保护功能外，JW3313S还具有滞后特性。当过充电保护启动时，电池断开并停止对电池充电。这导致电池电压略低于截止电压。现在，电池将再次开始充电，并且这个过程将无限地继续。添加一些滞后将防止这种情况发生。

3S 6A BMS模块中使用的组件

在我们看示意图之前，这里是构建3S 6A BMS模块所需的组件列表。该板的主要控制IC是JW3313S保护IC，这是一种由中国制造商joulwatt设计和开发的8引脚IC。在板上，我们有两个FL3095K MOSFET和一个0.005R电阻器。除此之外，我们还有一些电阻器和电容器，如下图所示。构建此模块所需的组件列表如下所示。

• JW3313S低功耗电池保护IC-2
• FL3095K Mosfets-2型
• 1N4148-1个
• 0.1uF电容器-5
• 0.15uF电容器-1
• 1K电阻器-4
• 10K电阻器-3
• 2M电阻器-1
• 1uF电容器-1

3S 6A BMS模块电路图

该BMS的原理图是使用Eagle PCB设计软件设计的。从下图中可以看出，理解3S 6A BMS电路的完整电路图并不难。

正如你所看到的，我们有JW3313S芯片，可以控制设备的所有操作。如果您仔细观察模块，您将看到P+和B+的独立连接端子。在板上，P+代表正电源输入和输出，B+代表电池组正输入。在PCB中，这两个端子相互连接，因此我们将连接命名为P+B+。接下来，我们有IC的CO和DO引脚，它们是IC的引脚8和7。，其控制两个MOSFET。当出现过度充电情况时，CO会变高。当发生过放电情况时，DO会变高。接下来是IC的引脚6，该引脚在示意图中标记为VM，通过该引脚，IC设置设备的过电流保护。这种IC的设计是为了使用Mosfet的内阻来检测电流，但在这种情况下，正如你所看到的，制造商使用了单独的分流器，因为他们使用的是具有高内阻的Mosfet。该设备的引脚1是向IC供电的电源引脚，引脚2、3和4是BMS模块的单独感测引脚，引脚5是模块的接地引脚。除此之外，还有一对电阻器和电容器用于滤波和限流。

BMS与电池组的连接-Fritzing示意图

BMS模块有4个端子，这些端子将连接到蓄电池组的四个不同点。通过这种方式，BMS模块可以分别监测三个单独的电池，并保护它们免受过度充电或过度放电的影响。BMS的示意图如下所示。

BMS的作用就像三个单独电池的三个单独保护模块，但它是一个集成电路，将所有功能集成在一起，使BMS能够提供高达6安培的重复电流。

测试3S6A BMS模块是否存在过电压、欠电压和短路

让我们测试BMS，看看BMS模块是否如数据表中所宣传的那样工作。我们使用的是3S 6A BMS模块，该模块使用JW3313S电池保护IC，该IC由中国制造商Joultech设计和开发。你可以退房焦耳瓦特有关IC的更多信息，请访问网站。

过电压保护试验：

我们通过将电池组排列在3S配置中开始测试，并在600mA的恒定电流下开始充电过程。

根据数据表，当电池组电压达到13.125V（即4.375V/Cell）时，充电过程本应停止，但令我们惊讶的是，电池被过度充电并开始加热，然后我们停止了充电。我们不知道这是否是我们特定BMS板的问题。我们用一个新模块重复了测试，但结果完全相同。您可以在上面的gif中看到测试过程。

欠电压保护试验：

当电池组充满电（在我们的情况下是过充电）时，我们开始了欠压保护测试。

正如您在上面的欠电压测试图像中所看到的，我们已经从电池支架中取出了一个电池，并用我们的稳压电源（RPS）进行了更换。现在我们正在降低电压，正如你从上面的gif中看到的那样，BMS将负载切断到2.8V以下，这意味着有两个保护系统同时工作。首先，BMS监测电池组电压，其次，BMS监测单个电池的电压。如果任何一个电池损坏，BMS将切断电源。

短路保护测试：

当完成过电压和欠电压保护测试时，我们需要检查BMS是否能够保护电池组免受短路和过载情况的影响。

为此，我们将万用表与BMS模块的输出相连，正如你所看到的，当我们用万用表探针将模块的输出短路时，电压变为零，你看不到任何着火的东西。这表明短路安全机制工作正常。

结论

3S 6A BMS模块是一种经济高效的模块，可保护LI-PO或LI-ION细胞免受损伤。6A的功率容量使该设备非常通用，因为该设备不仅可以用于三个串联电池组，还可以用于制造三个串联和两个并联电池组，这对许多项目都很有用。