Proteção contra sobrecorrente do JK BMS: guia de OCP e SCP
A proteção contra sobrecorrente do JK BMS consiste em dois limites de corrente, cada um com um atraso e um tempo de recuperação, além de uma proteção contra curto-circuito (SCP) separada. Defina a corrente máxima de carga (Max charge current) e a corrente máxima de descarga (Max discharge current) para o que suas células, cabos e fusível aguentam continuamente, e sempre abaixo da especificação do BMS. Deixe os campos de SCP no valor de fábrica, a menos que você conheça o seu firmware.
Como as proteções funcionam
O BMS mede a corrente do pack o tempo todo. Quando a corrente fica acima de um limite por mais tempo que o atraso correspondente, o BMS abre os MOSFETs de carga ou de descarga. Ele os mantém abertos durante o tempo de recuperação e depois os fecha de novo.
Há três camadas:
- OCP de carga. Corrente máxima de carga, atraso do OCP de carga, tempo de recuperação do OCP de carga.
- OCP de descarga. Corrente máxima de descarga, atraso do OCP de descarga, tempo de recuperação do OCP de descarga.
- Proteção contra curto-circuito. Atraso da proteção contra curto-circuito e tempo de recuperação do curto-circuito. Esta reage em microssegundos, muito mais rápido que o OCP.
O OCP é para sobrecarga. O SCP é para um curto franco.
Tabela da proteção contra sobrecorrente do JK BMS
| Parâmetro (como no app e no editor) | Unidade | Faixa típica | Observação |
|---|---|---|---|
| Max charge current | A | 0.3C a 1C da capacidade do pack | Nunca acima da especificação do BMS. O limite do campo no arquivo é 400 A. |
| Charge OCP delay | s | 2 a 5 | Valores maiores toleram picos curtos do carregador. |
| Charge OCP recovery time | s | 30 a 120 | 60 s é um valor típico. |
| Max discharge current | A | 0.5C a 1C da capacidade do pack | Limitada pelas células, barramentos, fusível e cabos. O limite do campo é 600 A. |
| Discharge OCP delay | s | 10 a 300 | 300 s é o valor típico do editor. Valores maiores aguentam os picos do inversor. |
| Discharge OCP recovery time | s | 60 a 120 | 60 a 70 s é o típico. |
| Short circuit protection delay | µs | sem faixa recomendada | Depende do firmware, veja abaixo. |
| Short circuit recovery time | s | sem faixa recomendada | Depende do firmware, veja abaixo. |
Essas faixas vêm da tabela de recomendações do editor, montada a partir do manual da JK, Gobel Power, Clever Solar e relatos de fóruns. São faixas, não um único valor correto.
Dimensionando os limites de corrente
O JK Preset Studio calcula os limites de corrente a partir do C-rate da célula e da capacidade do pack. Para LiFePO4, os três níveis de desgaste da página de presets usam estes C-rates de carga e descarga:
- Suave: 0.3C de carga, 0.5C de descarga.
- Equilibrado: 0.5C de carga, 0.7C de descarga.
- Intenso: 1C de carga, 1C de descarga.
O resultado é o C-rate vezes a capacidade em Ah, arredondado para ampères inteiros, nunca abaixo de 1 A. Depois o editor o limita pela especificação do BMS. A especificação é lida do nome do modelo: os dígitos antes de um P final são multiplicados por 10. Uma JK-PB2A16S20P dá 200 A, um modelo terminado em 15P dá 150 A. Se o modelo não tem esse sufixo, a especificação é desconhecida e nenhum limite é aplicado.
Exemplo: um pack de 280Ah no nível equilibrado dá 140 A de carga e 196 A de descarga. Numa placa 20P, os dois ficam abaixo de 200 A. Um preset intenso de 1C num pack de 314Ah pediria 314 A, então uma placa 20P o limita a 200 A.
Dimensionando o OCP para um inversor
Separe a corrente contínua da corrente de pico. A corrente máxima de descarga é o limite contínuo. Inversores e motores puxam um pico curto na partida, muitas vezes duas a três vezes a carga nominal.
- Pegue a potência contínua do inversor e divida pela tensão da bateria. Some 10 a 20 por cento para perdas de eficiência e operação em tensão baixa.
- Defina a corrente máxima de descarga acima desse valor, mas abaixo da parte mais fraca do sistema.
- Use o atraso do OCP de descarga para aguentar os picos. Um atraso maior deixa passar um pico de partida. O padrão de 300 s é generoso. 10 s dá uma proteção mais rápida para sistemas pequenos.
A corrente de inrush nos capacitores do inversor pode desarmar o SCP em vez do OCP. Há quem aumente o atraso do SCP, mas pré-carregar o inversor é a solução melhor.
Coordenação entre cabos e fusível
O limite do BMS deve ser o menor ajuste da cadeia. Os cabos precisam conduzir continuamente mais que o limite do BMS, e o fusível deve ter especificação acima do limite do BMS, mas abaixo da capacidade de corrente do cabo. Assim o BMS desarma primeiro nas sobrecargas, e o fusível só atua quando o BMS falha ou quando um curto é mais rápido que ele. A especificação das células também importa: a corrente máxima de carga deve respeitar a especificação da célula, por exemplo 0.5C para células EVE LFP.
O que acontece num desarme
Se a sobrecarga continuar depois do tempo de recuperação, o BMS desarma de novo.
Num OCP de carga ou num curto-circuito, o módulo PCL (limitador de corrente em paralelo) pode limitar a corrente a cerca de 10 A em vez de cortá-la. Mantenha o PCL ativado ao ligar packs em paralelo. Com Disable PCL ativado, o BMS corta a carga e tenta de novo após cerca de 60 s.
Atraso do SCP e firmware
Não copie valores de SCP entre arquivos. O firmware V19 e mais recentes grava um número pequeno aqui, 5 por padrão, e rejeita na importação qualquer valor acima de 50. Arquivos mais antigos do V15 têm valores como 1500 µs. Importar um arquivo assim num dispositivo V19 falha com "This parameter does not apply to the connected device. (Sending failure)". Isso foi verificado numa JK-PB2A16S20P com firmware 19.26. Veja o que fazer com o Sending failure.
Por isso o editor não tem faixa recomendada para o atraso e a recuperação do SCP. O mesmo dispositivo também rejeitou 60 s como tempo de recuperação. Altere o SCP no app JK, no próprio dispositivo, ou deixe o valor de fábrica. O editor marca como erro um atraso do SCP acima de 50 no V19.
Os desarmes por sobrecorrente e curto-circuito, e as correntes de pico ao redor deles, aparecem no Detail Log. Abra-o na página de análise de logs e anexe o seu .jkcfg: a página sinaliza picos a menos de 10% dos seus limites. O guia do Detail Log do JK BMS explica a análise e o que significa cada mensagem do log decifra o texto das mensagens.
Perguntas frequentes
Qual é um bom limite de corrente de carga no JK BMS?
Fique na especificação da célula e do BMS ou abaixo delas. Para LiFePO4, 0.3C a 0.5C é suave e comum. Um pack de 280Ah a 0.5C dá 140 A.
O atraso do OCP deve ser longo ou curto?
Atrasos curtos protegem melhor. Atrasos longos toleram picos. Use 2 a 5 s na carga, e um atraso maior na descarga só se o seu inversor ou motor tiver pico de partida.
Posso alterar o atraso do SCP no arquivo?
Só se você souber que o firmware grava esse valor do jeito que você espera. No V19, o valor precisa ser 50 ou menos. Caso contrário, altere-o no app JK. Para o básico sobre o arquivo, veja exportar e importar configurações do JK BMS.
Conecte seu BMS ou abra o seu .jkcfg no editor para conferir essas correntes com a especificação do seu modelo antes de gravar qualquer coisa, ou comece de um nível pronto na página de presets.
Guias relacionados
- Parâmetros do JK BMS explicados: cada configuração por grupoParâmetros do JK BMS explicados num glossário: cell OVP, OVPR, UVP, UVPR, balanceamento, SOC, RCV e RFV, limites de corrente e temperatura, com faixas LFP.
- Como exportar e ler o Detail Log do JK-BMSO que o Detail Log do JK-BMS contém, como exportá-lo pelo app, como ler seus eventos e o que a página de análise mostra sobre desarmes e falhas.
- Mensagens do log do JK BMS: Boot, Time calibration, proteçõesO que significa cada mensagem do log do JK BMS: Boot, Time calibration, APP open charge, desarmes e liberações, Discharge On Failed e Unknown Log Code [0].