Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Со временем родные никель-кадмиевые аккумуляторы шуруповерта теряют свою емкость, заряда хватает на пару саморезов, а зарядка происходит за пару минут. Если столкнулись с такой проблемой, первое что приходит на ум, это купить новый аккумулятор или шуруповерт. Но можно дать вторую жизнь шуруповерту и переделать на литиевый аккумулятор (конечно если шуруповерт не убитый и целесообразно). В качестве примере, буду использовать шуруповерт » Союзмаш АШ-14М» с напряжением 12 В.

Необходимые детали:
► Шуруповерт Союзмаш АШ-14М x 1 шт;
► Аккумулятор LiitoKala HG2, 18650, 3000 mAh x 3 шт;
► BMS 3S, 40A, 12.6V с балансировкой x 1 шт;
► Понижающий преобразователь напряжения XL4015 x 1 шт;
► Провод 1,5 мм (черный, красный) — 20 см.

Разборка корпуса:
В моем случаи, корпус аккумулятора скреплен саморезами, так же бывает вариант с защелками или клеем. Самое сложное разбирать с клееный блок, для разбора используется специальный молоток с пластиковой основой. Все вынимается изнутри блока аккумулятора, нам необходимы только контактные пластины, для подключения к шуруповерту и зарядной станции.

Выбор аккумуляторов:
Шуруповерт АШ-14М рассчитан на работу от 14 В аккумулятора, поэтому буду использовать три литийионных аккумулятора с общим напряжением 12.6 В, конечно можно использовать и четыре аккумулятора и поднять напряжение до 16,8, но тогда надо будет использовать отдельный блок питания, а так же высокое напряжение сократить срок службы шуруповерта. Не все аккумуляторы подойду для переделки аккумуляторной батареи, поэтому необходимо учитывать несколько факторов:

► Не рекомендуется использовать аккумуляторы с различной емкостью;
► Нельзя выбирать аккумуляторы только по емкости, основной параметр является ток разряда.
► Некоторые рекомендуют использовать литиевые аккумуляторы со старых ноутбуков, это не правильно, они рассчитаны для работы с меньшим током разряда.

В статье использую аккумуляторы LiitoKala HG2, типа размера 18650, емкостью 3000 mAh и током разрядка 30А, бывают уже с припаянными «хвостиками» и без, в моем случаи без, для удобства советую покупать с «хвостиками»

Выбор платы BMS:
Литий-ионный аккумулятор нельзя использовать без платы защиты BMS. На рынке существуют различное количество с различными параметрами. Маркировка BMS 3S, указывает, что плата рассчитана на три аккумулятора. Маркировка BMS 3S предполагает, например, что плата рассчитана на 3 элемента. На что нужно обратить внимание:

► Наличие балансировки обеспечивает равномерность заряда аккумуляторов.
► Максимальный долгосрочный рабочий ток.

В статье использую BMS 3S, 40A, 12.6V с балансировкой, она хорошо себя зарекомендовала.

Переделка аккумулятора (сборка):
Батарее использую без припаянных «хвостиков», поэтому провода буду припаивать напрямую к контактам, для этого лучше использую паяльник на 60W или большой мощности, чтобы не перегреть батарее.

Внимание! Не в коем случаи не перегревайте батарее.

Берем кислоту, припой и лудим с обоих сторон контакты батарей и припаиваем провода, так же вместо проводов можно воспользоваться ники-литиевой лентой, которую можно купить или взять со старого аккумулятора. В моем случаи использую провод, толщиной 1 квадрата, так как место не позволят расположить батарее равномерно и лента не дотянется. После того как все провода спаяли, берем и скрепляем изолентой все батарее. Сейчас уже доступны различные держатели батарей.

Теперь по схеме, последовательно припаиваем каждый выход батарей от 0 о 12.6, то есть вначале припаиваем к 0, потом 4,2, потом 8,4, далее 12,6 к плате BMS 3S

Далее припаиваем провода, сечением не менее 1,5 квадрата к контактным пластинам и с помощью термоклея крепим их в корпусе аккумулятора. Так же некоторые оставляют два старых аккумулятора, чтобы контактная группа не вылетела.

Припаиваем провода от контактных пластин к плате BMS соблюдая полярность и в обратном порядке собираем корпус аккумулятора и все готово.

Переделка зарядного устройства:
В комплекте с шуруповертом Союзмаш АШ-14М, идет зарядное устройство, но он рассчитан на зарядку никель-кадмиевые батарей, для зарядки литий-ионный необходимо доработать его. Конечно, некоторые используют зарядные устройства и без переделки, но это не правильно.

Доработка заключается в том, что необходимо добавить плату для понижения напряжения и ограничения тока, хорошо себя зарекомендовала плата на микросхеме XL4015.

Описывать доработку смысла не вижу так, как для каждого зарядного устройства оно разное, но суть заключается в том, что необходимо перерезать пару дорожек на плате зарядного устройства и с выходной цепи трансформатора припаяться ко входу с XL4015. Далее, необходимо выставить напряжение 12.6 В, в моем случае 3S или 16,8 В для 4S и выставить ток 1А, если ток поставить больше, зарядка будет проходить быстрее, но аккумуляторы быстро выйдут из строя, если меньше зарядка будет дольше.

Кто не хочет заниматься с переделкой, можно купить уже готовое зарядное устройство с индикацией зарядки.

Дополнительно:
► Дополнительно можно добавить индикатор, для отображения уровня зарядки аккумулятора.
► Конечно можно было переделать шуруповерт на 16,8 В (4S), но в моем случаи надо было уложится в бюджет.

Купить на Aliexpress
Аккумулятор LiitoKala HG2, 18650, 3000 mAh
BMS 3S, 40A, 12.6V с балансировкой
Понижающий преобразователь напряжения XL4015

Купить в Самаре и области
Аккумулятор LiitoKala HG2, 18650, 3000 mAh
BMS 3S, 40A, 12.6V с балансировкой
Понижающий преобразователь напряжения XL4015

Бюджетная переделка шуруповерта на литий. Необходимые товары с Aliexpress

Переделка шуруповертов на литий до сих пор не теряет своей актуальности, поскольку не требует значительных капиталовложений и легко осуществляется даже неподготовленным человеком. При этом вы получаете свой любимый и проверенный временем инструмент с гораздо большим временем работы без тех недостатков, которые присущи Ni-Cd аккумуляторам.

Платы BMS

Один из главных элементов при переделке батареи на литиевое питание. Плата BMS необходима для защиты аккумуляторов от переразряда, перезаряда, чрезмерно высокого тока и короткого замыкания (КЗ). Для 12-вольтовых шуруповертов приобретаем 3S BMS, для 14-вольтовых — 4S BMS. Для более полного использования аккумуляторов отлично подойдут 4S BMS.

Высокотоковые аккумуляторы 18650

Второй главный элемент при переделке шуруповерта. Необходимы хорошие аккумуляторы с токоотдачей не мене 15А. Идеально подходят по соотношению цена/качество LG HE4 2500mah, Samsung 25R 2500mah, Samsung 30Q 3000mah и LG HG4 3000mah («шоколадки»). Можно использовать среднетоковые банки на 10А, но только в схеме *2P (две в параллель).

Высокотоковые аккумуляторы 21700

Наиболее перспективный формат аккмуляторов, набирающий популярность бешеными темпами. Имеет бОльшую энергоемкость, но при этом чуть больше в размере. Единственный минус – они могут не поместиться в корпусе, поэтому уточните этот момент перед покупкой. При их использовании вы получите очень внушительную автономность.

Никелевая лента

Предназначена для соединения аккумуляторов в батарею. Может использоваться как для контактной сварки, так и для пайки. Имеет низкое сопротивление и не греется при серьезных токах, к тому же имеет плоский профиль, что не сильно добавляет в размерах и позволяет уместиться сборке в компактных корпусах.

Качественные провода

Качественные медные многожильные провода в термостойкой силиконовой изоляции. Альтернатива никелевой ленты. Легко лудятся, хорошо гнутся, изоляция плавится только при высокой температуре. Хороший вариант для бюджетной переделки. В ответственных проектах использую такие же.

Уплотнительные кольца

Предназначены для дополнительной электроизоляции выводов аккумулятора и повышают живучесть батареи в целом. Особенно важно использовать их в мощных инструментах, у которых токи потребления высокие. Также будут полезны при использовании не очень качественных проводов, которые при значительных токах греются и могут закоротить выводы.

Зарядное устройство

Предназначено для корректного и полного заряда литиевой батареи. Необходимо выбирать под нужное напряжение сборки. Зарядные устройства снабжены индикаторами процесса заряда. Тока заряда в 1-2 ампера хватит для любой сборки. Родным зарядным устройством литиевую батарею заряжать нельзя.

Индикатор заряда батареи

Предназначен для грубой оценки заряда батареи. Позволяет приблизительно оценить степень заряда и принять решение, стоит ли брать с собой вторую (запасную) батарею или нет. Основная особенность в том, что его можно монтировать снаружи корпуса. На странице продавца есть несколько моделей под нужное напряжение.

Собственно, больше ничего приобретать не нужно. Самые важные элементы – это Li-Ion аккумуляторы и плата BMS, на них экономить не стоит. От себя добавлю, что большинство моделей шуруповертов на 12V можно переделать под формат 4S*P с рабочим напряжением 10-16,8V, как я и сделал. Исключение составляют дешевые ноунейм шуруповерты с пластиковыми шестернями в редукторе, но таких единицы. При этом немного повысится крутящий момент и рабочие обороты, а также более полно будет использоваться батарея. Но в таком случае плата BMS строго обязательна.

Для начала нужно разметить место в корпусе и при необходимости убрать или подрезать выступающие элементы. Под сборку необходимо подложить мягкий изоляционный материал, дабы при вибрациях не повреждалась термоусадка банок. Если планируется разовая переделка, то можно обойтись и простой пайкой, она ничем не хуже. В промышленных масштабах батареи собирают при помощи никелевой ленты и точечной сварки, поскольку это проще, быстрее и технологичнее в производстве. Для пайки желательно использовать флюс.

Я рекомендую паять паяльником с массивным жалом (мощность 60W) и активным флюсом (паяльная кислота или флюс по алюминию). Последний даже лучше и практически не пахнет. Провода использовать с хорошим сечением не менее 2,5 квадратов. При пайке не грейте плюсовой контакт более 10-15 секунд, иначе сработает внутренняя защита аккумулятора. После сборки батарею необходимо активировать, подав напряжение на выходные контакты платы BMS. Если при резком старте шуруповерт уходит в защиту, лечится это несколькими способами (расскажу отдельно). По желанию можно добавить грубый индикатор заряда, с ним гораздо удобнее.

В принципе, на этом все. Для переделки нужны лишь комплектующие и базовые навыки владения паяльником. Если будут какие-то вопросы, пишите в комментариях.

Перевод шуруповерта Hitachi на «литий»

Не буду останавливаться на том, зачем необходимо переводить шуруповерты с никель-кадмиевых аккумуляторов на литий-ионные, т.к. это очевидно. Расскажу о своем опыте перевод шурика Hitachi. К слову сказать, ценник на перебранный в фирменном батареечном магазине кейс с новыми Ni-Cd аккумуляторами даже по моей огромной скидке был выставлен 2600р за штуку. Здравый смысл восстал и решил, что пришло время изучить вопрос.

В настоящее время великое множество разных аккумуляторов, плат защиты, балансировочных плат, зарядных устройств и пр. Необходимо было отобрать нужное и склеить в кучу.

Итак, было решено поставить высокотоковые Li-Ion аккумуляторы, т.к. ток потребления разных шуруповертов может достигать и 30А и аккумуляторы должны уметь такой ток отдавать. Дешевые «пальцы» стоимостью 80р за штуку этого не умеют.

Также было принято решение отказаться от балансировочной BMS платы, т.к. все аккумуляторы были отобраны и были одинаковыми. По большому счету, в начале эксплуатации это не принципиально.

Переделке подлежала вот такая пара аккумуляторов в разборном корпусе:

Предстояло набрать батарею из 4 аккумуляторов. Плата защиты была использована из расчета 4 аккумуляторов и 20А тока. Ссылку специально не даю, потому что совсем скоро она будет нерабочей. Осуществите поиск позиции по ключевым словам

4S 14.8V / 16.8V 20A peak li-ion BMS PCM battery protection board bms pcm

Набор получился таким:

Собираем батарею с пропайкой всех контактов обычным паяльником. Обратите внимание: подключение собранной батареи к плате защиты НЕОБХОДИМО осуществлять строго в такой последовательности: В-, В1, В2, В3, В+:

Получается вот такой набор для сборки:

Теперь готовим контактные площадки:

На корпус необходимо добавить клемму для зарядника и получится вот такая финальная сборка:

Готовый аккумулятор

Обратите внимание на способ фиксации контактной площадки в верхней части аккумулятора — саморез необходимо вкручивать именно в этом месте.

Здесь нужно уточнить. Существуют платы защиты также и с одной контактной группой на заряд и разряд. Здесь использована с раздельными разъемами, поэтому клемма для зарядки вынесена отдельно. Рекомендую ставить ее именно в указанном месте.

Теперь что касется зарядки такого аккумулятора. Можно переделать родной зарядник (это несложно и будет рассказано в другой статье, возможно), но я решил родной зарядник продать, а использовать лишний блок питания от ноутбука напряжением 18 вольт. На его выходе был сделан контроллер окончания зарядки вот такого вида (встроен в корпус блока питания):

Индикатор заряда

После окончания зарядки светодиод надежно погаснет. Ток заряда при этом составил 1.5А и в конце заряда перед отключением составлял порядка 1А. Полное время зарядки аккумулятора составило около 1.5 часов.

Бюджет: каждый набор на один блок составил 1000р и срок его службы будет не в пример штатному никель-кадмиевому аккумулятору.

Минус один: в морозы пользоваться им не желательно.

Также необходимо учесть, что в более мощном шуруповерте необходимо использовать платы защиты с рабочим током 30А, иначе при тяжелых условиях работы плата защиты будет уходить в защиту и обесточивать шуруповерт. В данном шуруповерте с этой платой защиты такой проблемы не было отмечено ни разу.

7.05.2018

• #1

Николай (Friday, 07 September 2018 04:10)

Добрый день. Решил почитать статьи на вашем сайте. Наткнулся на эту. Не вдаваясь в подробности вашей переделки, я категорически не согласен с вашим методом зарядки лития.
Во первых балансировка банок нужна! Иначе через 10 циклов заряда у вас напряжения на банках будут разные. Как следствие недозаряд некоторых и перезаряд как правило одной банки. Уменьшение емкости всего акб в целом. Риск выхода из строя (перегрев при заряде) той банки которая будет перезаряжена. Так что ставьте отдельную платку балансировки в корпус аккумулятора или выносите наружу разъем для балансировки.
Второе это ваш метод зарядки. Простите меня за прямоту, но так литий не заряжают. В данном случае подход, чем проще, тем лучше не работает. Литий надо заряжать по схеме (постоянный ток — постоянное напряжение) и к концу заряда напряжение на вашем АКБ должно быть 16,8в. Ток в конце заряда должен быть не больше 0,1А. А вы лупите 18В вместо 16,8 и ток в момент срабатывания защиты БМС контроллера у вас 1,5А. Купите плату понижающего преобразователя с ограничением по току. выставите на ней 16,8в на выходе и ограничьте ток 2А. На этой плате есть индикаторы которые покажут вам что заряд окончен. Она стоит на АЛИшке 100р. и плата балансировки банок тоже стоит копейки.
Ну или если у вас в хозяйстве есть Imax, то заряжайте им.
Просто такой варварской зарядкой без балансировки вы очень быстро убьете свой аккумулятор, а он денег стоит!
Вот ссылки на платы:
https://ru.aliexpress.com/store/product/CC-CV-5A-Lithium-Charger-Board-XL4015-Adjustable-6-38V-To-1-25-36V-DC-Step/3105031_32826721116.html?spm=a2g0v.12010615.8148356.21.44125425vlPYyw

RV9CX (Friday, 07 September 2018 07:43)

Все верно, Никорлай. Но давайте обратим внимание на то, где эксплуатируются АКБ — в шуруповерте! Я понимаю, если бы переделке подвергалось устройство, которое в работе круглосуточно, но в данном случае это не так. Во-вторых, я скептически к балансирам отношусь. Они, безусловно, нужны, но не в таком исполнении. При токе зарядки в амперы и балансировкой всего 66мА не добиться балансировки даже с неоднократной зарядкой. Я проводил опыты: разные АКБ все равно не выравниваются. Ну мало такого тока для балансировки. Несколько сот мА хотя бы — тогда да.

Что касается CC/CV — то же самое — для шуруповерта нет необходимости педантично относиться к его аккумуляторам.

Я с Вами совершенно согласен. Больше того, при использовании только платы защиты АКБ не успевают набрать свою емкость, отключаясь при достижении 4.2В, а надо бы при этом напряжении подержать их еще время.

Таким образом, при использовании только платы защиты без BMS, аккумуляторы никогда не перезарядятся. Емкость не доберут, да. Но не перезарядятся. Дисбаланс тоже не страшен — защита сработает по низшему напряжению. А вот раз в определенное время необходимо проверять на баланс и выравнивать аккумуляторы — да. Для этого есть платы с выносными разъемами. Но нет необходимости постоянно держать балансир подключенным, т.к. с ним время заряда увеличивается в разы, а при интенсивной работе шуруповертом это критично. Впрочем, для своего второго шурика я привез плату с встроенным балансиром и током работы 40А. Полгода не могу поставить — не до нее.

Это что касается больших токов заряда-разряда. В своих других конструкциях я-таки ставлю балансир. Например в аккуме для эхолота — рядом тут есть статья. Аккумы там не 18650, а плоские, но сути это не меняет. Ток заряда там 200мА и четко видно, как работает балансир. Он стал заряжаться в 3 раза дольше, но вот тут я как раз никуда и не тороплюсь.

Еще один случай — тоже рядом статья — антенный анализатор. Там тоже стоит только защита без BMS, ток заряда около 1А. Я им пользуюсь уже наверно лет 10. При этом аккумуляторы разобраны из умершего блока для ноутбука, т.е. уже нездоровые. И он до сих пор в прекрасном состоянии. Разница на банках 0.1 вольта. Да и плевать! Ток разряда обычно 170мА, максимум 250мА при подсветке. Это не 40А. Приспичит — выровняю напряжения, но сейчас мне этого достаточно.

Это я к тому, что нужно учитывать условия эксплуатации аккумуляторов.

Николай (Friday, 07 September 2018 10:13)

По поводу зарядки не CCCV. Не соглашусь. Ну ну зачем рисковать перезарадом и отключать зарядку по срабатыванию платы защиты когда 100 р. и все дела. и контроль тока и светодиодики индикации! Красота! По поводу перезаряда, он весьма возможен. У одного моего знакомого он случился. И картина в точности как у вас. Шуруповерт макита, БМС без палансира, зарядка от родного блока током 2,5А. Результат банки разбалансировались и одна банка набирала заряд раньше других. Короче на 1й 4,1 на 2й 4,1 на 3й 4,0 а на 4й 4,6. БМС отключал зарядку когда суммарное напряжение было 14,8. результат 1 банка чуть не пыхнула, сработал защитный клапан по температуре. Батарею в разбор замена банки, установка внутрь платы балансира. Сейчас уже больше года прошло. все отлично. Теперь по поводу работы балансира. Вы не правы что он балансирует банки только в момент заряда. Он работает сам по себе и выравнивает напряжение на банках сжигая излишки более заряженных банок. так что к моменту зарядки у вас банки все ровные и заряжаться начинают более менее равномерно. Вы можете вынести балансировочный разъем наружу и иногда подключать к нему балансир. у меня несколько переделанных шуриков и одним из самых удачных считаю тот в котором я не поставил плату бмс вообще. Она тупо туда не влезла. Зато я переделал родную зарядку на CCCV и поставил в нее балансир. так что подключаю аккум и он заряжается и балансируется. А когда пользуюсь то нет проблем со срабатыванием защиты. А переразредить батарею в шуруповерте по моему может только дурак. Чувствуешь что слабо начал крутить, поменял батарею а эту на зарядку. Он слабо начинает крутить когда напряжение на батарее 10 — 10,5в.

RV9CX (Friday, 07 September 2018 19:57)

Какая-то неправильная плата защиты. По идее она должна прекращать зарядку после достижения предельного напряжения хотя бы на одном элементе! Кстати, на фото в статье одна из двух таких плат была мертвая и отключала напряжение уже когда 4.5 вольта было на банке! Потом выслали новую, но новые аккумуляторы-то уже перегрелись, ладно увидел((

Переделка аккумуляторного шуруповерта под литий.

Смотреть 4 товара из обзора

Рад приветствовать всех, друзья. Сегодня хочу рассказать вам историю про шуруповерт. Мой старый шуруповерт, похожий на тот, что изображен в заголовке, перестал работать потому, что аккумуляторы, которые я брал для него, выработали свой ресурс. И я решил переделать его на литий-ионные аккумуляторы, так как родных аккумуляторов для него теперь днем с огнем не сыскать. Собственно, сам шуруповерт переделывать не потребовалось, а вот с аккумуляторами я слегка повозился. Прежде всего, для этой цели были заказаны на Али сами аккумуляторы. Аккумуляторы выбрал высокотоковые — на 30А и с припаянными проводами для коммутации.

Так же была заказана плата, следящая за зарядом, балансировкой и разрядом батарей. Плату тоже брал высокотоковую и с функцией балансировки — с ней аккумуляторы проживут дольше и чувствовать себя будут лучше.

Зарядка для этого вида аккумуляторов тоже нужна своя, старая не подойдет. Литиевые аккумуляторы заряжаются по другому алгоритму, нежели никель-метал-гидридные. Слава богу, что в алгоритмы нам вникать не надо, на Али есть готовые решения.

Ну и заказал заодно и разъем для зарядки, который установлю прямо на аккумулятор.

В интернете описано много способов такого рода переделок, но везде в основном переделывают 12В шуруповерты. У меня же был 18В инструмент. Поэтому я взял для него 5 аккумуляторов (5х4В=20В), соответствующую плату защиты на 5 аккумуляторов (5S) и блок заряда на 21В. Небольшое отклонение по напряжению в бОльшую сторону мотор выдержит. Итак, как все пришло — скрепил между собой литиевые аккумуляторы, припаял плату контроля и уложил все это в корпус от старого блока аккумуляторов и собрал.

Как видите, свободного места осталось предостаточно. Аккумулятор получился гораздо легче оригинального, при этом имея гораздо лучшие параметры — емкость 3Ач против 1,28Ач и напряжение 20В против 18В. Ток такие аккумуляторы способны выдержать до 30А, как писал уже выше. И заряжаются они гораздо быстрее прежних.

Все собрал и проверил — шуруповерт бодро крутит и будет работать и дальше, помогая мне по дому. Вот так я дал своему шуруповерту, можно сказать, вторую жизнь. Причем по цене это все вышло не дороже оригинальной батареи.

Заказывал все с Али. Продавцы, в общем то, везде адекватные, высылают быстро, но самой дешевой службой доставки. Не смотря на то, что доставка во многих случаях платная, хотя и копеечная, идут товары не быстро. Разъем вот до сих пор не пришел ещё. В общем, я доволен, что оживил свой шуруповерт.

Интернет-магазин: AliExpress 184.59 руб. 14% СКИДКА|На возраст от 1 года до 8 лет шт. умное устройство для зарядки никель металлогидридных аккумуляторов от компании Liitokala для HG2 18650 3000 мАч электронная сигарета аккумуляторная батарея с высоким уровнем разрядки, 30A высокий ток + DIY Linie-in Подзаряжаемые батареи from Бытовая электроника on Aliexpress.com | Alibaba Group Цена —> 184.59 ₽ Купить
Интернет-магазин: AliExpress Защитная плата 3S/4S 40A/60A 18650 BMS, для зарядки литий-ионных батарей, для двигателя перфоратора, 11,1 В/12,6 В/14,8 В/16,8 В с увеличителем/балансиром Цена —> $ 1.41 Купить

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.

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.

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.