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Elektroautos
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31
Erster Beitrag:
vor 8 Jahren
Letzter Beitrag:
vor 7 Jahren, 8 Monaten
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mc-elli, Heiner Sietas, R.M, Bernd Schlueter

BMS gesucht

Startbeitrag von mc-elli am 05.06.2010 22:57

Ich suche für meinen E-Berlingo ein BMS gerne auch mit Einzelzellenüberwachung und/oder Balancer.

Hat jemand von euch in seinem Saxo/Berlingo oder 106/Partner schon so ein System verbaut?

mfg René (Der ganz langsam Duchblickende :-) )

mfg René

Antworten:

Ich denke seit längerem über die Installation von Anhängersteckern an den bei Dir vier Boxen nach, an denen man die Akkus einzeln messen und nachladen kann.
Oder denkst Du an einen Umstieg auf Lithium??
Wenn Du eine Hebebühne benutzen kannst, kommt natürlich auch Ausbau, test und Neusortierung der Akkus in Frage, mit Stützung des schwächelnden Kastens durch einen Ausgleichswandler, Eigenbau.
Beispiel: Nachladen eines schwachen 6er-Kastens kapazitiv aus einem benachbarten guten 7er-Kasten. Wenns passt...
Ich habe Zugriff auf eine Hebebühne und möchte umsortieren, dann Stützung der Schwachen durch Zusatzakkus.


von Bernd Schlueter - am 06.06.2010 06:06
Ich hatte vor mir die einzelnen Abgriffe in einen Harting stecker im Fahzeuginneren bzw. Motorraum zu ziehen jeden abgesichert mit einer 20A Zwischensicherung direkt am Pol das mir der Berlingo nicht mal abbrennt. Über diesen Harting kann ich die Zellen dann einzeln Ausgleichen und später wenn ich viel Geld gespart :-) , und das richtige gefunden habe das BMS anschließen. Neusortieren wollte ich eigentlich nicht unbedingt, mir fehlen im Moment auch die Möglichkeiten (ordentliches Ladegerät mit aufzeichnung der Lade/Entladekurven bzw. Messen der Kapazitäten). Hebebühne habe ich leider auch nicht, ich kann nur mit einem Hubwagen dienen auf den ich den Kasten abstelle um dann den Berlingo mit meinem Lufthebern anzuheben um die Kästen vor zu ziehen. Ob das in der Praxis dann auch so "einfach" geht wird sich zeigen :-)

gruß René

von mc-elli - am 06.06.2010 13:42
Hubwagen und "Luftheber", das reicht doch. Je mehr Kästen draußeb sind, desto leichter wird es, die vier Kästen herauszunehmen. Kann man dann auch in das auto hieven, alle hintereinander anschließen und laden und entladen. Dabei siehst Du, welche Blöcke schwächeln.

von Bernd Schlueter - am 07.06.2010 06:25
Zitat

Hubwagen und "Luftheber", das reicht doch.


Keine Angst Bernd der Ausdruck "Luftheber" ist kein Pseudonym für einen Wagenheber, es handelt sich hierbei wirklich um Luftheber. Ich habe aus Feuerwehrbeständen ein paar Lufthebekissen von Vetter (ähnlich wie auf dem Bild, nur größer und niederdruck 0,5bar) mit den ich den Berlingo auf allen seiten gleichzeitig auf maximal 65cm anheben kann.



mfg René

von mc-elli - am 09.06.2010 07:25

"Similiauto, hebe Dein Bein"

Dann musst Du aber die Bienen fernhalten, wenn Du gerade unter dem Auto liegst!

Ist ja ne Superidee! Kann man auch unterwegs mitnehmen. Mal rechnen: 0.3m² bei 0,3 bar, macht 900kg, die man anheben kann.
Die LKWs haben doch auch so schöne Federblasebälge und mein C5 ist da auch sehr findig, der machts mit seiner Hydraulik.
Der ist eigentlich ideal für den Elektroantrieb:
erster Knopfdruck: ablassen
zweiter Knopfdruck: Batteriekästen stehen auf der Straße oder in der Garage.
Antrieb nach Wahl.
7 Akkus wiegen mit Gehäuse ca. 120 kg.
Das BMS bin ich dann.

von Bernd Schlueter - am 09.06.2010 09:34
Hallo René,

ich habe nach einem Ausfall von 5 Akkus bei meinem Saxo dein Vorhaben bereits umgesetzt.
Die Kästen sind nun über eine Industrie-Steckverbindung von Weiland mit Schutzklasse IP55 und max 16A verkabelt. Die von Bernd angesprochenen Anhängerkupplungen sind zwar wesentlich billiger, haben aber in guter Ausführung nur IP44 und es würde auch nicht sehr professionell aussehen, der TÜV würde sich da wohl sehr schnell die Nase dran stossen.
In den Kästen befinden sich 15A Sicherungen. Weiter geht es dann über 1,5 qmm an die Stelle, wo beim normalen Saxo die Schalthebel durchs Bodenblech gehen. Da ist nur ein dünnes Blech verklebt und geschraubt und man kommt mit den Kabeln ganz gut durch, natürlich wieder mit Gummimuffe versehen und gut mit Montagekleber verklebt. In der Mittelkonsole habe ich dann noch 10A Sicherungen verbaut, damit ich nicht gezwungen werde, an die Kästen wieder ranzugehen, wenn mal ein Kurzer passiert.
Nun fahre ich bereits einem Monat mit händischer Unterstützung der einzelnen Akkus und muss sagen, der Aufwand hat sich schonmal gelohnt.
Derzeit hängen als Übergangslösung 5 CellLog8 (LI Zellenwächter) an den Akkus. Die können eigentlich nur jeweils 8 LI-Zellen mit 3,2V überwachen, aber mit einem Spannungsteiler habe ich einen Akku an jeweils 2 Ports gehängt (der Saxo hat nur 20 Akkus). Ich sehe dann zwar nur die halbe Spannung am Gerät, aber wenn ein Akku einbricht, piepen die Wächter mich nun an und ich stecke eine Ladeschaltung auf den jeweiligen Akku.
Die Ladespannung stammt aus einer Strom begrenzenden Schaltung, die aus einem von der gesamten Fahrspannung galvanisch trennenden DC/DC Konverter 24V bekommt. Somit starte ich erst dann wieder die normale Ladeprozedur, wenn die Akkus einigermassen ausgeglichen sind und ich fahre alle Akkus leer. Sie driften zwar wegen dem unterschiedlichen Innenwiderstand schnell wieder auseinander, aber das bekomme ich ja nun mit. Meine Akkus stammen übrigens aus unterschiedlichen Jahrgängen, von 1995 bis 2003 ist fast alles dabei.
Das Balancing per Hand ist aber nur eine Übergangslösung. Die Schaltung für einen mc gesteuerte Relais Karte sowie das Ladeprogram an sich ist bereits fertig, allein muss ich mich jetzt an das Platinenlayout machen. Da meine Frau sich wohl nicht ohne Automatismus wieder in den Wagen setzt, ist der zeitliche Druck hier sehr hoch..., sollte also nicht mehr so lange dauern wie die Verkabelung im letzten Winter.
Wenn Du hier Interesse an weiteren Details hast, so melde Dich einfach. Ich bin gerne bereit, Bezugsquellen und Schaltungen zu liefern, allein Löten mußt Du selber.
Gruß,
Heiner Sietas
2005er Saxo aus Hamburg


von Heiner Sietas - am 12.06.2010 07:17
Hallo Heiner,

erstmal danke für deinen informativen Beitrag. Ich komme aus der Industrieelektronik und Harting ist ein bekannter Name aber ich hätte auch die Weiland Steckverbinder genommen sind ja gehäusetechnisch Baugleich mit den Harting´s nur viel preiswerter. Das mit der Selektivität hatte ich bei mir auch geplant um die Kästen wegen einer durchgebrannten Sicherung nicht nochmal abbauen zu müssen. Ich hatte geplant an jedem Akkukasten einen "Harting" zu montieren und die einzelnen Kabel im Motorraum zu sammeln und auf einen großen "Harting" zu führen wo später das BMS angeschlossen wird. Mein Hauptproblem besteht im Moment darin das ich noch kein "richtiges" BMS für meinen Fall gefunden habe. Ich habe mir das von Gero angesehen aber das hat auch kein aktives Balancing außerdem habe ich von ihm noch nicht die Info erhalten ob das BMS an den "Harting" angeschlossen werden kann oder ob die einzelnen BMS-Module zwingend direkt im Akkukasten an den Zellen montiert werden müssen. Ein Balancing von Hand wäre bei mir auch nur eine Übergangslösung.
Zitat

Die Schaltung für einen mc gesteuerte Relais Karte sowie das Ladeprogram an sich ist bereits fertig, allein muss ich mich jetzt an das Platinenlayout machen.Da meine Frau sich wohl nicht ohne Automatismus wieder in den Wagen setzt, ist der zeitliche Druck hier sehr hoch..., sollte also nicht mehr so lange dauern wie die Verkabelung im letzten Winter.
Wenn Du hier Interesse an weiteren Details hast, so melde Dich einfach. Ich bin gerne bereit, Bezugsquellen und Schaltungen zu liefern, allein Löten mußt Du selber.


Wenn dein Projekt "produktionsreif" ist melde ich hiermit schonmal interesse daran an, natürlich nicht umsonst. Das Problem besteht nur darin das ich 27 Akku´s habe und deine Schaltung daraufhin geändert bzw. komplett neu entwickelt werden müsste :-(
Löten ist für mich kein problem, ich denke mal es gehört zu Grundvoraussetzung beim Erwerb eines Elektroautos :-)

Eine Frage quält mich aber noch: Du hast einen Saxo von 2005 und Akku´s aller Jahrgänge?
Wie kommt das?

mfg René

von mc-elli - am 12.06.2010 18:52
Hallo Renè,

27 Akkus
Meine Schaltung arbeitet zur Spannungsmessung und Steuerung der Ladespannung mit zwei Multiplexer SN74154, die insgesamt 32 Ports aufweisen. Für 20 Akkus benötige ich 22 Ports, es ist also noch ein wenig Luft nach oben, 27 sollten also angesteuert werden können. Ein neues Platinenlayout für die Relaiskarte oder deren Erweiterung ist dann aber nötig.

2005er Saxo und alte Akkus
Ja, ich habe mich leider vom Verkäufer des Wagens täuschen lassen.
Der Wagen wurde wohl ohne Akkus in Italien veräussert, ich habe dann aus Wien den Wagen inklusive Akkus erstanden. Ich vermute, die Akkus wurden auf dem Gebrauchtmarkt zusammengekauft und man hat dabei genommen, was eben da war.
Bei mir sind dann innerhalb von 4 Wochen vier Akkus kaputt gegangen, hatten sich schöne Löcher in die Zellenaussenwand ausgestaltet.
Bei der Verkabelung habe ich dann also fünf 97er Akkus ausgetauscht und alle anderen einzeln protokolierte Entlade/Ladeprozedur unterzogen. Und was die Protokolle schon angedeutet haben, Nach einigen Ladezyklen und Autobahnfahrten sind wieder drei Akkus mit einer Zelle weniger unterwegs. Ist halt schwer, auf der Autobahn im richtigen Moment die Akkus zu stützen, wenn es nicht automatisch geht...
Wer also Säfte ab Jahrgang 2000 mit mehr als 80% Kapazität noch zu verkaufen hat, möge sich bei mir melden, bin ein dankbarer Abnehmer

Gruß,
Heiner

von Heiner Sietas - am 13.06.2010 06:32
Zitat

27 Akkus
Meine Schaltung arbeitet zur Spannungsmessung und Steuerung der Ladespannung mit zwei Multiplexer SN74154, die insgesamt 32 Ports aufweisen. Für 20 Akkus benötige ich 22 Ports, es ist also noch ein wenig Luft nach oben, 27 sollten also angesteuert werden können.


Kann der SN74154 Spannungen messen, ist doch nur ein Demultiplexer mit TTL Logik oder irre ich mich da?
Bekommst du bei deiner Schaltung die einzelnen Spannungen dann irgendwo auch angezeigt, auf nem LCD o.ä.?
Kannst du mir mal ein Prinzipschaltbild der Schaltung schicken? (Keine Angst ich will kein geistiges Eigentum klauen nur die funktionsweise deiner Schaltung verstehen)

mfg René




von mc-elli - am 13.06.2010 18:42
Hallo

Würde mich auch interessieren wie die Potenzialtrennung gelöst istdie Spannungen gegenüber Masse und den einzelnen Ausgängen sind doch viel zu hoch, mehr als 50V Differenzspannung vertragen doch die wenigsten Bauteile.

Ich habs zwar auch ohne Potenzialtrennung gelöst, aber die Lösung ist und bleibt nicht optimal da sie eine hohe Wandlerauflösung erfordert.

Gruß

Roman


von R.M - am 13.06.2010 21:28
Hallo zusammen,
also hier mal der Versuch das Prinzip zu erklären:
Der mc bringt einen eigenen 12-Bit A/D mit, der die per Spannungsteiler angeglichene Akkuspannung misst, Umrechnung geht dann per Software.
Die Auswahl der zu messenden Akkuspannung erfolgt über die Multiplexer Schaltung (zwei SN74154 mit 4 Ports parallel angesteuert, mittels Inverter über fünften Port ausgewählt).
An den schaltenden Ports des SN74154 hängen Relaistreiber (UNLN2803) und folgend Reedrelais, die die zu messende Spannung auf den mc bringen (ja. zwischen Multiplexer und Treiber hängen auch noch Inverter, der SN74154 schaltet mit Low).
Somit steuere ich nacheinander alle Blöcke an und messe die Spannung, es kommt zum Vergleich und der Entscheidung, einen Akku für eine eingestellte Zeit (60sec) mit der Ladespannung zu verbinden. Die Auswahl erfolgt hierbei mit selber Schaltung, nur habe ich noch verschwiegen, dass zusätzlich zu den Reedrelais weitere Spulen-Relais mit dranhängen, die zentral schaltbar mit einer Spulenspannung versorgt werden. Hierfür werden zwei Ausgänge der Multiplexer Schaltung, Monoflop und Reedrelais benötigt. So wird dann die Ladespannung auf den ausgewählten Akku losgelassen.
Halt, bevor der Ladestrom fließt, kommt noch eine Prüfung, ob der Ladespannungspegel auch auf Null ist (zweiter A/D des mc oder digitaler Eingang). Es könnte ja ein Spulenrelais mechanisch kleben bleiben.

Bedienung und Anzeige
Da ich schnell fertig werde will, habe ich es mir beim verwendeten mc einfach gemacht und zum fertig mit Display aufgebauten JavaControlUnit JCU10 gegriffen. Das Ding kommt mir als Informatiker auch wegen der Programmierung in Java sehr gelegen. Meine Assembler Erfahrungen sind 25 Jahre her und beschränken sich auf einen Z80 für die Haussteuerung.
Kenne mich daher nicht mit den aktuellen mcs aus. Wer die JCU mit 70,- ¤ nicht mag, eine billigere Alternative hierfür sollte es geben und mit den notwendigen 5 digitalen Ausgängen und zwei A/Ds sind die Anforderungen nicht gerade hoch.
Für die nachfolgende Analyse logge ich dann noch über die serielle Schnittstelle der JCU die gemessenen Daten, hier hängt ein fertiger serieller Logger mit SD Karte dran.
Aus aktuellem Anlass (Zellenverlust bei drei Akkus) muss ich an der Software aber noch mal ran und die gemessenen Spannungen bewerten. Ansonsten bekommen nur die bereits geschädigten Akkus die Ladespannung ab und die noch heilen, aber etwas schwächelnden Akkus kriegen nichts ab.

Ich hoffe, meine Ausführungen waren verständlich und ihr habt einen Überblick über das Prinzip bekommen, ansonsten gerne nachhaken. Die Steuerschaltung wird natürlich mit einer galvanisch von den Akkus getrennten Spannung versorgt, nicht mit der 12V Bordspannung. Die liegt vom Pegel irgend wo in der Mitte der Fahrspannung.

Gruß,
Heiner







von Heiner Sietas - am 14.06.2010 11:47
Hallo Heiner

genau das habe ich vermutet als du in dem vorherigen Beitrag von dem Multiplexer und der Relaiskarte geschrieben hast. Du kannst mit deiner Schaltung die Blöcke ja nur nacheinander Messen und das in einem zeitlich "großen" Abstand sonst würde deine Relaisplatine wie eine Rechenmaschine aus dem Mittelalter klingen :-) Während du einen Block lädst kannst du die anderen auch nicht überwachen. Warum benutzt du nicht 20 externe A/D Wandler und fragst diese Digital über deinen mc in einem z.B. 1kHz Takt ab, du hättest damit die volle Kontrolle über deine Blöcke auch während der Ausgleichsladung einzelner Akku´s die du ja weiterhin über deine Relaiskarte realisieren kannst und es würde sich dann auch viel mehr lohnen die Daten extern zu loggen um die Spannungsverläufe der Akku´s z.B. unter Last zu sehen. Dein mc kommt mit Sicherheit mit diesem Aufbau auch klar es kämen lediglich ein "paar" Bauteile auf der Platine dazu und der Programmieraufwand wird etwas größer aber das dürfte für dich sicher kein Problem sein. Der einzige Nachteil an diesem Aufbau besteht nur noch darin das man nur einen Akku gleichzeitig "Ausgleichsladen" kann aber das kann man denke ich verschmerzen.

Was sagst du zu dieser Lösung?

mfg René



von mc-elli - am 14.06.2010 17:23
Hallo René,

wie sieht es denn mit der galvanischen Trennung der externen A/Ds voneinander aus?
Ich glaube, das funktioniert nicht so einfach, hatte es daher verworfen.
Damit ich keine "Rechenmaschine" wie die Z3 von Zuse nachbaue, habe ich ja die Reedrelais verwendet. Die Spulen werden erst zum Laden geschaltet, die Spannungsmessung sollte eigentlich mit einem Takt von ca. 1/20 sec erfolgen und liefern dabei keine merkbaren Geräuschei. Die normale Schaltzeit eines Reed liegt doch wohl unter 1ms und die verkraften locker 10hoch10 Schaltspiele.
Die Messung aller Akkus innerhalb von einer Sekunde sollte auch für die Lastmessung eigentlich kein Problem darstellen, oder? Derzeit erhalte ich mit meinen CellLog8S auch nur Information im Sekundentakt.
Wenn du hier trotzdem bedenken hast, bin offen für alles.
Ich hatte mir anfänglich einen relativ neuen Baustein rausgesucht, der mir die Aufgabe ziemlich abnimmt und das Layout extrem vereinfachen würde:
LTC6802-1
( [www.linear.com] )
[www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1037,C1134,P86662]

Der lässt sich auch nach Angabe von Linear in Serie schalten und kann somit bis zu 1000V Anlagen überwachen. Allein fehlen mir hier die Bezugsquellen, gerne würde ich auf die Reeds verzichten.
Siehst Du hier eine Chance? Kommst ja wohl aus der Branche, oder?

Man kann mich auch telefonisch unter 04055760801 erreichen, wird auch weitergeschaltet aufs mobilphone.

Gruß,
Heiner


von Heiner Sietas - am 14.06.2010 18:21
Zitat

wie sieht es denn mit der galvanischen Trennung der externen A/Ds voneinander aus?
Ich glaube, das funktioniert nicht so einfach, hatte es daher verworfen.


Man muss ja nicht immer darüber nachdenken die Analogseite Galvanisch zu trennen sondern mal auf der Digitalseite, sprich man versorgt den A/D Wandler direkt von dem zu messenden Block oder über einen DC/DC vom Fahrakku und überträgt den Digitalen Wert über die Optokoppler an den mc.

Was hältst du davon?

Alternativ kannst du auch einen Analog-Optokoppler nehmen wobei die Fehlertolleranz dann wahscheinlich ein wenig ansteigt.

Zitat

Die normale Schaltzeit eines Reed liegt doch wohl unter 1ms und die verkraften locker 10hoch10 Schaltspiele.

Mir wäre das zu unsicher, wer weis was da bei der messung herauskommt. Die Reeds sind für mich einfach nur Relais nur kleiner. Sie bleiben trotz alledem Mechanisch und Störanfällig vorallem bei den
zahlreichen Schaltspielen

Zitat

Die Messung aller Akkus innerhalb von einer Sekunde sollte auch für die Lastmessung eigentlich kein Problem darstellen, oder?

Wenn du das mit den Reed´s sauber hinbekommst ist es ausreichen, schneller wäre natürlich besser :-)

Den LTC6802-1 habe ich mir mal angesehen aber was mich daran wiedermal stört ist das er eigentlich für die Lithiums ist und mit den 6V anscheinend auch nicht klar kommt, besorgen könnte ich die IC´s bestimmt wenn du dann damit was anfangen kannst.

Zitat

Kommst ja wohl aus der Branche, oder?

Naja mehr Hobbymäßig sonst arbeite ich mit weitaus größeren Strömen >2000A :-)



von mc-elli - am 14.06.2010 19:12
Hallo

Als Wandler kannst du die IL 300 nehmen damit hast du galvanische Trennung und zur Versorgung der Primärseite der Schaltung reicht ein Block.

Nur aufpassen die Schaltung in den Datenblättern funktioniert mit den angegeben OPs meistens nicht.

Generell würde ich noch ein Relais dazu nehmen das den Wandler bei nichtgebrauch abtrennt.

Aber ich hatte mit dem Potenzialproblem mehr die Spannung zwischen den Eingängen der Multiplexer gemeint, die halten doch kaum mehr als 50V aus.

Ich hab es so gelöst daß ich die Spannung von 8 blocks dann von 7 Blocks , 6 Blocks usw ,
über Widerstandsteiler messe und die Spannungen voneinander abziehe dann bleibt jeweils die Blockspannung übrig.

Nachteil je höher die Spannung desto geringer die Auflösung man braucht also einen sehr guten Wandler, Vorteil keine Potenzialtrennung und differenzielle Eingänge nötig da alles auf Masse bezogen.

Gruß

Roman

von R.M - am 14.06.2010 20:17
Hallo Roman,

Zitat

Aber ich hatte mit dem Potenzialproblem mehr die Spannung zwischen den Eingängen der Multiplexer gemeint, die halten doch kaum mehr als 50V aus.


Ich verwende kein Analogmutiplexer sondern schalte mit dem Mux nur die Relais. Da die Versorgungsspannung der Steuerlogik galvanisch getrennt aus der Fahrspannung stammt und zu jeder Zeit der mc mit seinem A/D nur an einem Akku hängt habe ich doch kein Potentialproblem, oder mache ich hier einen Fehler?

Gruß,
Heiner

von Heiner Sietas - am 14.06.2010 22:35
Zitat

man versorgt den A/D Wandler direkt von dem zu messenden Block

Da kommt dann das Problem, das ich bereits jetzt mit meinen CellLog habe. Die versorgen sich auch aus den Einzelzellen und brechen bei zu geringer Spannung mangels Versorgung zusammen.


Störanfällig
Sind die Reed den so störanfällig?
Bzgl. der Dimension der Schaltspiele habe ich mal eine Rechnung aufgemacht:
Bei einer Schaltung pro Sekunde habe ich mit 10hoch10 zu erwartenden Schaltungen 2777777h Betrieb, bevor die Reed in Rente gehen.
Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 30km/h ergibt sich eine Laufleistung von 83.333.333 km. Wenn ich wärend der Ladung auch noch messe und von 6h Ladezeit für 100km ausgehe, so komme ich auf 9,33h pro 100km und somit auf 29.761.896 km Laufleistung. Wenn das mein Saxo durchhält, dann werde ich mir als long range car doch statt eines V70 einen C5 kaufen.

LTC6802-1
Zitat

was mich daran wiedermal stört ist das er eigentlich für die Lithiums ist und mit den 6V anscheinend auch nicht klar kommt

Der Baustein kann 12 * 0-5V überwachen, mit Spannungsteiler kann ich also 6 * 6V Akkus ranhängen, ergibt bei meine 20 Akkus 4 in Serie geschaltete Bausteine, du müsstest bei 27 Akkus mit 5 auskommen. Das Problem ist nur, dass man dann doch noch mit zusätzlichem Multiplexer die Ladespannung steuern muss, was auch bei Messung per externer A/Ds notwendig wird. Einfacher als mit den Reed wird die Schaltung daher wohl nicht.

Wenn man eine Schaltung mit Stufenweisem Ausbau wünscht, ist es sicher sinnvoll, die Messungen vom Laden zu trennen und dann gehe ich mit Dir, dass autonome A/Ds angekoppelt per Bus eleganter und schneller sind als die Reed.
Da ich aber in jedem Fall 20 Relais ansteuern muss, ist der kombinierte Aufbau mit den Reed als Messschaltung schön kompakt. Über die Messung wärend die Ladespannung anliegt muss ich nochmal grübeln, sollte doch auch machbar sein.


Gruß,
Heiner

von Heiner Sietas - am 14.06.2010 23:42
Mit der Spannungsversorgung der externer A/D über den Block ist heiß da stimme ich dir zu, ich würde es auch über einen DC-DC vom Fahrakku oder der 12V Batterie machen.

Zitat

Sind die Reed den so störanfällig?


Naja es sind halt "Relais" und ich bin kein Freund von mechanischen Komponenten :-) Sicher kann es sein das es funktioniert aber du musst in deinem Programm eine Überwachung intigrieren die sicherstellt das das 1. Reed wirklich abgefallen ist bevor das nächste anzieht sonst "rauchen" die gleich ab. Verlass dich dabei nicht auf angegebene Schaltzeiten der Restmagnetismuss hält die noch ein paar ms selbst wenn sie schon nicht mehr bestromt sind. Dann ist noch die Frage in welcher Zeit der A/D Wandler in deinem mc sich auf die zu messende Spannung einschwingen kann? 1s für den ganzen Akkusatz wird denke ich zu heiß, mit dieser Lösung würde ich mal so auf mindestens 5s gehen aber das muss man probieren.

Ja der LTC6802-1 ist schon ein top IC aber kannst du die Peripherie dazu bauen (Serielle Schnittstelle 1MHz inkl. Software)?

Also ich wäre trotzdem für die externen A/D´s, finde ich die sauberste Lösung.
Zitat

Einfacher als mit den Reed wird die Schaltung daher wohl nicht.


Nein da gebe ich dir Recht, aber er wird viel komfortabler und professioneller. Und soviel mehr Aufwand macht dieser Aufbau doch auch nicht, wenn man sich schon einmal die Arbeit macht sein BMS selber zu bauen. :-)
Ich denke der Aufwand ist gerechtfertigt wenn man den Preis für nur einen Saft rechnet wenn er erst kaputt ist :-(

mfg René


von mc-elli - am 15.06.2010 05:35
Hallo

Ne Fehler machst du keinen nur sind mir die Reedrelais auf die Dauer zu anfällig ich denke du mußt schon verdammt schnell schalten wenn du aussagefähige Werte haben willst die Akkus werden durch den Controller ja impulsförmig belastet.

Gruß

Roman

von R.M - am 15.06.2010 16:25
Hallo zusammen,

auch wenn ich überzeugt bin, dass man mit den Reedrelais durchaus länger fehlerfrei fahren kann als meine jüngste Tochter (13 Monate) den Führerschein aus Altersgründen abgibt, bin ich kein Betonkopf und auch froh über eure genannten Bedenken und Anregungen.
Was haltet Ihr daher von der Nutzung eines A/Ds mit 4 Ports, der seine Spannung aus den angeschlossenen 4 Akkus bezieht und per i2C Bus, (galvanische Trennung durch Opto) an den mc liefert?
Hier bietet sich der AD7999 von analog an, wenig Verbrauch,und eine Versorgungsspannung von 2,7V bis 5,5V.
Wie ich bereits berichtet habe, hängen bei mir derzeit zur Spannungskontrolle fünf CellLog8S für die 20 Akkus dran, die ihre Versorgungsspannung auch aus den angeschlossenen Zellen ziehen, leider aber nur aus den ersten 5, also 2,5 Akkus wegen der notwendigen Spannungsteiler.
Wenn dann also genau die falschen zwei Akkus in der Spannung runtergehen, so habe ich die Kontrolle verloren. Wenn man aber alle vier Akkus verwendet, so sollte trotz eines Einbruchs die Spannung immer noch über 2,7V liegen.
Meine JavaControlUnit hat von Haus aus einem i2C Bus...
Klingt das (bis auf die Verwendung der JCU) den nun "professioneller"?

Gruß,
Heiner


von Heiner Sietas - am 16.06.2010 14:15
Hallo Heiner

das klingt ganz ok, für die galvanische Trennung des I2C habe ich hier was:

ADUM1250_1251.pdf

Zum Thema JCU, wenn sie das alles verwalten kann (kenne mich leider damit "noch" nicht aus) sollte sie professionell genung sein.

Ich denke das müsste so funktionieren. Dann also ran ans Layout :-)

Wie kannst du mit der JCU die Spannungen loggen, muss der PC dazu angeschlossen sein oder kann sie das im internen Speicher?

mfg René

von mc-elli - am 17.06.2010 06:26
Hallo René,

die JCU hat sehr wenig Speicher, das ist auch das entscheidende Designproblem, warum das Ding keine Erfolgsgeschichte geschrieben hat.
Aber ich hänge zum Daten loggen an die serielle Schnittstelle den Datenlogger SDU1 von ELV.
Dieser schreibt alle Daten dann auf einen USB Stick.
Somit kann ich alle Spannung und Ereignisse später noch am PC auswerten.
Und wer die 48,-¤ sparen möchte, muss dann eben mit abgelegtem Notebook mit loggen, hätte da noch ein paar im Regal.

Gruß,
Heiner

von Heiner Sietas - am 17.06.2010 06:45
Die Lösung mit dem SDU1 ist akzeptabel, man muss ja nicht immer loggen einmal im Monat um den Spannungsverlauf der Zellen unter Last zu kontrollieren sollte reichen.

Was denkst du wann du die ersten Test´s der Schaltung am Saxo machen kannst?

Ich mache mich erstmal an Phase 1, Akku demontieren um die Zwischenabgriffe herzustellen :-(




von mc-elli - am 17.06.2010 07:31
Hallo René,
den ADUM gibt es ab 10 Stück für 5.60 EUR/Stück, finde ich akzeptabel.
der AD mit i2C Bus macht mir einige Kopfschmerzen. Die Busadresse des AD7994 lässt sich nur bedingt einstellen. 5 bzw in deinem Fall 7 an einem Bus sind dann nicht drin, und deswegen einen Mux verwenden und jeden einzeln Verkabeln...., Nein.
Die einzige Alternative hierzu, die ich gefunden habe, ist ein Max128, dessen Adresse durch externe Beschaltung frei kodierbar ist. Leider schlägt dieser bei kleinen Stückzahlen mit ganzen 26,- ¤ pro Stück zu buche, bei 1000 Stück kommt man auf $9,25/Stück.
Hier muss es noch eine Alternative geben....
Wenn sich jemand finden würde, der die Aufgabe Messen von 4 Ports und Lieferung der Werte als i2C-Client einem ATtiny45 beibringen könnte, so wäre man bei unter 2 ¤ das Stück. Ich kenne mich leider mit diesen modernen mc-Wunderdingern nicht aus und meine Einarbeitung würde das Projekt für mindestens 2 Monate nach hinten schieben, aber technisch machbar wäre es wohl.
Ich suche jetzt mal in den reine Elektronik-Foren nach Unterstützung.

Gruß,
Heiner

von Heiner Sietas - am 19.06.2010 08:52
Hallo Hainer

ja das mit den Kopfschmerzen kenne ich :-)
Die Adressierung von so vielen gleichen Bausteinen an einem Bus ist wirklich ein Problem, was sagst du zu diesem 12-bit AD Wandler:

LTC2309

ist ein 8fach AD Wandler mit der möglichkeit 9 Stück an einem Bus zu betreiben.

Das einzige was mich unsicher macht ist der Messbereich von 0-4,096V pro Kanal, ist das ausreichend? Wo liegt die Vmax beim Saft wenn er voll geladen oder in der Überladung ist?

Aus was besteht eigentlich dein Spannungsteiler für deine CellLog´s?

mfg René

von mc-elli - am 22.06.2010 18:57
Hallo René,

entschudige bitte die lange Stille meinerseits, ich war in anderen Foren etwas aktiver...

So ein Spannungsteiler ist eine ziemlich einfache Sache, im Fall der CellLogs einfach zwischen den Polen des Akkus zwei gleich grosse Widerstände (10kOhm) hängen und schon hat man einen Mittelabgriff mit der Hälfte der Spannung. Daher messen bei mir die CellLogs ein Akku immer doppelt, aber dafür auch nur die halbe Spannung. Für das Verdoppeln der angezeigte Spannung gebrauche ich aber keinen Taschenrechner, das geht noch im Kopf... Tagesform abhängig.

Ich habe mir in den letzten Tagen noch einmal Gedanken über die Spannungsmessung mit einem extra AD-Wandler gemacht. Die Dinger mit i2c Bus sind einfach sehr schlecht zu bekommen und schlagen dann pro Stück günstigenfalls mit 8¤ auf. Da habe ich mir gedacht, könnte man auch einen wesentlich günstigeren mc nehmen, der dann mit etwas Programmcode sowohl die Spannung misst, als auch auf den i2c Bus hört. Und da so ein mc ja noch ein paar digitale Ausgänge hat, kann er auch gleich die Relais schalten.
Ich habe mal eine Schaltung aufgezeichnet. Die besteht aus einem ATmega48, einem ADUM1250, ein Relaistreiber ULN2803, 8 Relais, einigen Widerständen und Kondensatoren sowie für 5 und 12 V jeweils einen 78L05 und 7812, das ist alles.
Hiermit könnte man dann vier Spannungen messen, die von einem zentralen Steuer-mc abgefragt werden. Der entscheidet dann, welcher Akku geladen wird und gibt an die jeweilige Baugruppe per i2c Bus das Kommando zum Schalten zweier Relais aus.
Ich habe einfache Umschaltrelais vorgesehen, die in Reihe geschaltet werden.
Wenn man jetzt noch die Baugruppen in die Akkukästen einbaut, würde man sogar mit wesentlich weniger Kabeln und geringerem Querschnitt auskommen.
Vier Adern für den Datenbus: SDA/SCL/+5/GND sowie zwei Adern mit höherem Querschnitt für die Ladespannung, das ist alles.
Die Ladespannung würde dann innerhalb eines Akkukastens von einer Baugruppe zur nächsten weitergereicht. Erst wenn ein Relais angezogen ist, wäre die Kette unterbrochen.
Da Plus und Minus getrennt voneinander geschaltet werden, kann man dann auch drei hintereinander hängende Akkus gleichzeitig mit einer Spannung laden.
Eine Baugruppe bezieht ihre Versorgungsspannung von vier angeschlossenen Akkus. Wenn das mit der Anzahl nicht aufgeht, eben nur von drei Akkus. Dann bestückt man die Platine nur mit drei Relais, hat aber gleiches Platinenlayout.
Problematisch ist bei dieser Schaltung nur die Verwendung des 10bitigen ADs des ATmega. Wenn ich von max. 8,5V pro Akku ausgehe, so komme ich für den vierten Akku auf eine Auflösung von 0,1326V. Das ist nicht gerade sehr genau, ich glaube, für eine Stützspannung unserer Säfte aber völlig ausreichend. Wer es genauer haben möchte, müsste entweder zu einem ATXmega mit 12bit AD greifen oder eben nur drei Akkus auf einer Baugruppe messen, dann wären wir mit 10bit bei 0,0747V Auflösung.
Bei 12bit Auflösung müsste man sich aber auch schon wegen Störspannungen etwas mehr Gedanken über das Platinenlayout und die Platzierung der Baugruppen machen und wäre für den Prozessor auch schon wieder in der Preis und Beschaffungsproblematik.
Was hältst du davon?
Ich lasse mein Schaltplan gerade von einigen Personen prüfen, die sich damit weit besser auskennen als ich.
Wenn ich hier eine Rückmeldung habe, kann ich diesen gerne jedem Interessierten zur Verfügung stellen, einfach eine eMail an mich. Vielleicht möchte sich ja noch jemand hier mit entscheidenden Ratschlägen einbringen.
Ansonsten werde ich mich schon mal an einen Versuchsaufbau einer ersten Baugruppe machen.

Gruß,
Heiner




von Heiner Sietas - am 06.07.2010 07:27
Hallo Heiner,

kein Problem ich war sowieso grade für zwei Wochen im Urlaub und nicht in der Nähe eines PC´s.

Das mit den externen mc´s sollte genauso funktionieren so wird es denke ich in "originalen" BMS auch gemacht die Module sitzen auf den einzelnen Akku´s und werden nur über eine Busleitung miteinander verbunden.

Zitat

Wenn man jetzt noch die Baugruppen in die Akkukästen einbaut, würde man sogar mit wesentlich weniger Kabeln und geringerem Querschnitt auskommen.


In meinem Fall werde ich mir lieber eine "große" Kisten in den Motorraum bauen wo alle Module nebeneinander angeordnet sind und diese "große" Kiste dann über den Harting mit den Akku´s verbinden. Falls eines der Module den Geist aufgibt muss ich dann nicht wieder die Batteriekästen abbauen.

Zitat

Ich lasse mein Schaltplan gerade von einigen Personen prüfen, die sich damit weit besser auskennen als ich.
Wenn ich hier eine Rückmeldung habe, kann ich diesen gerne jedem Interessierten zur Verfügung stellen, einfach eine eMail an mich. Vielleicht möchte sich ja noch jemand hier mit entscheidenden Ratschlägen einbringen.


Da ich auch nicht grade der Hellste in der Schaltungsentwicklung bin würde ich das auch so machen. Wenn der Prototyp zufrieden stellend läuft kann man sich ja Gedanken machen eine "größere" Serie von Platinen fertigen zu lassen um die Produktionskosten weiter zu minimieren, hier im Forum finden sich mit Sicherheit auch noch Interessenten für das BMS.!?


Als Haupt-mc hast du aber weiterhin die JCU10?

mfg René


von mc-elli - am 07.07.2010 06:07
Hallo Heiner,

nach meiner langen "Funkstille" in diesem Thread will ich dir hiermit den aktuellen Stand in meinem BMS Projekt mitteilen. Das herstellen der Zwischenabgriffe am Fahrakku gestaltete sich nicht gerade einfach ist aber endlich fertiggestellt. Ich habe mir unter dem Beifahrersitz einen 32 polligen Hartingstecker montiert über den ich zugriff auf die Anzapfungen habe. Da ich mit dem aktiven BMS noch nicht weiter bin habe ich mir erstmal eine Box gebaut in der 5 Voltmeter über je einen 6x2poligen Drehschalter am Harting angeschlossen wird, so kann ich schonmal 5 frei wählbare Akku´s gleichzeitig überwachen. Wie weit ist dein BMS Projekt mittlerweile?

mfg René

von mc-elli - am 11.10.2010 11:51
Hallo René,

bei mir ist bis auf den Einkauf der Bauteile bisher nichts weiter am BMS gewachsen.
Der Schaltplan ist komplett, das Steckboard und die Bauteile warten nun nur noch darauf, von mir zusammengebracht zu werden. Es gibt nur so viele andere Dingen, die einen abhalten...
Wenn es nur das Programmieren wäre, dann wäre ich schon weiter. Aber eine Versuchsschaltung auf einem Segelboot zu erstellen, habe ich dann doch gelassen.
Aber die gute Nachricht: der Sommer ist vorbei und es treibt mich bei der Kälte nun nichts mehr auf das Wasser...
Mit deiner Verkabelung hast Du mich ja nun fast eingeholt, da muss ich mich ja sputen.
Wenn Du den derzeitigen Schaltplan haben möchtest, so schick mir einfach mal eine eMail.
Erst wenn ich die Schaltung auch real geprüft habe, wollte ich diese hier für alle posten.
Gruß,
Heiner


von Heiner Sietas - am 11.10.2010 15:22
Naja bis auf die Zwischenabgriffe hab ich auch nicht wirklich was fertig gebracht selbst für diese
"Kleinigkeit" habe ich immerhin fast ein halbes Jahr gebraucht. Wie bei dir auch wird es mir draußen langsam zu kalt und ich verlagere meine Arbeiten nach drinnen, also ran ans BMS :) .
Zitat

Wenn Du den derzeitigen Schaltplan haben möchtest, so schick mir einfach mal eine eMail.

Den vorläufigen Schaltplan würde ich mir gerne mal ansehen, email folgt.

Welchen Aufbau hast du für dein BMS gewählt, Reedrelais oder A/D Wandler über I2C?

von mc-elli - am 11.10.2010 16:42
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