Как выбрать BMS плату для шуруповерта
К литиевой батарее шуруповерта подключается BMS плата – для безопасного использования АКБ, защиты от токовых перегрузок и поддержания рабочего напряжения ячеек в допустимых границах. Плата защиты и управления оберегает элементы питания от перезаряда, глубокого разряда, короткого замыкания и высокого тока нагрузки. А модели с функцией балансировки еще и выравнивают уровень напряжение у всех последовательно соединенных элементов сборки.
Вопрос, как выбрать плату BMS для шуруповерта, чаще всего возникает при переделке старых инструментов – при переходе на Li-ion аккумуляторы с NiCd или NiMH моделей. Актуален этот вопрос и при сборке новой литиевой батареи при замене старой АКБ, отработавшей свой ресурс. Иногда БМС модуль приходится менять, потому что он неисправен или его параметры не позволяют инструменту полноценно работать. Во всех этих случаях важно выбрать модуль защиты с оптимальными параметрами.
На что влияет выбор БМС платы
От того, правильно ли выбрана BMS плата для шуруповерта, зависит безопасность и удобство его использования. В портативном электроинструменте применяются высокотоковые Li-ion аккумуляторы. Они работают в диапазоне напряжений от 2,55–2,75 до 4,2 В на ячейку, выдерживают длительную нагрузку до 10 С и кратковременную более 30С.
Так, батарея для шуруповерта емкостью 2500 мА·ч может быть рассчитана на постоянную токоотдачу до 25 А и пиковые нагрузки свыше 75 А. БМС плата для такой АКБ также должна быть рассчитана на высокие величины рабочего и пускового тока. Если же у нее ток срабатывания защиты будет ниже импульсного тока инструмента, электродвигатель просто не запустится или отключится при работе.
Основные параметры
Выбирать BMS платы нужно по нескольким параметрам:
1. Количество последовательно соединенных аккумуляторов в сборке. В обозначении схемы сборки указывается возле буквы S. В зависимости от напряжения электродвигателя инструмента, при изготовлении Li-ion батарей для шуруповертов используются схемы 3S или 4S (соответствуют напряжению 12 В), 5S (18 В), 7S (24 В), 10S (36 В), 11S (40 В) и т.д.
2. Ток защиты – он должен обеспечивать эффективную работу электроинструмента без напрасных срабатываний защиты при допустимых нагрузках и без опасных перегрузок. Выбирается в зависимости от максимальной токоотдачи аккумуляторов. В инструментах средней мощности обычно используются БМС контроллеры с током срабатывания защиты 20 или 22 А. В мощных инструментах с высокими значениями рабочего тока применяют БМС с током срабатывания защиты при долговременных нагрузках 30 или 40 А.
3. Границы контролируемого напряжения – для литий-ионных аккумуляторов должны составлять: от 2,55 до 2,75 В нижний порог и 4,2 В верхний порог. На практике происходит отключение батареи от нагрузки при падении уровня заряда ниже допустимого минимума и прекращение зарядки при достижении максимального напряжения. Это оберегает литий-ионные АКБ от лишнего заряда и критического разряда, из-за которого элементы быстро деградируют и выходят из строя.
4. Выполняемые функции. Платы защиты Li-ion батарей бывают с простейшим и расширенным функционалом, с опцией балансировки ячеек и без нее. Обычно БМС модуль состоит из микросхемы защиты, силовых транзисторов для отключения нагрузки и аналоговой обвязки – для контроля тока и балансировки элементов. Все эти функции важны для минимизации риска опасных ситуаций и продления срока службы АКБ.
5. Размеры. Этот параметр некритичен, но от него зависит удобство крепления защитного модуля к батарее.
Выводы
При выборе платы защиты для Li-ion батареи шуруповерта учитывайте количество ячеек в сборке, рабочий ток, допустимые пиковые нагрузки. Также убедитесь, что выбранный БМС модуль имеет полный перечень необходимых защитных функций, включая балансировку элементов. Корректный выбор BMS платы позволит избежать проблем при использовании литий-ионных АКБ и исключит напрасные уходы в защиту при стремительном старте или интенсивной работе инструмента.
Портативные шуруповерты напряжением 12 В обычно оснащают платами защиты BMS 3S или 4S c ограничением по долговременному рабочему току 20, 22 или 25 А. Для аккумуляторных электроинструментов на 18 В подходят модули BMS 5S с теми же токами защиты. Более мощные приборы (с напряжением электромотора 36 или 40 В) снабжают платами BMS 10S и 11S с ограничением долговременной токоотдачи на уровне 30 или 40 А.
Ранее в нашем блоге вышла статья о правильной зарядке АКБ шуруповерта.
