JK BMS 三元锂与钛酸锂设置:安全的单体参数
JK BMS 用于三元锂(NMC)和钛酸锂(LTO)时,与 LiFePO4 的区别主要在电压上。NMC 和 NCA 锂离子电芯(标称 3.6 到 3.7 V)最高充到 4.2 V,充到 4.1 V 或更低时寿命最好。LTO 电芯(标称 2.3 到 2.4 V)最高充到 2.8 V,而且对低温和快充的耐受度远超其他任何锂电体系。
编辑器如何判断电芯类型
JK Preset Studio 会根据单体过压保护(Cell OVP)推测电芯类型,规则很简单:
- 单体过压保护 3.9 V 及以上:NMC。
- 单体过压保护低于 3.0 V:LTO。
- 介于两者之间(例如 3.65 V):LiFePO4。
这个推测只决定显示哪一套推荐范围,你也可以手动更改。
为什么 NMC 的上限电压很重要
锂离子电芯长期停留的电压越高,老化越快。充到 4.1 V 而不是 4.2 V,只损失一小部分容量,循环寿命却明显提升。Battery University 和 Sandia 的老化研究都指向这个结论。所以温和档 NMC 预设的单体过压保护停在 4.1 V,激进档使用 4.2 V。
LTO 为什么不一样
LTO 电芯在低温充电时不容易析锂,所以很多型号标称可以在 0 °C 以下充电,温度限制也比 NMC 宽得多。它们还能承受深度循环和大电流。请查看你的规格书,因为有些电芯的标称更保守。
NMC 与 LTO 的 JK BMS 单体设置
所有电压都是单体电压。三个档位就是编辑器里的预设,范围来自编辑器的推荐值。
NMC 数值
来源:Samsung 50E 和 LG M50LT 规格书、JK 说明书、Battery University 以及 Sandia。
| 参数 | 范围 | 激进 | 均衡 | 温和 |
|---|---|---|---|---|
| 单体过压保护 | 4.10 到 4.20 V | 4.20 V | 4.15 V | 4.10 V |
| 单体过压恢复 | 3.90 到 4.10 V | 4.05 V | 4.00 V | 3.90 V |
| 单体欠压保护 | 2.80 到 3.20 V | 2.80 V | 3.00 V | 3.20 V |
| 单体欠压恢复 | 3.10 到 3.40 V | 3.10 V | 3.20 V | 3.40 V |
| 均衡启动电压 | 3.90 到 4.00 V | 3.90 V | 3.90 V | 3.90 V |
| 均衡触发压差 | 0.005 到 0.015 V | 0.010 V | 0.010 V | 0.010 V |
| SOC-100% 电压 | 3.95 到 4.10 V | 4.10 V | 4.05 V | 3.95 V |
| SOC-0% 电压 | 2.90 到 3.30 V | 2.90 V | 3.10 V | 3.30 V |
| 请求充电电压(RCV) | 4.00 到 4.15 V | 4.15 V | 4.10 V | 4.00 V |
| 请求浮充电压(RFV) | 3.90 到 4.05 V | 4.05 V | 4.00 V | 3.90 V |
| 充电过温保护 | 40 到 45 °C | 45 °C | 43 °C | 40 °C |
| 充电低温保护 | 0 到 10 °C | 3 °C | 5 °C | 10 °C |
| 放电低温保护 | -20 到 -10 °C | -20 °C | -15 °C | -10 °C |
| 充电 / 放电倍率 | 未设定 | 0.7C / 1C | 0.5C / 0.7C | 0.3C / 0.5C |
LTO 数值
来源:银隆(Yinlong)和东芝 SCiB 资料、JK 说明书以及 DIY Solar Forum。部分 LTO 范围是社区估算值,请对照你的电芯规格书核实。
| 参数 | 范围 | 激进 | 均衡 | 温和 |
|---|---|---|---|---|
| 单体过压保护 | 2.60 到 2.80 V | 2.80 V | 2.70 V | 2.60 V |
| 单体过压恢复 | 2.35 到 2.65 V | 2.60 V | 2.50 V | 2.40 V |
| 单体欠压保护 | 1.70 到 1.90 V | 1.70 V | 1.80 V | 1.90 V |
| 单体欠压恢复 | 1.95 到 2.05 V | 1.95 V | 2.00 V | 2.05 V |
| 均衡启动电压 | 2.40 到 2.50 V | 2.45 V | 2.40 V | 2.40 V |
| 均衡触发压差 | 0.005 到 0.015 V | 0.010 V | 0.010 V | 0.010 V |
| SOC-100% 电压 | 2.45 到 2.65 V | 2.65 V | 2.55 V | 2.45 V |
| SOC-0% 电压 | 1.80 到 2.00 V | 1.80 V | 1.90 V | 2.00 V |
| 请求充电电压(RCV) | 2.50 到 2.70 V | 2.70 V | 2.60 V | 2.50 V |
| 请求浮充电压(RFV) | 2.40 到 2.60 V | 2.60 V | 2.50 V | 2.40 V |
| 充电过温保护 | 45 到 55 °C | 55 °C | 50 °C | 45 °C |
| 充电低温保护 | -30 到 -5 °C | -25 °C | -15 °C | -5 °C |
| 放电低温保护 | -40 到 -30 °C | -35 °C | -30 °C | -30 °C |
| 充电 / 放电倍率 | 未设定 | 3C / 3C | 2C / 2C | 1C / 1C |
NMC 与 LTO 的均衡
NMC 和 LTO 的电压曲线比 LiFePO4 陡,因此在很宽的范围内,电量的微小差异都会表现为明显的电压差。预设中 NMC 从 3.9 V 开始均衡,LTO 从 2.4 到 2.45 V 开始,触发压差为 0.010 V。均衡启动电压、触发压差和均衡电流如何配合,见 JK BMS 均衡设置。
电池组电压与电芯数量
把每个单体数值乘以电芯数量,就得到电池组数值。常见的 NMC 方案有 7S(满电 29.4 V)、13S(54.6 V)和 14S(58.8 V)。6S 的 LTO 电池组在每串 2.8 V 时达到 16.8 V。14S NMC 电池组按每串 4.2 V 计算,可能超过部分 48 V 设备的输入上限,所以要设好单体过压保护,让电池组电压处在充电器可接受的范围内,同时把电芯数量设成与你的电池组一致。
固件的顺序校验同样适用
无论哪种电芯,JK 固件都检查同样的顺序:单体过压恢复低于 SOC-100% 电压,SOC-100% 电压低于请求充电电压;单体欠压保护低于 SOC-0% 电压,SOC-0% 电压低于单体欠压恢复。数值相等也会被拒绝。上面的所有预设都满足这些顺序。如果你手动修改单个数值,请保持这个顺序,否则 BMS 会提示 "This parameter does not apply to the connected device. (Sending failure)"。解决方法见 JK BMS 发送失败。
常见错误与问题
能把 LiFePO4 的设置用在 NMC 电芯上吗?
不能。3.65 V 的单体过压保护会让 NMC 电芯远远充不满,而 2.5 V 的欠压保护低于很多 NMC 电芯的安全下限。可以对照 LiFePO4 设置看看差别。
JK BMS 用于 18650 怎么设置?
18650 和 21700 电芯通常是 NMC 或 NCA,所以请用 NMC 的表格。具体限值以规格书为准,最大充电电流根据倍率和电池组容量来设。
LTO 能在零下充电吗?
很多 LTO 电芯可以,但请在规格书中确认下限。千万不要把 LTO 的充电低温保护值照搬到 NMC 电芯上。
每个参数的说明都在参数手册里。打开预设页面可以一键选用 NMC 和 LTO 预设,然后连接你的 BMS 或打开你的 .jkcfg,在编辑器中应用这些预设,检查结果后写回。