BMS für drei 18650-LiON-Akkus mit Tücken

Es gibt Schaltungen, die auf den ersten Blick so einfach scheinen, dass man als erfahrener Elektroniker nichts falsch machen kann. Wie man die Akkus mit dem 3S BMS (Batterie Management System für 3 Akkus) verbindet, um sie zu laden, vor Tiefentladung und Kurzschluss zu schützen usw., das kann man überall nachlesen, z.B. hier: 3S BMS Leider funktioniert das BMS nur zum Laden von Akkus, nicht für den Betrieb einer angeschlossenen Schaltung. „Wo liegt der Fehler?“, fragte ich mich.

Wenn man sich mit dem Controller des Boards und der Schaltung ein wenig intensiver beschäftigt, dann versteht man einige seltsame Phänomene.

Nehmen wir an, die Akkus sind aufgeladen. Sie werden gemäss Schema an das Board angeschlossen. Das ganze kann dann z.B. so aussehen:

Man erwartet nun, zwischen den Anschlüssen P- und P+ eine Spannung von 12,6 V zu messen. Das ist nicht der Fall. Es sind 4,2 V. Wenn man diese Spannung auch nur mit der geringsten Last, z.B. einem 10kΩ – Widerstand belastet, bricht sie sofort auf 0,00 V zusammen. Hier sperrt ein MOSFET, wo er das nicht sollte. Oder?

Zwischen dem Minusanschluss des ersten Akkus (dicker, schwarzer Draht ganz links) und dem roten Anschluss des dritten Akkus (alle Akkus liegen in Serie) finde ich 12,6V. Großartig! So ist die gesamte Schutzplatine sinnlos. Was ist los mit dem 3S BMS?

Nachdem ich Informationen zum Controller BM3451 gefunden hatte und die vermutliche Schaltung zu erahnen war, verstand ich, dass diese Schaltung eine minimale Strombelastung braucht, damit die Discharge MOSFETs (sie schalten die Ausgangsspannung ein) schalten. Diese Information bekommt man nirgends. Alle tun so, als wäre das eine Selbstverständlichkeit. Kein Blog verweist darauf.

Du brauchst z.B. einen 10 kΩ – Widerstand zwischen der Masse (Minusanschluss des ersten Akkus und P- dem Minusanschluss für den Ausgang. Sobald dort ein kleiner Strom fließt – 1,2 mA reichen offenbar vollkommen – schalten die Discharge-MOSFETs freudig die Verbindung zum dritten Akku frei und die Spannung steht bei voller Leistung zur Verfügung. Ich konnte es erst einmal nicht glauben ….

Dieses Verhalten findest du bei an allen Boards des Herstellers. Es funktioniert nur so .. was ich ziemlich „strange“ finde, besonders weil jeder Hinweis fehlt.