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Hallo, hier das final Release mit der Dokumentation zum Thema "simples BMS", aus Gründen der Übersichtlichkeit mit einem neuen Thread: Dokumentation --> Link Hier die Eagle-Dateien (brd), damit kann man direkt bei diversen PCB-Dienstleister die Platinen bestellen: Balancer --> Link Controller --> Link Endstufe --> Link Für den einen oder anderen sicher interessant! Auch wenn ich direkt keinen Bedarf hab gebührt dir für die Arbeit und die Dokumentation ein dickes fettes + RESPEKT! Dem kann ich mich nur anschliessen. War gar nicht so einfach, einige Details zu verstehen. Aber es zeigt auch, was dzu gehört ein Vernünftiges BMS zu bauen. Es war einfach nur excellent. Und Danke für das mitnehmen. Franz Ich habe zwar ebenfalls keinen Bedarf und schon gar keine Ahnung - Aber Danke für das teilen deines Wissens! Hallo Mountainbiker Vielen Dank für dein Werk! Selbst wenn ich das nicht Nachbauen werde/kann war schon die Lektüre ein Genuß. Chapeau! Wie lang wird es wohl dauern, bis die erste chinesische Kopie auftaucht? Mit freundlichen Grüßen Thomas Hallo, es gibt nun ein weiteres PCB für den Balancer für die direkte Montage an den Polen mit Polabstand von 89-94mm (z.B. 200Ah-Zellen von TIPSUN...) Hallo,, es gibt wieder was neues. Ich arbeite an einen Controller für bistabile Relais: Simulation Eagle Schaltung: PCB ist gerade in Erstellung! Klasse Arbeit. Respekt! Hallo, das Layout ist nun fertig und kann zum Testen an den PCB-Hersteller gehen: --> Link Es können beliebige bistabile Relais angesteuert werden (2Spulen/2Coil mit oder ohne internen Schutzdioden), zum MOSFET-Controller wurde auf eine automatische Entriegelung bei UVP und Spannungswiderkehr verzichtet! Hallo, das BMS arbeitet jetzt im Real-Life Betrieb und sorgt für einen sorglosen Betrieb mit 200Ah-Tipsun-Zellen: Übrigens die Pole mit den M6-Gewinde der "blauen" Zellen sind schlicht ausgedrückt "Scheiße". Da Material ist sehr weich und extrem kurz (ca. 5mm). Die mitgelieferten Gewindestifte haben ein "rundes Gewinde" (keine scharf geschnittenen/gerollten Gewindegänge). Ergebnis -> 2 Stifte mußten mit Loctite Superfest fixiert werden. Ein Festziehen mit einem "anständigen" Drehmoment ist nicht erreichbar. Ein kompletter Zyklus der initialisierten ist schon getestet, d.h. Laden bis Endspannung 14,4 V mit anschließenden Entladen bis UVP/LVP (das BMS schaltete wie erwartet ab), dabei zeigte sich bereits eine Streuung der Zellen: Zelle 1: 2,89V Zelle 2: 2,89V Zelle 3: 2,65V Zelle 4: 2,89V Beim anschließenden Volladen konnte das Monoflop BMS die Zellen sauber einfangen, der nächste Zyklus läuft gerade mit Datenlogger! Hallo, der zweite Entladezyklus ist nun abgeschlossen - LVP wurde ausgelöst (Spannungslog ist gelaufen und es wurde sporadisch der Strom gemessen): und mit Excel ein Diagramm dazu: Ergebnis - die angegebene Kapazität von 200Ah wird eingehalten, sogar ziemlich genau (maximal 2% Abweichung). Irgendwie schade das die Pole/Terminals so schlecht mechanisch ausgeführt sind, ansonsten wären das keine schlechten Zellen (zumindest bei moderater Belastung). Einen Belastungstest konnte ich noch nicht durchführen. Von meiner BMS-Entwicklung bin ich begeistert! Ich habe es bisher nicht geschaft die Zellen so weit ausser Tritt zu bringen, dass beim Laden mit Standard-Blei-Ladetechnik ein OVP ausgelöst worden wäre! Hallo, mittlerweile konnte ich meine erste Analyse mit einem Kapazitätsmesser/elektronische Last überprüfen! Leider gibt es keine guten Nachrichten über den "blauen" Tipsun Zellen, die Zellen halten die angegebene Kapazität nicht ein!!! Gemessene Kapazität beträgt 183Ah (bei angegebenen 200Ah), das ist eine Abweichung von 8,46%. Hier der zugehörige Spannungs-Log: Alle Zellen waren vor dem Test vollgeladen auf 3,6V und ausbalanciert (Top-Level-Balancing). Entladeschluß war bei der schwächsten Zelle bei 2,65V. Wenn man das Datenblatt heranzieht, wird von folgenden Bedingungen für einen Kapazitätstest ausgegangen: No. Parameter Specification Condition / Note 2.1.1 Typical capacity *200Ah At a 1C discharge current (25±2°C CC+CV) 2.1.2 Minimum capacity *200Ah At a 1C discharge current (25±2°C CC+CV) Standard Discharge: A discharge current of 1/3 C as set out in paragraph 2.3.1 with a discharge cut-off voltage of 2.5V as set out in paragraph 2.3.5; State of Charge or SOC: The linear scale of charge held by a cell as measured by capacity either in Ah or Wh. 100% SOC means a cell is fully charged at 3.65V while 0% SOC means a cell is fully discharged; D.h. entgegen meinen Parametern wird hier eine Volladung auf 14,6V gesamt /3,65V pro Zelle und eine Entladung bis 2,5V angenommen - was aber für Lebensdauer nicht so zuträglich ist. Wenn man das mit betrachtet wird wohl die Abweichung auf ca. 5% sinken. Trotzdem der Wert "Minimum capacity *200Ah" wird nicht eingehalten! Hallo, ich habe einen weiteren Zyklus durchgeführt und konnte einen Fehler des chinesischen Kapazitätsmesser eliminieren - Problem hierbei: stellt man den Entladestrom, dann wird ab eines gewissen Stroms (Anzeige bei ca. 9,46A), dieser nicht mehr korrekt angezeigt und die Kapazität falsch berrechnet. Mit einem Strommessgerät habe ich die Einstellung optimiert und konnte den Fehler auf ca. 1% verkleinern. Das Ergebnis sieht dann schon besser aus: >193Ah -> Abweichung vom Soll ca. 3%. Die BMS/Balancerschaltung fängt übrigens trotz ständiger Entladung bis auf UVP/2,65V (schwächste Zelle) den Akkupack zuverlässig ein und startet zuverlässig nach Wiederkehr der Ladespannung. Trotz dieser Strapaze wurde bisher beim Volladen niemals eine OVP-Abschaltung durchgeführt (Zugegeben, der Ladestrom ist leider auf 5A limitiert, da mir eine andere Ladetechnik hier vor Ort nicht zur Verfügung steht)! Hallo MontainBiker
Danke für deine Meßergenisse. Die sind was Wert. Ich kenne jetzt nicht deine Ausstattung des Womo. Aber die Kapazität wirst du dort auch messen können. So meine Einschätzung. :mrgreen: Intressant wäre dann ein Vergleich damit. Und auch ein Vergleich mit höherer Last. Wie sich die Kapazität dann ändert. Aber wie ich dich kenne, intressiert dich das selber. Gruß Franz
Gratulation zu der Entwicklung!! Gruß Andreas Ich bin erstaunt was du da auf die Beine gestellt hast. Mein Respekt ! Wird das ein käuflich zu erwerbendes Produkt werden ? grüß Jürgen Hallo, ich habe für alle die das BMS selber aufbauen wollen die PCBs verfügbar gemacht und eine ausführliche Beschreibung der Schaltung mit den Stücklisten erstellt. Ich habe keinerlei kommerzielles Interesse, deshalb wird es auch kein Fertigprodukt geben (es wäre aufgrund des Preises nicht konkurenzfähig, da die verwendeten Bauteile zwar sehr hochwertig sind aber auch sehr teuer)! Hallo, es gibt wieder was neues! Um den Verdrahtungsaufwand zu minimieren habe ich jetzt ein Design und PCB realisiert für die onTop-Montage mit M6 oder M8. Außerdem habe ich den ersten Prototypen für mein BMS mit bistabilen Relais (250A): Der Controller für das bistabile Relais funktioniert tadellos und sperrt sich vor ungewollten Wiedereinschalten automatisch. Ein manuelles Wiedereinschalten ist nicht vor Ablauf einer durch einen einstellbaren Timer eingestellte Zeit möglich! Durch den Schalter ist ein Einschalten und Ausschalten jederzeit möglich (Ausnahme bei offenen Balancer-Loop)! Schaltplan: Layout: Hallo, die Balancer für direkte Montage an den Polen sind endlich fertig. Der erste Test ist gelaufen - durch die direkte Montage ist die Präzision bei der OVP-Abschaltung wesentlich besser, da diese bei max. Balancerstrom erfolgt ( Kabelwiderstand, Sicherung, Übergänge) -> Unterschied ca. 50-100mV! Hier das PCB montiert am Meßadapter!
Sehr schöne Arbeit, klare Beschriftung, das lässt das Herz hüpfen (im positiven Sinne) Gruß Andreas Hallo, Meine allergrößte Bewunderung, wie Du das überhaupt kannst, und so übersichtlich und klar. So sollte ein Produkt sein, das man kaufen kann. Gruß Klaus Hallo Mountainbiker, ein sehr interessantes und gut dokumentiertes Projekt, alle Achtung. Da ich in Erwägung ziehe, auf LiFePo4 umzustellen, befasse ich mich mit dem Gedanken des Nachbaus. Hat schon jemand dein Projekt nachgebaut? Vielleicht besteht auch Interesse, Leiterplatten und/oder Bauelemente gemeinsam mit anderen Interessenten zu besorgen. Zur Stückliste habe ich eine Frage. Ist es richtig, dass die Stückliste nicht mit den Schaltplänen übereinstimmt? Es kommt ja in allen Schaltplänen z.B. R1 vor. Gibt es eine Möglichkeit der Zuordnung zu den Platinen "Balancer" und "Controller bistabil" oder geht es nur über den Schaltplan? Ich habe aktuelle keine Eagle-SW auf meinem Rechner. Gruß spider53 P.S. Das wäre nach fast 50 Jahren wieder mal ein Projekt mit NE555. Damals war es ein Scheibenwischerintervallschalter für die Ente, das muß 1974 gewesen sein. Manche ICs halten sich wacker. Hallo, die Stückliste bezieht sich auf den Gesamtschaltplan! Ich hoffe Du kannst mit den Rastermaßen für die Kondensatoren etwas anfangen. Achtung auf die Bauteiltoleranzen (Widerstände). Wichtig ist der Spannungsteiler für den Balancerteil (0,1%) - soweit wie es geht (vor allem die großen Werte). Generell empfehle ich 1% (ist ja mittlerweile Standard)! Die Bestückung am PCB mit den Aufdruck im Bestückungsplan und Baugruppenschaltplan (das wiederholt sich für die Balancer 4x) suchen !!! Die Platinen würde ich bei Aisler bestellen - gute Qualität und preiswert! Die Linear Technology ICs als DIP8/DIL8 und DIP2-Mosfets gibts nur bei Mouser! Du willst die Relaisvariante (einfacher) nachbauen oder? Von Gruner gibt es das Relais zu einem guten Preis --> Link! Willst Du die Balancer als Top-Montage? Ja der NE555 - ich benutze mit Absicht die TTL-Version und nicht die CMOS, da diese "spannungsfester" ist (bis 18V) und robuster - dafür ein paar mA mehr Verbrauch der Gesamtschaltung! Das Gute an der Sache die Baupruppen lassen sich jederzeit und gut reparieren, wenn Du nichts verpolst, dann halten die Dinger nahezu ewig! Übrigens habe ich alle Dateien gerade upgedatet! Damit ist der letzte Stand verfügbar! Hallo Mountainbiker, vielen Dank für die schnelle Reaktion. Ich bin noch in der Findungsphase. Wenn es von den Zellen her passen sollte, würde ich die Polvariante natürlich bevorzugen. Die Gruner-Relais habe ich schon, direkt von Gruner zu einem drittel des Preises aus deinem Link. Aber da bekommt man nur ein paar Muster, ansonsten muß man 96 Stück en Block abnehmen. Ich benutze es bereits bei meiner jetzigen AGM-Batterie, da ich die bestehende Elektrik unseres Laikas schon im ersten Jahr zum großen Teil umgebaut habe. Da ich ein Votronic Triple eingebaut habe, wäre der Umstieg auf Lithium an dieser Stelle mit ein paar DIP-Schalter-Umstellungen erledigt. Es wäre schon interessant, ob sich noch andere für einen Nachbau interessieren. Bei festen Zusagen würe ich auch bereit, eine Sammelbestellung abzuwickeln. Also, wo sind die Interessenten? Gruß spider53 Hallo Mountainbiker, in der Zwischenzeit habe ich Eagle installiert und kann die Baugruppen ansehen. Leider konnte ich das Eagle-File für die Top-Balancer nicht finden, habe ich es übersehen? Aus dem PDF heraus ist es mir nicht gelungen, die Files herunterzuladen, das funktioniert offensichtlich nicht. Wäre es daher möglich, dass du für die Top-Balancer und den Relais-Controller die aktuellen *.sch und *.brd Files zur Verfügung stellst? Oder stelle ich mich nur zu dumm an, um die Files aus dem PDF aufzurufen? Vielen Dank für deinen Einsatz! Gruß spider53 Hallo Mountainbiker, vielen Dank, aber der zweite Link ist das File "controller_small_V2.brd" und nicht für den Controller bistabil. Ich habe inzwischen Zellen mit 176Ah gefunden, muß aber erst noch messen, ob sie in der Höhe (incl. Balancer) passen, sobald das Womo aus dem Winterlager kommt. Die Preise für Lithiumzellen steigen zur Zeit wohl täglich, gestern €489, heute €499 für 4 Stück. Gruß spider53 Hallo bin auch am überlegen ob ich mir einen fertigen LiFePO4 kaufe oder doch selber baue. Das mit dem Monoflop BMS hört sich interessant an, bin aber noch nicht wirklich in die Tiefe gegangen, wird wohl meine Wochenendlektüre. Darf man fragen mit welchen Kosten man ca. rechnen muß um dieses Projekt umzusetzen. Danke schon mal Gruß Joachim Hallo,
Diese Frage ist natürlich sehr schwer zu beantworten, denn ich weis ja nicht wo Du die Komponenten beschaffen möchtest! Balancer (pro Stück Bauteil): z.B. -PCB bei Aisler 5-10 Euro (je nach Anzahl und Qualität - verzinnt oder Gold/vernickelt ist halt teurer, 12er Pack oder nur 3...) -alle Halbleiter und ICs ca. 15 Euro (Mouser) -Widerstände (1% Metallschicht) ca. 0,02 Euro pro Stück (100er Pack) -Widerstände (0,1% Metallschicht) ca. 0,25 Euro pro Stück (10er Pack) -Fassungen, Jumper, Kondensatoren, LED, Stecker, Klemmen, Isolator TO220... als Gold/vernickelt Top-Bancer ca. 35-40 Euro (je nach Stückzahl) z.B. Controller (bistabil) ca. 25-35 Euro (Bauteile und PCB verzinnt); z.B. Controller (MOSFET) und Endstufe ca. 120-150 Euro (Bauteile und PCB Gold/vernickelt); Das sind keine "Apothekenpreise"! Hallo Mountainbiker war mir schon klar, daß das keine 2,95 € Ausführung ist, dafür ist es zu hochwertig. Mir reicht das mal als Hausnummer, jetzt kann ich mir überlegen was ich mache. Danke nochmal Joachim Hallo Mountainbiker, ich habe mal geschaut, wo man die Bauteile bekommt. Hierbei bin ich auf unerwartete Schwierigkeiten gestoßen. Bei verschiedenen Widerstandswerten habe ich keine Bezugsquelle für bedrahtete Widerstände mit 0,1% gefunden (36k, 487k, 820k, 2,2M) . Mit SMD ist es kein Problem, die zu bekommen. Hast du eine Bezugsquelle, die du nennen kannst? Die Platine für den Controller habe ich bei Aisler schon mal bestellt. NE555 habe ich noch ausreichend auf Lager. Dann kann ich schon mal meine jetzige Relaisansteuerung ersetzen (Impuls über einen Kondensator). Er würde mich freuen, wenn du helfen könntest. Im Voraus besten Dank. Gruß spider53 Hallo, was soll ich sagen - passt!!! Biker, du weisst, dass ich die Konzeptidee nicht teile, ohne jeden Vorwurf. Aber alleine für die Ausführung bekommst du nicht nur einen Gutn, sondern hast meinen höchsten Respekt! Hallo, hier folgt die Verschaltung der OnTop-Montage Balancer und des Relais-Controllers mit dem Gruner-Relais! Hallo, ich habe am Wochenende meinen 200Ah Prototypen nach längerer Standzeit (>4 Monate) mal wieder nachgeladen - was soll ich sagen. Es gingen keine 5Ah "hinein". Nach weniger als eine Stunde waren alle Zellen wieder synchron bei 3,6V -> sorglos! Natürlich ohne OVP-Abschaltung :) Was ist den OVP? Kenne ich nicht, hatte ich noch nicht.... :mrgreen: Hallo, es gibt wieder etwas neues: der finale Akku mit bistabilen Relais und Monoflop BMS ist fertig: was soll ich sagen, alles funktioniert wie es sein soll! Hallo saubere Arbeit und gut ausgeführt. Meinen Respekt hierfür. Ich würde allerdings noch eine Abdeckplatte im Abstand von ca. 2 cm obendrauf setzen um zu verhindern daß da eventuell mal was Metallenes reinfällt und dir die Elektronik schrottet. Alternativ, Isolierspray über die ganze Platine. Gruß Joachim Hallo, hier ein Nachtrag zum Gehäuse: Stückliste: GFK/2mm 1x 286mm x 182mm (Deckel) GFK/2mm 2x 286mm x 260mm (Seitenwände) GFK/2mm 1x 226mm x 176mm (Boden) GFK/2mm 2x 200mm x 176mm (Trennwände) GFK/1mm 3x 200mm x 176mm (Trennwände) GFK/2mm 1x 220mm x 176mm Platte Minuspol GFK/2mm 1x 260mm x 176mm Platte Pluspol/Frontplatte 4 Stk. 3D Würfelverbinder 20 B-Typ Nut 6 2 Stk. Aluprofil 20x20 B-Typ Nut 6 Länge:246 mm 2 Stk. Aluprofil 20x20 B-Typ Nut 6 Länge:240 mm 2 Stk. Aluprofil 20x40 B-Typ Nut 6 Länge:240 mm 4 Stk. Aluprofil 20x20 B-Typ Nut 6 Länge:136 mm 8 Stk. Innenwinkel 20 B-Typ Nut 6 M5 50 Stk. Befestigungsschraube M4x6 50 Stk. Unterlegscheibe M4 50 Stk. Hammermutter B-Typ Nut 6 Übrigens, diesmal habe ich die Zellen nicht initialisert und einfach mal das BMS-Strapaziert. 5A-Ladegerät von Victron angeschlossen und einfach "Laden" lassen. Die Zellen waren anscheinend nicht viel auseinander, die Balancer haben die Zellen eingfangen und nach 24h waren die Zellen nur ca. 10mV auseinander. Es gab keine OVP-Abschaltung, Ein Delta von 10mV in der Ladespannung 14,35V ->14,36V ist am Schluß auch vom Start des ersten Balancers und dem letzten Balancer und genauso 10mV Blancer-Stop des ersten Balancers und dem letzten Balancer.
Einfach schön!! Kompliment Gruß Andreas |
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