Статья · плата защиты

Как подключают плату BMS

Плата защиты соединяется с батареей двумя разными способами сразу: силовым минусом и тонким балансировочным шлейфом. Большинство сгоревших плат — это ошибка именно в шлейфе. Разберём выводы, порядок подключения и проверку перед первым включением.

Что у платы за выводы

Плата защиты — это выключатель между ячейками и внешним миром плюс измеритель напряжения каждой группы. Отсюда две группы проводов, и путать их нельзя.

• Силовые. B− припаивается к минусу всей сборки, P− идёт на минусовой провод батареи наружу. Плюс через плату обычно не проходит вовсе: он идёт от сборки к клемме напрямую.
• Балансировочный шлейф. Тонкий многожильный разъём. Первый провод — на минус самой нижней группы, дальше по одному на каждое соединение между группами, последний — на плюс верхней. Проводов всегда на один больше, чем групп.

Если у платы три силовых вывода — B−, P− и C−, — это раздельный порт: разряд идёт через P−, заряд через C−. Чем он отличается от общего порта и когда какой брать, разобрано на странице плат BMS.

Сколько проводов в шлейфе

Число групп — это напряжение системы, делённое на напряжение ячейки: у LiFePO4 3,2 В на ячейку, полный заряд 3,65 В. Плата на 4S к сборке 8S не подойдёт и наоборот: она рассчитана на конкретное число групп.

Порядок подключения

Порядок имеет значение. Схема, по которой плату ставят в мастерской:

• Сначала собрать и выровнять ячейки. Перед установкой платы все группы должны быть примерно на одном напряжении. Плата умеет выравнивать доли процента, а не приводить в порядок сборку из разряженных и заряженных ячеек.
• Проверить разводку шлейфа мультиметром до того, как втыкать разъём. Щуп на первый провод, второй щуп по очереди на остальные: напряжение должно расти ступеньками примерно по 3,2 В и нигде не падать. Если где-то ступенька вдвое больше — пропущено соединение, если ноль — два провода сидят на одной точке.
• Подключить силовой B−. Его сажают на минус сборки первым.
• Воткнуть балансировочный разъём. Только после того, как проверка прошла.
• Подключить P− к выходной клемме. Последним.

Обратный порядок — сначала шлейф, потом силовой минус — распространённая причина выхода платы из строя: весь ток сборки на мгновение ищет дорогу через тонкие балансировочные дорожки.

Что бывает, если ошибиться в шлейфе

• Перепутан порядок проводов. На вход платы приходит обратное напряжение. В лучшем случае плата не включается, в обычном — выгорает измерительная часть, и это уже не ремонтируется в поле.
• Провод посажен не на то соединение. Плата видит одну группу с двойным напряжением, другую с нулём. Она немедленно уходит в защиту, а на дисплее это выглядит как «мёртвая ячейка» в новой сборке.
• Плохой контакт в одном проводе. Самый неприятный вариант: батарея работает, но плата вслепую балансирует группу, которую меряет неправильно, и месяцами тянет её в сторону.

Поэтому в мастерской шлейф всегда прозванивают до подачи тока, а не после.

Плату выбирают по току, а не по ёмкости

Ошибка новичка — взять плату «на 100 ампер, потому что батарея 100 А·ч». Ампер-часы и амперы связаны только косвенно. Плату подбирают под максимальный ток техники: он равен мощности, делённой на напряжение батареи.

Токи посчитаны по номиналу сборки (12,8 / 25,6 / 51,2 В). К концу разряда напряжение ниже, а ток на ту же мощность — выше, поэтому запас брать обязательно.

К посчитанному току добавляют запас на пусковой бросок: у двигателя, компрессора или насоса в первый момент ток в разы выше рабочего. Если плата отключает технику именно на старте — дело почти всегда в этом, а не в ёмкости батареи.

Второе число, о котором забывают, — предел тока заряда. У большинства плат он заметно ниже предела разряда, и мощное зарядное упрётся именно в него.

Проверка перед первым включением

• Напряжение на выходе. Между плюсом батареи и P− должно быть напряжение сборки. Ноль — не обязательно брак: многие платы после сборки «спят» и просыпаются от подключённого зарядного.
• Разброс групп. Померьте каждую группу в конце заряда. Разброс до 0,05 В — норма, больше 0,1 В — группы разошлись и нужна балансировка.
• Нагрев. Дайте рабочий ток на несколько минут и потрогайте плату и провода. Ощутимо тёплый силовой провод означает, что сечение мало для этого тока.
• Отключение по разряду. Плата должна снимать нагрузку, а не давать разрядить ячейки в ноль. У LiFePO4 напряжение в середине разряда почти не меняется, так что доверять вольтметру вместо платы нельзя.

Почему у литиевой батареи плата обязательна

У свинцовой батареи платы нет, и это иногда сбивает с толку. Свинец переносит перезаряд — лишняя энергия уходит в разложение воды. У литиевой ячейки такого запасного пути нет: перезаряд и переразряд она не прощает, и следит за этим только плата.

Второе — группы в сборке стареют неодинаково. Без платы одна группа рано или поздно уйдёт за верхний предел, пока остальные ещё не заряжены. Плата отключает заряд по худшей группе и подтягивает её к остальным, поэтому балансировочный шлейф — не опция, а часть защиты.

Если собираете батарею сами, посмотрите, что ещё нужно кроме платы, — на странице сборки аккумуляторов. Готовые платы, которые мы ставим, перечислены в комплектующих.