Плата балансировки 18650 как подключить
Перейти к содержимому

Плата балансировки 18650 как подключить

  • автор:

Как самостотяельно подключить BMS плату — инструкция

Для долгой и безопасной работы литий-ионных аккумуляторов важно не допускать их глубокого разряда и избыточного заряда – не выходить за рамки диапазона 2,5–4,2 В. Контроль соблюдения этих условий возлагается на особую электронную систему – BMS плату. Она следит за рабочими характеристиками аккумуляторной батареи, не допускает возникновения опасных ситуаций, управляет процессом зарядки, распределяет нагрузку и продлевает срок службы АКБ.

В зависимости от функционала, БМС плата может обеспечивать защиту Li-ion батареи:

  • от избыточного и критически малого напряжения – отключает зарядник при достижении верхнего предела и не дает подключить потребляющее устройство, если батарея разряжена;
  • от токовых перегрузок и КЗ – при превышении допустимого тока отключает источник потребления энергии, разомкнув цепь;
  • от дисбаланса между «банками» в сборке – при помощи балансировочного шлейфа выравнивается их уровень заряда;
  • от перегрева – терморезистор отключает нагрузку, если температура АКБ превышает допустимое значение.

Подготовка АКБ к подключению BMS платы

Перед подключением БМС платы важно корректно собрать аккумуляторную батарею – соединить элементы питания в единый блок. Схема BMS их соединения зависит от заданных характеристик собираемой батареи. При параллельном соединении ячеек суммируется емкость, а при последовательном – наращивается напряжение АКБ.

Чаще всего используется параллельно-последовательное соединение: вначале «банки» соединяются параллельно, а затем полученные сборки – последовательно. Например, по схеме 9S4P последовательно соединяется 9 параллельных сборок, каждая из которых состоит из 4 аккумов. При последовательной сборке элементов между ними обязательно размещаются изолирующие прослойки, например, из стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. БМС плата воспринимает параллельно соединенные «банки» как 1 аккумулятор.

Схема подключения BMS контроллера

Платы защиты АКБ бывают разной конструкции, но большинство из них похожи. Чтобы подключить BMS плату для 18650 или других элементов питания в сборке, используют 2 основные набора проводов – тонкие (балансировочные) и толстые (силовые, предназначенные для подключения нагрузки и зарядного устройства). Обычно БМС плата имеет 3 толстых провода – В, Р и С.

Схема BMS фото

Проще подключить BMS (PCM) плату, к которой уже припаяны толстые провода. В противном случае нужно припаять их самостоятельно. Вначале нужно взять отрезок провода, припаять его к В-колодке на плате, а его свободный конец – подключить к контактам АКБ на отрицательном терминале 1-й группы элементов. В результате плата защиты будет подключена к минусовому полюсу АКБ.

Далее устанавливаются балансировочные провода. Если их число на 1 больше, чем количество последовательных ячеек, то все проводки соединяются с» +» терминалами параллельных групп аккумуляторов, за исключением первого – он соединяется с» -» полюсу первой параллельной группы. Если число балансировочных проводов равно количеству последовательных элементов, то каждый проводок подключается к» +» терминалу каждой группы аккумуляторов.

BMS Wiring Diagram

После проводов баланса подключается Р-провод. Он обеспечивает минусовое разрядное соединение – идет к контроллеру или другому устройству, к которому подключается питание. Далее подключается С-провод, обеспечивающий соединение с зарядным устройством, и устанавливается разъем ЗУ. Провода» +» заряда и разряда обычно подключаются напрямую к АКБ – к» +» выводу последней группы.

Как правильно подключить плату BMS

Рассмотрим схему подключения BMS платы симметричной конфигурации:

При подсоединении этой электронной системы важно соблюдать последовательность действий:

  1. Подсоединить балансировочный шлейф. Взять тонкий черный проводок, идущий от точки «В-» шлейфа. Подсоединить его к» -» клемме 1-го элемента сборки. Второй проводок шлейфа подсоединить к» +» клемме 1-го элемента. Далее последовательно подсоединить остальные тонкие проводки шлейфа балансировки к» +» клеммам каждого элемента.
  2. Проконтролировать последовательность подсоединения проводов.
  3. Измерить напряжение на клеммах разъема – поместить» -» мультиметра на черный проводок шлейфа балансировки, а» +»– на красный.
  4. Поместить разъем в гнездо БМС модуля.
  5. Подсоединить силовой провод «В-» к» -» клемме 1-го элемента. Черный силовой провод «Р-» – это «минус» АКБ, идущий на зарядник и потребляющее оборудование.
  6. Плюсовой полюс АКБ подсоединить к» +» клемме последней ячейки АКБ. Вывести на потребляющее устройство и ЗУ.
  7. Измерить напряжение АКБ на клеммах, проверить крайние полюса батареи, напряжение через БМС, провод «Р-» и крайний плюсовой полюс. При отличиях в напряжении отследить последовательность подсоединения.

После того, как БМС плату подключили, ее нужно протестировать.

Алгоритм тестирования BMS платы

Аккумуляторную батарею нужно полностью зарядить. По завершении зарядного процесса на каждом элементе питания необходимо отследить напряжение отсечки БМС по верхнему пределу. Плата управления и защиты должна отключать ЗУ в момент, когда хотя бы на одном аккумуляторе из сборки напряжение достигнет максимума, и через небольшой временной промежуток снова включать его. Это необходимо для выполнения балансировки ячеек и недопущения их перезаряда. В рамках тестирования нужно проверить все элементы АКБ до достижения их полной балансировки.

Дальнейшее тестирование работы БМС платы выполняется в процессе разряда АКБ. Ее нужно разрядить и проконтролировать напряжение отсечки по нижней границе. После тестирования готовая батарея с BMS платой помещается в прочный защитный корпус и может использоваться по назначению.

О том, как выбрать зарядное устройство для титаната лития, читайте здесь.

Как самостотяельно подключить BMS плату - инструкция

  • Статья обновлена: 06 июля 2020 г.
  • 06 июля 2020 г.
  • 16924 просмотра
  • 0 комментариев

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Поддержать проект на Patreon

Меня часто спрашивают о различных батареях аккумуляторов, при это вопросы касаются также как защиты, так и балансировки батареи. И вот под задачу переделки ИБП мне понадобилась батарея, плата защиты и балансир, но батарея еще в пути, плату защиты без батареи проверять смысла нет, а про балансир я сегодня расскажу.

На самом деле речь пойдет даже о двух балансирах, при этом один из них представлен даже в двух экземплярах.
Мелкие были заказаны для LiFePO4 батарей, одна для мощного ИБП, другая для мелкого. Обе платы были куплены у одного и того же продавца в два захода, но при этом у него есть два разных лота:
1. $3.59 + $1.31 доставка, купил с купоном на 11.11
2. $3.50 + $4.73 доставка. Этот лот кажется слишком дорогим из-за доставки, но у продавца доставка разных товаров не суммируется, а так как заказывал плату защиты, то балансир взял попутно.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Вторая плата куплена на таобао где-то полтора года назад, но все не находил времени протестировать её и вот решил совместить две платы в одном обзоре.

В качестве дополнительной информации расскажу то, о чем спрашивают чаще всего, что такое балансир, какие они бывают и чем отличаются.
Писать про то, зачем он нужен, думаю нет смысла, это понятно из названия, да и я уже как-то рассказывал.

Пассивная схема балансировки

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

И так, технически самый простой балансир — пассивный, его задача ограничить напряжение на тех элементах, которые заряжены больше других, работает он только при заряде, пропуская часть тока (или весь) через себя давая возможность зарядиться остальным ячейкам.
По понятным причинам такой балансир может работать только при заряде, а точнее, в конце заряда.

Понятно что ограничивать напряжение стабилитронами проблематично так как имеются свои технические проблемы, как минимум малый вариант выбора напряжений и разброс характеристик.
Можно заменить стабилитрон регулируемым, на базе TL431, но он маломощный, соответственно придется усилить его транзистором.

Такая схема обеспечивает очень высокую точность балансировки и может делать это за один цикл заряда, но есть как минимум две проблемы:
1. Из-за того что ток в цепи никогда не упадет, а просто будет идти либо через батарею, либо через балансир, то зарядное может отключаться только по таймеру.
2. А так как весь ток потом идет через балансир, то получаем огромное тепловыделение в конце заряда, что при больших аккумуляторных сборках вынуждает применять солидные системы охлаждения, понятно что речь встроить такой балансир в корпус батареи вообще не идет.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Пример балансира с параллельными стабилизаторами, рассчитанный на ток до 2А и сборки до 20S. В режиме максимальной мощности тепловыделение до 170Вт.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Но ведь хочется балансир встроить в саму батарею, а значит надо снижать тепловыделение, решается это установкой резисторов.
При достижении напряжения окончания заряда схема управления через резистор начинает шунтировать аккумулятор, пропуская часть тока через себя, в данном случае это резистор R1.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Подобные балансиры часто размещают сразу на платах защиты, найти их очень легко, обычно это несколько больших низкоомных резисторов размещенных рядом, при этом количество резисторов соответствует количеству подключаемых к плате аккумуляторов.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Фото 5S платы защиты, видны резисторы по 150Ом соединенные попарно, т.е. каждый балансир может нагружать током порядка 50-55мА.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Кроме того продаются отдельные платы, изготовленные под разное количество каналов, обычно это 4 или 8, если у вас сборка на 5-7 элементов то применяется плата на 8, лишние каналы просто не используются. У меня «в загашнике» как раз лежит несколько подобных плат.

Но даже это сильно не помогает, резисторы в конце заряда могут нагреваться до температур порядка 80 градусов, а при установке в корпус батареи температура может быть еще больше, а рядом литиевые аккумуляторы.

В общем из преимуществ имеем простоту и дешевизну, а из недостатков, малый ток балансировки, соответственно если разбег очень большой, то зарядное все равно «перетянет одеяло на себя». Чтобы этого не было, надо заряжать малыми токами, кроме того следует помнить, что балансир отбирает часть тока на себя и если у вас зарядное имеет отсечку по падению тока, то следует это учитывать.
Например ток заряда 1А, отсечка по падению до 50мА, при балансире на 60мА оно никогда не отключится, в этом случае выставляем отключение по току 50+60мА=110мА, тогда зарядное отключится по падению тока ниже 50мА именно черех аккумуляторы.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Активные балансиры

Чтобы обойти указанные выше проблемы придумали использовать схему с переносом энергии от одной ячейки к другой. Относительно простым является конденсаторный балансир, принцип предельно прост, сначала от аккумулятора с большим напряжением заряжаем конденсатор, а потом переключаем его на аккумулятор с меньшим напряжением.
В итоге заряженный аккумулятор постепенно отдает часть заряда менее заряженному, фактически таким образом элементы «виртуально» соединяются параллельно.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Задача схемы в конечном итоге уравнять потенциалы на клеммах ячеек. И здесь я отвечу на еще один частый вопрос, даже на два:
1. Такой балансир может перезарядить батарею? — Нет, он уравнивает потенциалы, также как при параллельном включении ячеек. Грубо говоря при двух элементах с напряжениями 3.5 и 3.7 вольта после балансировки будет 3.6 и 3.6.
2. Для разных аккумуляторов нужны разные балансиры? Нет, так как он просто уравнивает напряжение, то ему все равно какое оно там, главное чтобы сам контроллер мог работать. Потому обычно эти балансиры универсальны как для LTO, LiFePO4, так и для «обычных» Li-Ion.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

В случае предыдущей схемы аккумуляторы можно просто соединить параллельно, но если надо балансировать последовательно включенные ячейки, то схема просто дополняется еще одним переключателем, сама же суть остается прежней.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Несколько лет назад я публиковал обзор, где делал плату заряда батареи 2S и размещал на той же плате и активный балансир на базе чипа 7660.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

По сути данная микросхема не является балансиром, это просто формирователь отрицательного напряжения, но в данном случае можно использовать её и в таком, несколько нештатном применении.

Балансир маломощный, работает медленно, но у него есть преимущество, он работает всегда, сутками, месяцами.
Отчасти это является недостатком, так как схема постоянно потребляет энергию, хоть и не очень много, в моем случае это было не критично так как аккумуляторы имели индивидуальную защиту и переразряд им не грозит.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

В итоге таблица балансировки за двое суток выглядела следующим образом.

Закономерный вопрос, а как производить балансировку если элементов больше двух. До точно также, просто в этом случае ставится больше балансиров, при этом их количество всегда на один меньше чем количество ячеек.

Первый балансир выравнивает напряжение на ячейках 1 и 2
Второй на 2 и 3
Третий на 3 и 4
Четвертый на 4 и 5.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Как можно понять их схемы, в итоге как бы не были распределены напряжения между ячейками, балансиры все равно приведут их к чему-то среднему, больше всего сложностей будет если максимальная разница у элементов 1 и 5, но даже в этом случае напряжение уравняется.

Современные конденсаторные балансиры конечно куда как покруче, специальные контроллеры, переводящие схему в спящий режим, полимерные конденсаторы, токи балансировки до 5А. Но и цены внушают, балансир 8S запросто может стоит порядка 25 долларов, а уж о цене монстра показанного ниже я боюсь и думать.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Из преимуществ, работает всегда, обеспечивает большой ток балансировки, но есть недостаток — цена.

Вторая разновидность активного балансира — индуктивный. По сути то же самое что и емкостной, но перенос энергии реализован чуть по другому, в качестве промежуточного накопителя используется индуктивности.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Преимущества почти те же что у емкостного, но ток обычно меньше, порядка 1-1.5А, зато цена заметно ниже.

И конечно вопрос, так что же все таки лучше. На мой взгляд естественно активный.
Дело в том, что в случае применения активного балансира вы фактически получаете общую емкость батареи без учета разницы между элементами, а при пассивном даже после балансировки все равно будете иметь только ту, которую имеет самый слабый элемент. Правда есть оговорка, результат напрямую зависит от мощности балансира и тока разряда.

Упрощенно, возьмем сборку из трех элементов, 1, 2 и 3Ач соединенных последовательно.
В случае с пассивным вы получите 1Ач так как даже после уравнивания при разряде ячейка 1Ач разрядится первой и плата защиты отключит нагрузку.
При активном заряд постоянно будет забираться у более заряженного элемента и отдаваться самому слабому и в теории можно получить усредненную емкость, в данном примере 2Ач, но КПД балансира конечно уменьшит этот результат.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Как это выглядит на практике. Работаете вы инструментом, потом пауза, пока батарея «отдыхает» балансир перекачивает энергию в самый слабый элемент, работаете дальше.
Есть и недостатки, при большом потреблении (например ИБП) помогать будет слабо, кроме того батарея в таком варианте изнашивается больше так как фактически идут циклы заряд/разряд. Но здесь уже вам решать, чем проще пожертвовать.

Альтернативные схемы балансировки
1. Вариант с отключением заряженных ячеек и выводом из схемы, встречал упоминания, но видимо сложности реализации и малый смысл свели на нет эту идею, тем более через коммутационные цепи идут и рабочий ток.
2. Заряд каждой ячейки независимым зарядным, по сути результат как при работе с транзисторным пассивным балансиром, хороший КПД, но те же недостатки в плане меньшей емкости и необходимость наличия многоканального блока питания. Как пример — зарядное устройство ImaxRC B3 PRO.
3. Балансировка при помощи DC-DC с гальванической развязкой, аналог активного балансира, но более сложный технически, соответственно смысла не имеет. Еще такой балансир называется двухуровневым так как он часто работает в паре с пассивным балансиром.

Как вы наверное уже догадались, речь пойдет о индуктивном балансире, две платы для 2-4S сборок и одна до 10S.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Количество ячеек, на которое рассчитан балансир, это максимальное значение, подключить можно и меньше, работать будет одинаково, просто платы на больше каналов стоят дороже.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

В комплекте идут провода для подключения, к мелким платам двух цветов, общий черный, к ячейкам красные, у большой платы провода разноцветные, что немного удобнее.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Мелкие платы полностью идентичны, что неудивительно. Большая плата снизу матовая, даже немного непривычно, мелкие глянцевые.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

На мелкой плате видны три балансира, довольно габаритные дроссели, заявленный ток балансировки 1.2А, максимальное напряжение каналов ограничено на уровне 4.3 вольта при помощи мелких стабилитронов, соответственно лучше не превышать его.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Большая плата имеет тот же заявленный ток в 1.2А, но контроллеры имеют другой корпус, да и дроссели явно поменьше. Плата универсальная, до 11S, одно место пустует. Также на этой плате имеется девять светодиодов индицирующих процесс балансировки соответствующих пар ячеек.
Кроме всего прочего эта плата покрыта приличным слоем защитного лака.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Обе платы построены на базе специализированного контроллера ETA3000.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

В даташите есть типовая схема включения, там же указано что выпускается чип в двух вариантах корпуса, собственно это видно и на показанных платах. Первый тип, с квадратным чипом я и так знал, а на мелкой плате написано даже название контроллера.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

И в данном случае это действительно чип изначально задуманный для схем балансировки, который умеет определять разницу напряжений на элементах, переходить в спящий режим для снижения потребления и даже показывать что идет процесс балансировки.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Также есть пример подключения нескольких контроллеров для больших сборок, но суть та же, что я показывал выше, каждый контроллер обслуживает батареи попарно: 1-2, 2-3, 3-4 и т.д.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Ток балансировки можно задавать в диапазоне 0.1-2А, для чего есть таблица номиналов элементов.

Переходим к тестам.
Для проверки была взята сборка из четырех LiFePO4 ячеек с емкостью 5700мАч из этого обзора. Плата защиты с пассивным балансиром и чтобы не мешала, пришлось её отключить, естественно так делать нельзя, но все было под постоянным контролем.

Перед отключением платы сначала полностью зарядил батарею.
После этого отключил плату и отпаял провода от неё
Чтобы имитировать разбалансировку частично разрядил ячейки, а так как знал их емкость, то сделал просто, включил разряд током 5.5А с ограничением по времени, для первого аккумуляторы это было 38 минут, второй не разряжал, третий 19 минут и четвертый 57 минут. Соответственно получил ориентировочный процент заряда по ячейкам:
1. 35%
2. 100%
3. 70%
4. 5%

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Два последних фото время разряда и «скачанная» емкость.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Напряжение на ячейках с первой по четвертую, здесь и далее на фото порядок будет одинаков.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Балансир подключался родными проводами, хотя для более быстрой работы лучше их либо укоротить, либо заменить на провода с большим сечением.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Плата в процессе греется, но не сказал бы что сильно, ниже три термофото, примерно через 5-10 минут после запуска, потом через час и еще через час. Максимально было 47 градусов, при этом грелись компоненты отвечающие за ячейки 4-3 и 2-3, явно шла активная «перекачка» со второй ячейки (полностью заряженной) к третьей, а потом к четвертой (почти полностью разряженной).
Следить перестал в 4 ночи, в пол десятого утра плата была холодной.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Тест продолжался долго, хотя как потом выяснилось, это и не было особо нужно, да и по графику вы это также поймете.
Через 34 часа после начала теста напряжение на ячейках выглядело следующим образом.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Далее было два эксперимента, сначала подключил вторую мелкую плату, через час никаких изменений, отключил её и подключил уже большую.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Так как отпаивал провода, то попутно проверил собственный ток потребления платы, по минусовой шине было 1.77мкА с редкими пиками до 6мкА, так работает автоматика платы, по шине В4 ток был чуть больше, 2.14мкА, с такими же всплесками до 6мкА.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Погонял еще полтора часа, также никаких изменений. Вообще большую помощь здесь оказал мультиметр, позволяющий отслеживать изменения с разрешением до 0.1мВ.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Следующий тест, подключил конструкцию к зарядному устройству, но плату защиты оставил отключенной, для безопасности контролировал напряжение на втором элементе так как он был наименее разряжен.
Когда напряжение на аккумуляторе начало резко расти в конце заряда, то засветился первый светодиод на плате балансира, она начала «перекачивать» заряд в первую ячейку.
Через короткое время светилось уже три светодиода, энергия начала отбираться и на заряд остальных двух ячеек, третьей и четвертой. Обусловлено это тем, что у LiFePO4 очень ровная разрядная и зарядная кривые с резким спадом или падение в конце. Соответственно аккумулятор зарядился, напряжение стало резко расти, но на остальных оно отставало и плата начала «кормить» их.
На полный заряда второй ячейки ушло 1309мАч, напомню, в начале тесте он был полностью заряжен, соответственно это та емкость, которую плата «перекачала» остальным элементам. Но следует помнить, что средний процент заряда был еще ниже, часть энергии отбиралась и от третьего элемента с зарядом 70%.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Отключил заряд, некоторое время светились все три светодиода, через несколько минут погасло два, а еще через пару минут и последний выключился.

А теперь все в виде графика.
Красная стрелка, два часа после начала теста, интервалы по 30 мин.
Зеленая стрелка, 9 часов от начала теста, далее интервалы по часу, спустя семь часов интервалы делал по два часа.
Синяя стрелка, дополнительный заряд батареи до полного заряда второй ячейки и после этого еще 16 часов, сначала интервалы по пол часа, потом по часу-два и последний 6 часов.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Как можно видеть, долго следить смысла нет, буквально через несколько часов даже при большой разбалансировке напряжения «устаканиваются» и дальше изменения очень небольшие.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Примерно то же самое было показано в даташите, причем приведены два графика, в автономном режиме и во время заряда.
Указано что балансировка занимает 3 часа, но как вы понимаете, это зависит от тока балансира и емкости батареи.

Далее планировалось расширить эксперимент, для этого у меня лежала батарея от гироборда. Батарея собрана по схеме 10S2P и имеет емкость 4Ач. Но попала она ко мне порядком изношенной и тест, который я проводил примерно с год назад, показал емкость 2.2Ач, она и написана на батарее.
Подключил батарею к зарядному, но заряжалась она недолго и отключилась сама, сработала защита.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Идея эксперимента была такой:
1. Заряжаем батарею полностью
2. Разряжаем полностью, измеряем емкость
3. Опять полностью заряжаем.
4. Цепляем балансир, ждем несколько часов.
5. Ставим на заряд
6. Разряжаем и сравниваем емкость с п2.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Разрядилась батарея также довольно быстро, отдав при токе 4.4А всего 724мАч, ну да ладно, может так интереснее.
Зарядил опять до отключения платы защиты, ушло почти 800мАч.

Данная батарея была выбрана неспроста, во первых она 10S, что как раз подходит под балансир, во вторых у неё внутри есть плата защиты, а сами ячейки подключены через разъем. Правда есть нюанс, расположение контактов у батареи и балансира зеркальное, хотя размеры разъема одинаковые. Кстати товарищ который занимается подобными батареями сказал что так у них у всех, но у батарей для сигвея порядок контактов противоположный, т.е. как раз как у балансира.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Через меня прошло довольно много таких батарей и внутри они были примерно одинаковы.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Но видимо сегодня был не мой день, так как данная батарея имеет совершенно другую плату защиты, где разъем вообще не установлен, а выводы от ячеек припаяны к самой плате.

Ну ладно, подумал я и решил что так может даже и к лучшему, припаяю провода прямо к соединительной ленте от аккумуляторов. Но сначала надо было выяснить порядок подключения и куда паяться, а заодно измерить напряжения на аккумуляторах и здесь меня ждал второй облом, одна из веток оказалось в жестком КЗ. Я решил не отступать и попробовал «продавить» его большим зарядным током, хотя так категорически нельзя делать. Увы, даже при 18А токе ничего не изменилось, пара так и осталась закороченной.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Пришлось на этом эксперимент завершить, батарея у меня была одна.

Перед тем как перейти к выводам попробую немного пояснить, что я вообще получил при экспериментах и особенности применения данного типа балансиров.
Платы как и заявлено, обеспечивают разницу в пределах одной пары около 30мВ, но как всегда «есть один нюанс».
Дело в том, что одно дело разница в 30мВ для «обычных» литиевых аккумуляторов и совсем другое для LiFePO4. Ниже сравнительный график тестов двух типов батарей с одной емкостью и в одинаковых режимах.

Видно что у LiFePO4 он почти горизонтальный, потому для них 30мВ это большая разница в емкости, на вскидку легко около 10-20% в зависимости от участка кривой.
При этом у обычных литий-ионных напряжение падает почти линейно, соответственно эти же 30мВ дадут меньшую разницу в проценте заряда.

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен

Если говорить упрощенно, то балансир гораздо лучше будет работать с обычными батареями, а не с LiFePO4, потому как малая разница напряжений не всегда говорит о малой разнице в емкости для этого типа батарей, думаю то же самое относится и к LTO.

Вот теперь выводы.
Могу сказать, что для «обычных» литий-ионных аккумуляторов балансир подойдет отлично, это видно даже без тестов просто по алгоритму работы. Работает быстро, греется мало, также имеет очень небольшой ток потребления в режиме ожидания. Но с LiFePO4 все заметно хуже и обусловлено это не столько качеством работы, сколько особенностью самих аккумуляторов, правда и тест был очень «жестокий», в реальности такой разброс (5-100%) встречается крайне редко.
Скорее всего я еще продолжу тесты и уж точно буду еще проверять с LiFePO4, которые пока ко мне в пути.

Балансир также хорошо будет работать в паре с пассивным, который размещен на плате защиты. Кстати, ни разу пока не встречал плат защиты со встроенным активным балансиром.
Ну а теперь мне очень хочется поиграться с конденсаторным балансиром, цена только расстраивает, четырехканальная версия стоит около 15 долларов.

На этом у меня все, надеюсь что было полезно.

$3.59 + доставка

Эту страницу нашли, когда искали:
tzt 5s схемы , как балансировать аккумулятор на эл.велосипеде , eta3000 active balancer , активный балансир теория , балансиры для литий ионных аккумуляторов , для чего нужен балансир для li-ion аккумуляторов , аккумуляторный балансир модель ha12l инструкция по работе , как работает бмс 3с с балансиром для литий ионных аккумуляторов , схема защиты li po , модуль включеня выключения акб на lm385 своими руками , балансировочная плата для литиевых аккумуляторов 2s, 18650 ма , активный балансир принцип работы , ремонт балансиров акумуляторов , таблица заряда литий-ионного аккумулятора , как подсоединить активный балансир к аккумулятор литиевая , балансировка li-ion , сделать балансиры для заряда батарей литий-ионных , подключитьбалансир 8s , подключени 7ми ячеек к балансиру 8s , балансир лифепо , активный балансир 100balance , активный bms , балансировочная плата 1,2 а lifepo4 lipo , описание платы балансировки литевырх аккомуляторов , 4

Подключение Li-ion 18650 к bms модулю

Добрый вечер ув. радиолюбители и знатоки. Подскажите пожалуйста ответ на один вопрос. Может для опытных радиолюбителей это элементарно, но я хочу понять как это работает и что их этого получиться.
Условие задачи 🙂
Имеется машина на радиоуправление, с Коллекторным мотором RC540;
Напряжение питания: 6-8.4В;
Максимальная выходная мощность: 28Вт.
Родные аккумуляторы вышли из строя, необходимо переделать под Li-ion 18650.
Я хочу соединить 2 параллельно и 2 последовательно аккумулятора, чтобы получить напряжение 7,2 В и ток 6800 mAh. (как указано на фото). Аккумуляторы хочу купить высоко токовые.
Вопрос
1. Как правильно соединить их с балансиром (bms модулем) и какой нужен 3s?
2. правильно ли я понимаю, что на bms модуль является как балансиром, так и на него необходимо подавать напряжение для заряда аккумуляторов (не нужно докупать отдельные платы), только БП?
3. Какой БП необходим для такой конфигурации батарей (напряжение и ток)?
Заранее благодарен, за подробное объяснение.

18 апреля 2023
Поделиться:

Комментарии 43

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

А можно ли bms 3s приспособить на сборку из двух банок?

Балансировка параллельно соединенных элементов — малоэффективна. Тем более в таком применении. Нет смысла морочиться.

плохо, когда в гугле забанили=(

Печально, что вас забанили. Если вас что-то интересует, вы спросите, мы вам обязательно ответим, в порядке очереди.

1. 2S BMS
2. Зарядка 8.4В, 1-2А

BMS — это аварийная защита АКБ от запредельных режимов. От превышения тока разряда, от превышения тока заряда, защита от слишком высокого напряжения заряда, и защита от глубокого разряда. Задача BMS — не дать «убить» батарею, и не привести к её возгоранию в случае аварии (перегрузка, короткое замыкание, выход из строя зарядного устройства, не отключение нагрузки при низком напряжении и т.п.) .

В случае возникновения аварийной ситуации, BMS отключает батарею. Повторное включение проиводит только через переподключение батареи. Сделано так потому, что срабатывание BMS — рассматривается как «авария», и нужно разобраться сначала с причинами её возникновения а после подключать обратно батарею.

В состав BMS может входить балансир, а может не входить. Он может быть и отдельным устройством. Его задача выравнивать напряжения между банками в процессе заряда, не давая одним недозаряжаться, а другим перезаряжаться.

Обычно ошибочно считают что BMS может служить «зарядным устройством», т.е ограничивать ток заряда, ограничивать предельное напряжение заряда. Это не так! Эти задачи выполняет именно зарядное устройство. А BMS — это аварийная защита батареи. Параметры отключения батареи в BMS выбраны несколько выше предельных значений для этой батареи. Поддерживать параметры в пределах нормы — это задача зарядного устройства.

В вашем случае требуется BMS на 2S. Лучше сразу с балансиром. Либо BMS без балансира и отдельный балансир на 2S.

А для зарядки потребуется зарядное устройство, именно для 2S, т.е. которое будет ограничивать ток заряда и будет поддерживать в конце зарядки напряжение 8,4 В.

Как подключить плату BMS

Категории: Статьи Тарас Прокопенко

Наше время можно по праву назвать эрой Li-ion батарей, ведь сегодня редкий современный гаджет обходится без их использования. Они встречаются практически везде: от наручных часов и смартфонов до электромобилей и большой грузовой техники. Именно поэтому каждому из нас необходимо знать не только принципы и основы функционирования таких аккумуляторов, но и их слабые места. Это нужно, чтобы предупредить или вовремя предотвратить поломку столь важного элемента конструкции, а также, чтобы эксплуатировать устройство в “функционально комфортном” для него режиме.

Как подключить плату BMS

Что такое BMS плата и зачем она нужна?

Одним из основных и наиболее распространенных приспособлений для защиты АКБ является BMS плата. Данная аббревиатура расшифровывается как Battery Management System, по факту являясь системой управления батареей, которая предназначена для ее защиты, а также продления срока эксплуатации. Принцип работы этой “штуковины” основан на мультифакторной защите элемента питания. Создавая комфортный диапазон рабочих нагрузок и температуры, BMS плата защищает от:

  • критически малого или чрезмерно высокого напряжения, отключая питание при достижении верхнего порога и препятствуя расходу заряда при приближении к нижним значениям;
  • превышения допустимого тока или короткого замыкания (так называемая токовая защита);
  • перегрева, ведь наличествующие на плате терморезисторы немедленно блокируют подачу питания при достижении критических для устройства показателей температуры;
  • дисбаланса между элементами системы, выравнивая уровни заряда при помощи балансировочного шлейфа.

Подготовка “системы” к подключению БМС контроллера

Перед тем как подключать BMS плату, нужно правильно собрать АКБ, объединив отдельные элементы питания в единую корректно функционирующую систему. В зависимости от желаемых характеристик будущей батареи, а также от особенностей отдельных ее элементов, схема соединения их будет варьироваться. Например, для суммации емкости разумным решением будет соединить ячейки параллельно. Для увеличения же напряжения, напротив — нужно подключать их последовательно. На практике же обычно используется параллельно-последовательное соединение, когда несколько “банок” соединяют между собой параллельно, а затем полученные блоки замыкают последовательно, достигая необходимых величин напряжения. Помните, что не стоит забывать об изоляции, размещая соответствующий слой между элементами при их последовательной сборке.
Отличным примером является популярная схема 9S4P, которая состоит из девяти последовательно соединенных блоков, каждый из которых имеет внутри по 4 батареи.

Схема подключения балансировочной платы

Для подсоединения BMS платы к АКБ обычно используют два основных типа проводов: тонкие и толстые. Тонкие — балансировочные провода, они предназначены для перераспределения нагрузки внутри системы. Толстые же провода являются “силовыми”, они нужны для подключения непосредственно зарядного устройства и обычно обозначаются буквами B, C и P.
Зачастую производители кладут толстые провода в комплекте, не соединив их с платой. В таком случае необходимо будет припаять их самому. Для этого нужно один конец толстого провода припаять к B-колодке BMS, а другой конец подключить непосредственно к АКБ. Эта нехитрая манипуляция позволит присоединить балансировочную плату к полю минус (-) на батарее.
После этого следует перейти к подключению тонких балансировочных проводов. В случае, если их на один больше, чем последовательных ячеек, первый провод необходимо соединить с минусом (-) первой параллельной системы. Далее необходимо поочередно соединить концы следующих тонких проводов с плюсовыми (+) терминалами параллельных групп АКБ. В случае же, когда число тонких проводов соответствует количеству последовательных звеньев цепи, то все балансировочные провода необходимо соединять с “плюсами” батарей.
Далее необходимо подключить оставшиеся толстые провода. Обеспечивающий минусовое разрядное соединение провод Р обычно ведет к контроллеру или какому-либо другому устройству, которое подключено к питанию. Ошибиться в этом месте довольно сложно. И в конце необходимо подключить последний толстый провод С, который отвечает за коннект с зарядкой, а также провода (+) заряда и разряда прямо к (+) терминалу замыкающей группы батарей.

Как подключить плату BMS

Этапы подключения BMS контроллера

Чтобы правильно подсоединить плату симметричной конфигурации к АКБ, необходимо соблюдать четкую последовательность действий. Такая этапность позволит соединить все необходимые части и быть уверенным в корректной работе будущей системы.

  1. Первым делом необходимо подключить балансировочный шлейф. Для этого необходимо соединить черный провод, исходящий из точки “В-” шлейфа с минус (-) клеммой первого элемента сборки. После этого нужно соединить оставшиеся балансировочные провода, исходящие из шлейфа, с плюсовыми (+) концами каждого из оставшихся элементов.
  2. После этого необходимо совершить контроль последовательности присоединения проводов.
  3. Следующим шагом необходимо узнать напряжение на клеммах разъема, измерив его при помощи мультиметра. Для этого нужно просто настроить прибор на соответствующий режим и поместить минусовой щуп прибора на черный балансировочный провод, а плюсовой — на красный.
  4. Далее нужно поместить разъем в гнездо BMS модуля.
  5. После этого необходимо соединить балансировочный провод “В-” с минусовой (-) клеммой первого элемента системы. Обратите внимание, что силовой провод “Р-” в данном случае является минусом (-) АКБ и идет на зарядку или потребляющее оборудование.
  6. 6. Потом нужно разобраться с плюсовым (+) полюсом батареи. Его необходимо соединить с одноименно заряженной клеммой последней ячейки системы. Вывести на потребляющее устройство и ЗУ.
  7. 7. И в конце нужно произвести необходимые измерения, проверив напряжение на клеммах, напряжение через BMS, провод «Р-» и крайний плюсовой полюс. В случае, если напряжение будет отличаться, необходимо проверить последовательность соединения.

Вот и все, на этом подключение балансировочной платы можно считать оконченным и переходить к ее тестированию.

Как протестировать подключенную BMS плату

Первым делом систему нужно подключить к питанию и полностью зарядить аккум. После того, как это будет выполнено, необходимо измерить напряжение отсечки БМС по верхнему пределу на каждом элементе питания. Балансировочная плата должна отключать зарядное устройство сразу же, как только хотя бы на одной батарее из системы напряжение приблизится к верхним пороговым значениям. Спустя некоторое время плата должна снова включить зарядку обратно. В этот промежуток будет происходить балансировка заряда между ячейками АКБ с целью предупреждения их перезарядки. В процессе данной проверки необходимо протестировать все “банки”, добившись полной балансировки заряда для каждой из них.
Следующий этап тестирования системы производится в условиях разрядки аккумуляторного блока. Необходимо разрядить батарею и проверить напряжение отсечки по нижней границе. Если этот этап тестирования успешно завершен, то готовую систему снабжают прочным защитным корпусом, помещая ее внутрь, и продолжают использовать устройство по назначению.

Как подключить плату BMS

Где купить защитный BMS модуль в Украине?

Разумеется в “GSM-Комплект”! Широкий ассортимент нашего интернет-магазина позволит вам с легкостью найти необходимую бмс плату с никелевыми пластинами или без в зависимости от ваших потребностей. А быстрая доставка по Украине позволит вам получить желаемый товар в кратчайшие сроки. Поэтому, если вам нужно купить защитный модуль для вашего аккумулятора в Украине — Вы уже оказались там, где нужно! Просто выбирайте необходимый товар, оформляйте заказ и ожидайте прибытия посылки уже в ближайшие дни.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *