Плата BMS 3S, схема подключения

Такие АКБ имеют номинальное напряжение около 11 В и, в частности, применяются в портативных шуруповертах и медтехнике (дефибрилляторах, аспираторах, аппаратах ИВЛ и ЭКГ). БМС плата контролирует рабочие параметры и обеспечивает защиту АКБ от всевозможных рисков, поэтому ее обязательно устанавливают на каждую литий-ионную батарею.

Выбор BMS платы 3S

Кроме количества последовательных соединений (3S), при выборе БМС контроллера необходимо учесть:

1. Пороги напряжения – для Li-ion аккумуляторов они обычно составляют 2,7 и 4,2 В, а для моделей LiFePO4 – 2 и 3,6 В. Это минимальное и максимальное значения рабочего диапазона, при достижении которых плата будет отключать батарею, соответственно, от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства при полном заряде.
2. Долговременный ток нагрузки – его значение зависит от типа химии используемых в сборке ячеек и допустимого тока разряда для конкретной батареи.
3. Максимальная токовая нагрузка (ток срабатывания защиты).
4. Долговременный ток зарядки.
5. Дополнительные функции – например, наличие в комплекте шлейфа с балансировочными проводами для выравнивания напряжения на ячейках. Если вы намерены использовать отдельный балансир, шлейф не понадобится. В остальных случаях он нужен.
6. Размеры электронного модуля.

Подключение BMS платы

Перед подключением BMS платы нужно собрать литиевую аккумуляторную батарею из абсолютно одинаковых ячеек. Они должны быть идентичными по всем параметрам: типу химии, типоразмеру, емкости, внутреннему сопротивлению. Это поможет избежать разбаланса и других проблем при дальнейшей эксплуатации АКБ. Перед установкой аккумуляторы нужно сбалансировать, т.е. выровнять их вольтаж. Для этого можно замкнуть все минусовые контакты ячеек между собой и аналогично замкнуть друг с другом все плюсовые контакты.

Точная схема подключения BMS платы 3S приводится производителем в инструкции по эксплуатации. Но, несмотря на некоторые различия в конструкции и функционале, все контроллеры защиты АКБ схожи друг с другом и подключаются по общему алгоритму. Для этого нужны 2 типа проводов: тонкие для балансировки элементов и толстые силовые провода для соединения электронного модуля с зарядным устройством и нагрузкой – устройством, потребляющим энергию от батареи. Причем силовые провода по сечению должны соответствовать токам нагрузки. Например, модель 14AWG в силиконовой изоляции допускает токи до 55,6 А.

Схема и алгоритм подключения

Сама BMS/PCM плата защиты батареи имеет 3 силовых провода – с обозначениями на схеме В, Р и S. Проще установить защитный контроллер, если эти провода уже припаяны. Иначе придется выполнить подготовительную работу – припаять силовые провода. Это несложно, но нужно быть внимательным.

Присоединение силовых и балансировочных проводов

Последовательность действий такова:

1. Вначале припаяйте один конец провода к В-колодке, а второй конец присоедините к минусовой площадке 1-го элемента АКБ (или первой параллели). Так вы подключите электронный модуль к минусовому полюсу батареи.
2. На следующем этапе нужно присоединить балансировочные проводки. Обычно для схемы 3S их 4. Если это так, присоедините 1 тонкий проводок, следующий от точки «В-», к минусовой площадке 1-й ячейки или параллели, а остальные – к положительным площадкам элементов или параллелей. Т.е. 2-й проводок шлейфа – к плюсу 1-го элемента, 3-й – к плюсу 2-го элемента и 4-й – к плюсу 3-го элемента. Подключать ячейки нужно строго последовательно: сначала 0 В, потом 4,2, 8,4 и 12,6 В (вольтаж по верхней границе рабочего диапазона). При монтаже важно избегать короткого замыкания элементов.
3. Если же балансировочный шлейф выбранной вами платы содержит 3 проводка, присоедините каждый из них к положительной площадке соответствующей ячейки или параллельной линии элементов.
4. Убедитесь, что все проводки балансировочного шлейфа размещены последовательно, и измерьте напряжение. Для этого приложите отрицательный щуп мультиметра к черному проводку шлейфа баланса, а положительный щуп прибора – к красному проводку.
5. После этого займитесь проводом «Р-», который обеспечивает отрицательное соединение с нагрузкой. Обычно он идет к контроллеру управления, и туда же впоследствии подключается питаемое оборудование.
6. Последним подключите S-провод, связывающий электронный модуль с зарядным устройством.
7. Плюсовые провода соедините непосредственно с батареей – подведите к плюсовой площадке ее последней ячейки или параллели. Затем выводите провода к потребляющему устройству и заряднику.

Проверка и тестирование работы

Чтобы убедиться, что схема подключения платы BMS 3S реализована правильно, нужно измерить напряжение на клеммах батареи. Значения, измеренные на полюсах АКБ, должны быть такими же, как напряжение, замеренное через БМС плату, провод «Р-» и крайнюю плюсовую площадку. Если они различны, нужно проверить последовательность соединения.

Для дальнейшего тестирования BMS контроллера зарядите батарею до 100% и замерьте напряжение отсечки на каждой «банке» по верхней границе. После этого разрядите АКБ и отследите напряжение отсечки по нижней границе напряжения. Эти значения должны соответствовать рабочему диапазону напряжений.

Возможные корректировки схемы

Иногда, чтобы схема работала более эффективно, ее нужно подкорректировать. Например, при больших стартовых нагрузках из-за резкого падения напряжения на ячейках может срабатывать защита. Если это происходит, значит, при сборке АКБ использовались некачественные или просто неподходящие аккумуляторы, не рассчитанные на высокие токовые нагрузки. Разумеется, плата не виновата в том, что используемые элементы питания не являются высокотоковыми. Она просто честно выполняет свои задачи.

Иногда пользователи пытаются обойти такую защиту, например, припаивают дополнительный конденсатор – керамический, на 4,7мкФ. Он дает двигателю больше времени, чтобы раскрутиться при старте: после такой модернизации схемы защита срабатывает не мгновенно, а через 0,3 секунды. Это работает, но лучше изначально собирать АКБ из подходящих элементов питания, рассчитанных на эксплуатационные нагрузки.

Кроме того, в электронном модуле БМС платы часто предусмотрено, но не реализовано множество дополнительных функций. При заказе литиевой батареи в интернет-магазине VoltBikes.ru вы можете указать, какие опции BMS контроллера вам нужны, и мы расширим функционал выбранного вами электронного модуля под конкретные задачи. Это одно из преимуществ изготовления литиевых АКБ на заказ.

Дополнительную информацию о том, как правильно подключать БМС плату, смотрите в нашей предыдущей статье.