Помогите разобраться с непонятной работой BMS

[SlavikSG]

Всем доброе время суток!

Пришла мне от китайцев вот эта BMS:
https://ru.aliexpress.com/item/48V-30A-13S-BMS-used-for-lithium-ion-battery-assembly/1250293246.html?detailNewVersion=&categoryId=200003315
и собрал я первый в своей жизни аккумулятор 13S3P. Присоединил к нему BMS вот по такой схеме:



Подключил зарядку через амперметр и зарядка пошла. Ток где-то 1,5 ампера. Вполне нормально для слабенькой двухамперной зарядки и для наполовину разряженной батареи. И вроде бы все хорошо, но радовался я недолго. Зарядка длилась где-то 10-15 секунд и потом вырубилась. На зарядке загорелась зеленая лампочка, амперметр стал показывать нулевой ток. Повторное включение/выключение зарядки ни к чему не приводило. Зарядки не было. Вытащил основной длинный разъем из BMS, (отключив при этом все ячейки аккумулятора), и снова подключил. Подключил зарядку и она снова заработала. Но проработала  те же самые 10 секунд и тут же вырубилась. И так много раз подряд.

Недоумевая, начал ковыряться. Попробовал зарядить аккумулятор напрямую, без BMS. Подержал его на зарядке минут двадцать. Снова подключил BMS и зарядка начала уже вырубаться тут же! Буквально через секунду! То есть, все выглядело так, как будто в BMS срабатывает некая защита по перенапряжению. Так, как будто аккумулятор полностью заряжен и BMS его сама отрубает от перезаряда. Но я-то знал, что это не так! Аккумулятор я собирал из подсаженных (где-то наполовину) элементов.

Полез мерить ячейки аккумулятора и увидел такую картину:
Ячейка 01 = 3.84v
Ячейка 02 = 3.82v
Ячейка 03 = 4.21v - !!!
Ячейка 04 = 4.17v - !!!
Ячейка 05 = 3.66v
Ячейка 06 = 3.77v
Ячейка 07 = 3.84v
Ячейка 08 = 3.95v
Ячейка 09 = 3.68v
Ячейка 10 = 3.83v
Ячейка 11 = 3.72v
Ячейка 12 = 3.81v
Ячейка 13 = 3.88v

Сразу заметил, что ячейки 3 и 4 заряжены полностью. Особенно ячейка 3. Блин, и точно!.. Я забыл, что эти аккумы были заряжены полностью перед сборкой батареи. Предположил, то BMS вырубается от этой полностью заряженной ячейки номер "3". Начал разряжать эту третью ячейку шестивольтовой лапочкой. Подержал горящую лампочку минут 30-40 (заодно и 4 ячейку немного разрядил), снова включил зарядку через BMS и зарядка пошла не вырубаясь. И вроде бы уже можно было радоваться. НО!!! Но зарядка проработала где-то минут 50 и снова вырубилась. Я ничего не стал трогать, просто наблюдал. Через пять минут зарядка включилась снова. Проработала где-то полторы минуты и снова выключилась на пять минут. Затем цикл включения/выключения повторился. Я в это время смотрел фильм и заодно наблюдал за "процессом". Интервал времени выключенной зарядки увеличивался, а интервал времени ее включения сокращался. В итоге зарядка начала включаться лишь на те же самые 10 секунд, что и в самом начале. Было уже поздно. Оставил все как есть и лег спать. По утру увидел, что зарядка не идет. Промерил ячейки аккумулятора и убедился, что из 13 ячеек, только про одну можно было сказать, что она заряжена полностью. Остальные видно, что недозаряжены. Ну, и естественно, общее напряжение аккумулятора вовсе не 54,6 вольта, а гораздо ниже.

Вопрос:
Что это все может означать? Почему BMS так себя ведет? Поначалу я думал, что BMS вырубалась от очень сильного перекоса в напряжениях на ячейках. Даже, не сколько от перекоса, сколько из-за того, что одна ячейка была полностью заряжена. Но когда я те две ячейки разрядил, картина с выключением зарядки через 50 минут повторилась вновь. Получается, что BMS, игнорируя недозаряженные ячейки аккума, вырубает зарядку ВСЕЙ батареи из-за того, что одна ячейка уже зарядилась полностью. Разве BMS не должна с помощью своей электроники и MOSFET-а зашунтировать эту полностью заряженную ячейку и продолжить заряжать остальные ячейки???!!! Что-то как-то это все очень странно, подозрительно и нехорошо. Где же хваленая балансировка ячеек?! В результате я никак не могу заряжать свой аккумулятор. Только если напрямую и убивая при этом перезарядкой уже зарядившиеся ячейки.

Аккумулятор собран из Б/У-шных, (но исправных), ноутбучных элементов. 11 параллелей собраны из Б/У-шных элементов, 2 параллели собраны из совершенно новых элементов. Параллели подобраны по максимальной схожести друг с другом. То есть, явного и сильного перекоса в самих параллелях нет.

Помогите разобраться с этой BMS! Плиииз!
Может она неисправна и по ней мусорное ведро плачет? Или быть может есть какая-то хитрая причина, которая вырубает зарядку и не дает балансировать ячейки?  Или быть может сама балансировка неделю должна идти, не меньше? Хелп!

[BattleCruiser]

Добрый день.
Похоже что ваша БМСка без опции балансировки или балансировочный то очень маленький, т.е. ток заряда 1.5А сильно выше балансировочного тока (10-100мА?). Но работает она правильно!
5 ячейка - 3.66 В. Стандартной БМСкой такая почти полностью разряженная параллель будет дотягиваться около недели, а вы всего-лишь на ночь оставили...
Зарядите вручную через балансирные провода все параллели до 4.2В. Потом разрядите. Возможно, что потом БМСка будет нормально работать.
Если и потом при зарядке у вас будет та же проблема - то вы не правильно подобрали ячейки в параллели, у вас параллели с сильно разной емкостью или внутренним сопротивлением.
Зря вы новые батарейки поставили только в 2 параллели. Лучше бы равномерно добавили во все 13 (по 1 или по 2). Так это очень затруднит нормальную работу БМС.

[илс]

 [user]SlavikSG[/user], Мерять напругу на ячейках надо было ДО подключения Бмс, а не после.
БМСки хорошо работают с идеально отбалансированной батареей, а с той, что у вас, будет работать плохо.
Балансируйте руками, читайте форум и купите селлог, пригодится...

[Steel RAT]

+100500.
Типичная ошибка - собирать батарею из неотбалансированных ячеек.
БМС работает правильно.

Выход - заряжать по 1 ячейке IMAX-ом  без разбора.

[SlavikSG]

Большое спасибо за ваши ответы!

...Но работает она правильно!...

Очень хотелось услышать именно эту фразу.
Значит BMS не в помойку. И то слава Богу!

Я сначала все собрал и подсоединил, а уже потом начал читать соответствующий раздел форума про BMS (до этого другую тему долбил). Сейчас начинаю понимать, что допустил серьезный косяк. Перед сборкой нужно было выровнять все элементы по напряжению. Мне казалось, что это должна была сделать сама BMS. Причем сделать это легко и непринужденно. А оказывается для нее это очень тяжелый и долгий труд. Теперь буду знать. Первый блин комом.

...Зарядите вручную через балансирные провода все параллели до 4.2В. Потом разрядите...

А можно просто разрядить все ячейки до определенного уровня? Мне это пока проще сделать, чем заряжать. Умное ЗУ уже заказано, но пока еще не пришло. Жду.

...у вас параллели с сильно разной емкостью или внутренним сопротивлением.
Зря вы новые батарейки поставили только в 2 параллели. Лучше бы равномерно добавили во все 13 (по 1 или по 2)...

Да. Емкости параллелей разные. Это однозначно! Но вот про то, что новый элемент подключать в параллель к старым - это очень спорно. Очень много суждений прочитал на этом форуме по поводу этого дела. И понял, что если хочется, чтобы элементы в параллелях служили дольше, то их нужно ставить максимально похожими друг на друга. Иначе начнется деградация нового элемента в параллели. Он один начнет работать за всех. А вот для работы BMS получается, что сильный разброс характеристик ячеек - да, это очень плохо. Но в любом случае - все это лишь временный вариант. Новая батарея на новых элементах у меня будет. Но не сразу.

Для меня важнее было понять, что BMS у мене не подохла. А то у меня случилось небольшое ЧП в момент сборки батареи. Я вместо вольт на выходе батареи, замерил ток амперметром, забыв правильно переключить прибор. В результате сделал непродолжительное короткое замыкание. Вот это меня сильно тогда напугало.

...и купите селлог, пригодится...

Да. Про селлог думаю. Но, наверное, селлога на 13S не бывает? Придется одним обходиться, или как-то из двух-трех городить?

Выход - заряжать по 1 ячейке IMAX-ом  без разбора.

Вот как раз IMAX и жду. Должен уже прибыть в ближайшее время. Спасибо!

[BattleCruiser]

Да, достаточно разрядить до одного уровня (3.6В), но при разных емкостях параллелей это будет не правильно, но это все равно гораздо лучше, чем заряжать одновременно ячейки с 4.2В и 3.6В и просто греть БМС.

Про одновременное использование новых и старых батареек можно спорить долго:) Для корректной работы БМС лучше - равномерно распределить ячейки. А для долгой жизни нескольких новых элементов - поставить их в одну параллель:)

Если дружите с паяльником - сделайте прибор, который будет подавать по 4.2В на каждую ячейку через ограничивающий резистор (аналог модельной зарядки). Для вашей батареи такой зарядник будет лучше, чем вариант в БМС.

"Для меня важнее было понять, что BMS у мене не подохла. А то у меня случилось небольшое ЧП в момент сборки батареи. Я вместо вольт на выходе батареи, замерил ток амперметром, забыв правильно переключить прибор. В результате сделал непродолжительное короткое замыкание. Вот это меня сильно тогда напугало." Такое КЗ довольно безопасно для батареи и БМС. По проводам китайского вольтметра сильно больше 20А не потечет - они просто расплавятся (как предохранитель) Т.е. возможно что и БМС даже в защиту от превышения тока не ушла.

[илс]

Да. Емкости параллелей разные. Это однозначно! Но вот про то, что новый элемент подключать в параллель к старым - это очень спорно. Очень много суждений прочитал на этом форуме по поводу этого дела. И понял, что если хочется, чтобы элементы в параллелях служили дольше, то их нужно ставить максимально похожими друг на друга. Иначе начнется деградация нового элемента в параллели. Он один начнет работать за все

Хех, вот фотка с экрана большого "селлога".
Разница по емкости элементов примерно 20%. Снято, когда вел проехал примерно 80% от максимального пробега:

Но я шел на это сознательно т.к. временно езжу с ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ вольтдобавкой. Она должна иметь бОльшую (в идеале - равную) емкость, чем основная батарея на 13S/
Я к тому, что надо подбирать элементы так, чтобы итоговые ячейки имели примерно одинаковую емкость и импеданс. Иначе пробег будет меньше максимально возможного.
==
По селлгогу, можно и один купить. Вот фотка, для понимания:

Спойлер

Косички на на 13S и выше, можно купить у меня или искать в другом месте:



 

[Steel RAT]

[user]SlavikSG[/user], если у вас ячейки различаются по емкости и внутреннему сопротивлению, то вариант разряда до равного напряжения не работает.
Разбаланс останется и его степень трудно предугадать.
Единственный корректный вариант - заряжать по отдельности до 100%.
Тогда БМС точно выйдет на "короткую" балансировку из нескольких циклов.
Далее при разряде БМС же будет вырубать батарею, когда емкость самой слабой ячейки будет исчерпана.
Все-равно в каждом цикле будет некоторый разбег из-за разброса внутреннего сопротивления, но он будет компенсироваться балансировкой при заряде с БМС.

[SlavikSG]

...сделайте прибор, который будет подавать по 4.2В на каждую ячейку через ограничивающий резистор (аналог модельной зарядки). Для вашей батареи такой зарядник будет лучше, чем вариант в БМС...

Да. Еще в одной теме мне тоже самое советуют. А есть какие-то уже готовые наработки, как заряжать ячейки отдельно каждую? Может ссылка какая или схема?

...Такое КЗ довольно безопасно для батареи и БМС. По проводам китайского вольтметра сильно больше 20А не потечет - они просто расплавятся...

У меня советский стрелочный тестер. Китайский мультиметр пока еще в пути...

...Косички на на 13S и выше, можно купить у меня или искать в другом месте...

Спасибо, учту.

А не подскажете мне по теме?.. Почему BMS все время, то включается, то выключается. Что это за процесс такой странный? Что она делает в такие моменты?

[mr.Dream]

А не подскажете мне по теме?.. Почему BMS все время, то включается, то выключается. Что это за процесс такой странный? Что она делает в такие моменты?

Когда напряжение какой-либо ячейки выходит за пределы допустимого, срабатывает аварийное отключение. В случае заряда - чтобы не перезарядить и не закипятить электролит с последствиями. В то же время балансирные резисторы пытаются стравить лишний заряд. В случае разряда - чтобы не допустить глубокого разряда, иначе наступят необратимые изменения в химическом составе електродов/элеектролита, элемент потеряет емкость/вырастет внутр. сопротивление/наступит саморазряд.

[SlavikSG]

...Когда напряжение какой-либо ячейки выходит за пределы допустимого, срабатывает аварийное отключение...

Ага. Это я понял. А когда же тогда должны успевать подтягиваться ячейки, которые еще недозаряжены?! В какие моменты времени?

[mr.Dream]

Ага. Это я понял. А когда же тогда должны успевать подтягиваться ячейки, которые еще недозаряжены?! В какие моменты времени?

Надо считать по току балансировки. В то время, когда одни стравливают заряд, другие его либо получают, либо нет.
При токе балансировки 50мА за 10 часов выравнивание идет 0,5Ампер*часов емкости. Если разбаланс составляет несколько А*ч, то могут потребоваться сутки. Быстрей - вручную подтянуть отставшие, а БМС в процессе эксплуатации (заряда) сделает окончательную добалансировку. Лично мне было лень вручную балансировать, я настроил ЗУ на ток 40мА и просто подождал пару суток, так как батарея не была востребована. В результате все идеально сбалансировалось)

[SlavikSG]

Блин! Запутался еще больше.
Эл. велосипеда у меня еще нет и неизвестно, когда будет. МК где-то в пути и трек номера на посылку нет. Могу заниматься с аккумом сколько угодно долго. И по прежнему не понимаю, когда происходит балансировка, если ток зарядки полностью отрубается самой BMS. Когда, собственно, должны успевать заряжаться недозаряженные ячейки, если BMS постоянно отрубает ЗУ?! И про уменьшение тока зарядки тоже не понял. Ну, допустим, я в разрыв ЗУ поставлю какое-то гасящее сопротивление, ну там, лампу накаливания, или нить вольфрамовую...  Тем самым сведу ток зарядки к минимуму. Чем это поможет самой BMS? Она что, перестанет постоянно вырубаться?

[mr.Dream]

[user]SlavikSG[/user], ячейки заряжаются все вместе, а стравливает только отдельные. Я ставил спопротивление для того, чтобы БМС постоянно не перезаряжала самые шустрые и не отключалась по перезаряду, а держала на некотором уровне, тем самим не вводя ячейки в критические режимы напряжения, чтобы не отбилось на экплуатации.  Если ток балансировки будет равен току зарядки, будет некое равновесие токов, и заряд не будет происходить на ячейеках, на которых работает балансировка. А остальные ячейки будут потихоньку этим током дозаряжаться.
п.с. я просто подобрал сопротивление и забил/забыл на пару дней )

[SlavikSG]

Наверное, без схемы я не соображу. Где ставить сопротивление, какое, где мерить ток балансировки, как грамотно уменьшить ток ЗУ?..

Я сильно не догоняю принцип работы BMS. Такой вопрос:
В BMS что-то происходит, когда она надолго отключает зарядное устройство? Какие-то процессы происходят?

[GANY]

[user]SlavikSG[/user], зачем вы так себе жизнь усложняете? я же писал что ничего не надо. просто зарядите все элементы до 4.2 вольта, подключите бмс и катайтесь. ничего больше не нужно.
разве что заранее вывести какой нибудь порт многовыводный. что бы можно было быстро проверить каждую ячейку через пару месяцев. или через этот же порт зарядить отдеьльные разбежавшиеся ячейки, на тот случай если бмс не справиться с задачей.

[a460]

....
Я сильно не догоняю принцип работы BMS. Такой вопрос:
В BMS что-то происходит, когда она надолго отключает зарядное устройство? Какие-то процессы происходят?

давай я попробую объяснить. когда одна-две ячейки (как у тебя) заряжаются до 4,25 В БМС отрубает всю батарею от зарядки и в этот момент разряжает эти ячейки через балансировочные резисторы (потрогай, они греются). ток через эти резисторы (и махонькие ключи) и есть ток балансировки, который у большинства БМСок обычно 60-70 мА. когда напряжение на  твоих ячейках-выскочках снижается до 4,17 В БМСка снова подключает зарядник и продолжает заряд всей батареи. НО через очень    непродолжительное время (так как остальные ячейки разряжены наполовину и ток зарядки в несколько раз больше тока балансировки) выскочки снова зарядятся до 4,25 В и отключится зарядка, и все остальные ячейки будут ждать пока БМС стравит заряд на выскочках.
Теперь рассмотрим, почему этого не происходит на идентичных и отбалансированных ячейках. Когда все ячейки набирают (почти) одинаково напряжение (ёмкость), то в конце заряда ток снижается до величины меньшей тока балансировки и БМСка успевает стравливать лишний заряд на выскочках не отключая зарядник.
В твоём случае БМС будет балансировать ячейки наверное неделю... плюс минус. Как это время сократить тебе уже писали - либо вручную все ячейки дозарядить, либо снизить ток зарядки до 40 мА.
И потом, при разряде отбалансированной батареи ячейки снова разбегутся, и чем сильнее, тем дольше БМС их будет балансировать.

[Wayfarer]

[user]SlavikSG[/user], БМС работает корректно. По описанию с баллансировкой, ток 40-50ма
Если спешки нет - воткните на зарядку на неделю, потихоньку сбаллансирует.
В случае если 1-2 параллели сильно выбиваются вперед как у вас, я беру лампочку и стравливаю с них заряд немного, потом заряжаю все вместе, так быстрее получается.