Как проверить bms плату

Как проверить работоспособность BMS платы?

Проверка BMS платы управления и защиты – обязательное условие, без выполнения которого нельзя гарантировать безопасную и эффективную работу Li-ion батареи. Именно БМС модуль контролирует рабочее напряжение ячеек, не допускает их критического разряда и лишнего заряда, токовых перегрузок и перегрева.

Если хотя бы один из контролируемых параметров выходит за допустимые границы, BMS контроллер отключает аккумуляторную батарею от потребителя энергии или зарядного устройства. В результате:

• предотвращаются риски и проблемы при использовании АКБ;
• поддерживаются оптимальные технические характеристики;
• продлевается срок ее службы.

Нередко БМС схема дополняется узлом балансировки, который выравнивает уровни заряда на всех аккумуляторах сборки.

Приборы для проверки BMS плат

На заводах и в специализированных мастерских проверка БМС плат электросамокатов, е-байков, портативных шуруповертов и любых других устройств выполняется с помощью испытательных стендов, профессиональных тестеров и блоков питания. Но можно ограничиться и минимальным набором приборов – мультиметром (или отдельно амперметром и вольтметром) и регулируемым блоком питания.

Артикул: 1394

Артикул: 1819

Артикул: 3321

Как проверить БМС плату?

Работоспособность BMS платы проверяется по каждой ее функции в отдельности:

Функция

В чем она заключается?

Как проверить, выполняется ли она?

Защита от перезаряда

Когда напряжение на аккумуляторной батарее достигает установленной верхней границы (для литий-ионных аккумуляторов – в расчете 4,2 В на элемент), дальнейшее его повышение пресекается.

Поставить литиевую батарею на зарядку, используя специальное ЗУ с алгоритмом CC/CV. Проконтролировать значения тока и напряжения. На 1 стадии зарядка должна идти с постоянным током, соизмеримым величине емкости (0,5С–1С). На 2 стадии, когда достигнуто номинальное напряжение 4,2 В на ячейку, должен происходить заряд насыщения. Для него характерны поддержание постоянного напряжения и снижение тока заряда до нуля.

Защита от глубокого разряда

Когда батарея разряжена, БМС плата отключает ее от потребителя (нагрузки), не допуская дальнейшего падения напряжения.

Подключить АКБ к нагрузке, соответствующей примерно 0,3С. В процессе разряда контролировать напряжение на каждой банке. По достижению установленного минимума (в зависимости от параметров платы, он может составлять от 2,5 до 2,9 В) нагрузка должна автоматически отключиться.

Защита от токовых перегрузок

Когда зарядный или разрядный ток превышает установленный максимум (ток срабатывания защиты конкретной платы), происходит отключение батареи от ЗУ или нагрузки (потребителя).

Заряженную батарею постепенно нагружать резисторами подходящего сопротивления и отслеживать ток. Когда он превысит установленный максимум (зависит от конфигурации платы), должно произойти отключение нагрузки.

Защита от перегрева

Дополнительная функция, предусмотренная у некоторых БМС модулей. Заключается в отключении АКБ от зарядника или потребителя при превышении допустимой температуры.

Снять термодатчик с АКБ и нагреть его произвольным сухим способом. Когда температура достигнет ≈60 °С, должна сработать защита – батарея прекратит заряжаться или работать (отдавать накопленную энергию потребителю).

Балансировка ячеек

Дополнительная опция, имеющаяся у многих БМС контроллеров. Заключается в выравнивании уровня заряда у всех аккумуляторов, соединенных в батарею.

Поставить АКБ на зарядку и отслеживать напряжение на всех «банках». На конечном этапе зарядки должно произойти выравнивание значений вольтажа. Разброс между аккумуляторами не должен превышать 0,1 В. Это значит, что все элементы сборки заряжены одинаково.

BMS контроллер

Для питания двигателей электросамокатов или сигвеев используются преимущественно литиевые аккумуляторы. Недорогие, простые в использовании, с хорошими показателями емкости – такие аккумуляторы являются оптимальным решением для индивидуального электротранспорта. Но литиевые батареи требуют соблюдения правил эксплуатации, в противном случае аккумулятор может выйти из строя. Для защиты АКБ от поломки производители используют установку специального узла – BMS контроллера.

Что такое BMS контроллер

BMS – система, обеспечивающая управление АКБ, правильную эксплуатацию отдельных элементов питания, безопасность работы батареи. Платы БМС разделяются на простые балансировочные, защитные и сложные микроконтроллеры. Задачи первых двух видов заключаются в правильном распределении заряда и равномерной работе все элементов питания. Микроконтроллер выполняет такие задачи:

• контроль работы всех элементов питания;
• вычисление остаточного цикла заряда;
• определение, распределение токов разряда.

Для электросамокатов или других типов гаджетов используются простые БМС платы, выполняющие такие функции:

• балансир литий-ионной АКБ;
• защита АКБ (по току или напряжению);
• правильный заряд батареи;
• защита батареи от выхода из строя.

Эксплуатационный ресурс АКБ будет большим при использовании более разветвленной, функциональной платы БМС.

Как работает БМС

Конструкция контроллера включает в себя такие узлы:

• защитная микросхема;
• силовой транзистор (отвечает за защиту, отключение нагрузки на элементы питания);
• аналоговая обвязка для балансировки, обеспечения необходимого тока источника питания.

Для балансира обычно используется тип конструкции TL431. Резисторы балансира обеспечивают стабильность напряжения, при этом резисторы могут быть различными, соответствующим виду батареи. Напряжение при питании от транзистора плавно передается к балансиру, после чего система самостоятельно исключает прерывание заданного уровня напряжения. Транзисторное напряжение увеличивается быстро только при минимальном повышении тока, подаваемого на батарею.

Для упрощенных балансиров подходят почти все типы PNP-транзисторов. Мощность транзистора 2.1 вольта соответствует значению тока в 500 миллиампер, который должен получить элемент питания. Чтобы исключить потерю мощности, необходимо схему обеспечить собственным охлаждением, то есть создать оптимальные условия функционирования. Мощность потерь усиливается при зарядном токе от 1 ампера, то есть охлаждение при увеличении тока требуется сильнее. Балансировка АКБ используется для стабилизации уровня мощности при низкоомной нагрузке. Микросхемы типы D1 обеспечивают измерение уровня напряжения.

Одной из функций БМС выступает защита от превышения тока. Величина этого параметра определяется при помощи нескольких способов. Самым распространенным является шунт, фиксирующий уровень напряжения на резисторе. Точность измерения требуется высокая, что становится причиной удорожания конструкции. но надежность также повышается, рабочий ресурс АКБ серьезно увеличивается. Вторым методом диагностики и защиты от коротких замыканий выступает проверка уровня напряжения при его проседании до нуля.

Защита по напряжению занимает меньше времени, для проведения процедуры применяется аналогово-цифровой преобразователь. Но конкретная процедура зависит от типа сборки аккумулятора. При последовательном соединении элементов питания уровень напряжения замеряется на каждой отдельной банке. Но такой вариант имеет минусы – неравномерность разряда, наличие риска высадки в ноль для отдельных элементов. При параллельном соединении таких проблем нет.

Защита по температуре используется редко. Однако эта возможность предусмотрена – на АКБ есть третий контакт, вводящий в сеть терморезистор с сопротивлением, зависящим от температуры окружающей среды. Такое решение защищает от перегрева, так как до срабатывания общей защиты включаются другие элементы. Итог – батарея надежно защищена от перегрева и возгорания.

Как работает заряд?

Одной из функций БМС выступает обеспечение правильного заряда АКБ. Литиевые батареи надо заряжать в 2 этапа:

1. При постоянном уровне тока. При зарядке напряжение увеличивается плавно, батарея потребляет строго заданное количество тока.
2. При постоянном уровне напряжения. Этот этап начинается после достижения уровня напряжения 4 вольт. При зарядке напряжение АКБ поддерживается на уровне от 4.2, при этом поддержка плавная, без скачков.

После достижения необходимого уровня заряда система регистрирует завершение процесса. Устройство надо отключить от сети, защищая от перезаряда и выхода из строя из-за перегрева.

Балансировка платы применяется для многобаночных АКБ. Эта функция необходима для повышения общего уровня напряжения всей сборки. Требуемый эффект получается при помощи выравнивания уровня напряжения для каждого элемента питания. Это исключает ситуацию, при которой некоторые элементы заряжаются раньше других. Если балансировки нет, одни элементы заряжаются раньше и принимают на себя максимальное значение тока. Это повышает износ, рабочий ресурс ЭП для сборки оказывается различным. В итоге, эффективность АКБ падает, вероятен быстрый выход устройства из строя или падение емкости.

Балансиры, применяемые для АКБ, разделяются на активный тип и пассивный. Активный тип контролирует напряжение в процессе заряда АКБ, активируя подачу напряжения между отдельными ЭП, пока все элементы не будут равномерно заряжены. Пассивные балансиры выравнивают напряжение при других условиях – при разряде. Внешнее питание для такого балансира не требуется, точно повышается, благодаря использованию только аналоговых элементов.

БМС – важный элемент АКБ, обеспечивающий защиту и повышающий рабочий ресурс. Контроллер ставится для всех новых моделей сборок аккумуляторов, сделать это можно самостоятельно или при обращении в сервис-центр.

Как подключить BMS плату?

Главное преимущество современной аккумуляторной батареи (АКБ) – высокая плотность энергии на единицу массы – сопровождается недостатками, которые нужно компенсировать. Речь идет о перезаряде и глубоком разряде. АКБ не потерпит подобного обращения и отреагирует выходом из строя. BMS (Battery Management System) плата, устройство, которое следит за параметрами аккумулятора, управляет зарядкой и коммутирует нагрузку.

Функциональные возможности BMS платы.

• Защита по току. При коротком замыкании или подключении потребителя с избыточной энергоемкостью контроллер автоматически размыкает цепь (отключает нагрузку).
• Защита по напряжению. Контроллер измеряет его значение на каждой банке. Он не дает подключить нагрузку при низком напряжении и автоматически отключает зарядку при достижении максимального значения.
• Защита по температуре. Терморезистор отключает нагрузку и не допускает перегрева АКБ.
• Балансировка. Эта функция компенсирует разницу в емкости отдельных батарей, не допускает их перезаряда или недостаточной зарядки.

Перечисленные функции встречаются в BMS платах в различных комбинациях. Многие производители предлагают АКБ с интегрированной системой управления. Также существуют отдельные модули BMS, которые можно подключить к обычному аккумулятору без защиты.

Подготовка аккумулятора к установке BMS платы.

Перед подключением BMS платы важно правильно коммутировать (собрать) ячейки аккумулятора в аккумуляторный блок.

Между ячейками аккумулятора при последовательной сборке ОБЯЗАТЕЛЬНО необходимо поставить изолирующие прокладки, лучшим вариантом для изолирующих прокладок служит стеклотекстолит толщиной 0,5 миллиметров.

1. Параллельное соединение ячеек аккумулятора.
При параллельном соединении ячеек аккумулятора мы увеличиваем емкость аккумулятора, например: у нас есть 4 аккумулятора 3,2V 25Ah, соединив данные аккумуляторы параллельно мы получим 3,2V 100Ah. При параллельном соединении аккумуляторов изолирующие прокладки между ними можно не устанавливать.

2. Последовательное соединение ячеек аккумулятора.
При последовательном соединении ячеек аккумулятора мы увеличиваем напряжение (вольтаж) аккумулятора, например: у нас есть 4 аккумулятора 3,2V 25Ah, соединив данные аккумуляторы последовательно мы получим 12V 25Ah. При последовательном соединении аккумуляторов изолирующие прокладки между ними устанавливать ОБЯЗАТЕЛЬНО.

3. Параллельно-последовательное соединение ячеек аккумулятора.
При данном способе сборки, первым этапом ячейки соединяются параллельно, затем параллельные сборки соединяются последовательно. Для BMS платы, параллельная сборка считается одной единой ячейкой аккумулятора.

Инструкция по подключению симметричной BMS платы.

При подключении BMS платы необходимо соблюдать последовательность операций:

Первым этапом необходимо подключить балансировочный шлейф, для этого, берем черный тонкий провод, соединяющего «B-» балансировочного шлейфа, подсоединяется к минусовой «-» клемме первой ячейки аккумуляторной сборки, далее берем следующий тонкий провод (на схеме обозначен красным цветом) балансировочного шлейфа и подсоединяем к положительной «+» клемме первой ячейки. Далее необходимо в строгой последовательности подключить остальные провода (на схеме обозначен красным цветом) балансировочного шлейфа к положительным клеммам каждой ячейки аккумуляторной сборки. Очень ВАЖНО подключить шлейф в строгой последовательности от черного провода до последнего красного провода, перед установкой шлейфа в гнездо проверьте последовательность подключения проводов балансировочного шлейфа.

После подключения балансировочного шлейфа к ячейкам аккумулятора не спешите устанавливать разъем в BMS плату. Проверьте напряжение на клеммах разъема (минус мультиметра на черный провод балансировочного шлейфа, плюс на красный).

После проверки последовательности соединения и напряжения на балансировочном шлейфе, установите разъем в гнездо BMS платы.

Силовой провод «B-» подключите к минусовой клемме первой ячейки (на данной клемме ячейки установлен черный провод балансировочного шлейфа). Черный силовой провод «P-» идет на потребитель и зарядное устройство, является минусом аккумулятора.

Положительный полюс аккумулятора необходимо подключить к плюсовой клемме последней ячейки аккумуляторной сборки и пустить ее напрямую на потребитель и зарядное устройство.

После того, как подключение BMS платы завершено, необходимо проверить напряжение аккумулятора на клеммах, крайний минус «-» и крайний плюс «+» сборки ячеек, затем напряжение через BMS, провод «P-» и крайний плюс «+» сборки. В случае если напряжение отличается, проверьте последовательность подключения.

После сборки аккумулятора необходимо протестировать его в работе.

Первым этапом необходимо полностью зарядить аккумулятор и по окончании заряда, проверить напряжение отсечки BMS платы по верхнему порогу напряжения по каждой ячейки, т. е. BMS должна отключать зарядное устройство, как только на одной из ячеек напряжение достигнет верхнего порога, затем, через короткий промежуток времени вновь включать. Данную проверку необходимо сделать на всех ячейках аккумуляторной сборки, до полной балансировки аккумулятора.

Вторым этапом необходимо под контролем полностью разрядить аккумулятор и проверить напряжение отсечки по нижнему порогу BMS платы.

На этом этап сборки аккумулятора и подключения BMS платы можно считать законченным и, если не требуется подключение дополнительного оборудования, аккумуляторную сборку можно упаковывать в защитный корпус. В случае, если корпус аккумулятора металлический, предварительно необходимо изолировать аккумулятор, например, обложить листами стеклотекстолита.

Плата BMS 4S 40A | как проверить?

Как проверить данную плату BMS 4S 40A.
Почему то напряжение на аккумуляторе есть, а на плате где + и -, напряжения нет.
Можно как то проверить её на работоспособность?

Голосование за лучший ответ

Мультиметром.

AnntoooNio_Профи (524) 2 года назад

А куда что подключить надо? Я посмотрел видеоролики, ничего не говорят

Fist Time Ученик (150) https://evosnab.ru/instrument/test/prozvonka-platy-multimetrom

Такая же ерунда сразу на 2-х новых аналогичных платах.
В обоих замыкание в одной из шин заряд-разряд из 5 транзисторов (возможно один пробит, и садит всю шину т.к. тр-ры включены в паралель для увеличения тока).

Похожие вопросы