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elweb Batterie
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Erster Beitrag:
vor 5 Jahren
Letzter Beitrag:
vor 5 Jahren
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mani9876, Solarstrom, Multimegatrucker, Andi aus Bad Essen, Jan-EL, Kategu

Grundsätzliches zu Balancer

Startbeitrag von Solarstrom am 06.04.2013 11:01

Hallo, wenn ich es richtig verstehe, dann werden bei üblichen Balancer die zu hohen Spannungen von einzelnen Zellen mittels eines Lastwiderstandes abgesenkt. Also die Energie in Wärme gewandelt und damit weggeworfen.

Was machen Balancer wenn einzelne Zellen eine zu niedrige Spannung haben?

Gibt es Balancer, welche die Energie nicht wegwerfen, sondern auf andere Zellen übertragen? Indem sie z.B. potentialfrei mittels einem Kondensator die Energie auf andere Zelle geben?

Antworten:

Hallo!

Also, es gibt verschiedene Ansätze.

1) passives Balancing ( wie von dir beschrieben ) - die überschüssige Energie wird in Wärme umgewandlet
2) aktives Balancing - die überschüssige Energie wird nicht in Wärme umgewandlet sondern entweder:
a) per induktion ( Trafo, Spule ) zur nächsten Zelle geleitet, oder an den Gesamten Strang geleitet
b) per Kondensator zur nächsten Zelle geleitet

Nachteil der Kondensatormethode, dass die Ausgleichsströme ziemlich gering sind im Normalfall ( soweit mit bekannt ).

Was gemacht wird, wenn die Spannung zu niedrig ist?

Naja, weitergeladen, und bei allen anderen Zellen mit höherer Spannungen wird per Balancer Leistung verbraten.

Gruß
Manuel

von mani9876 - am 06.04.2013 11:15
Zitat
Solarstrom
Also die Energie in Wärme gewandelt und damit weggeworfen.

Manche Philosophen behaupten sogar, dass die Wärme, die von den Balancern produziert wird dazu dienlich sei, die Einzelblöcke an zu heizen oder wenigstens "auf "Temperatur" zu halten.

Meiner Meinung nach, liegst du mit deiner Annahme richtig und die Energie wird, in den meißten Fällen jedenfalls, über Bord geschmissen. Ca. 6Watt je Li/Balancer.
Über andere Lösungen wurde hier schon diskutiert. Wie z.B. dem DC-DC Balancer.

Ob und was daraus geworden ist :confused: ?
Zitat
Solarstrom
Was machen Balancer wenn einzelne Zellen eine zu niedrige Spannung haben?

Sie warten auf Ladung. Balancer balancieren entweder nach oben (Top-Balancer) oder auch nach unten (Down-Balancer). Manche Systeme lassen sich auch auf die gewünschte Balancerspannung einstellen wie beispielsweise das (Gero) GK-BMS welches in den letzten Baujahren des City el's serienmäßig verbaut wurde.

Grüße
Johannes

von Multimegatrucker - am 06.04.2013 11:22
Erstmal vielen Dank für eure Antworten.

Zitat
mani9876
a) per induktion ( Trafo, Spule ) zur nächsten Zelle geleitet, oder an den Gesamten Strang geleitet


Gerade das mit den Trafos klingt interessant, weil es ja gleichzeitig die notwendige galvanische Trennung ermöglicht. Wobei Elektroniker haben es mit Spulen nicht so arg, vorallem wenn es nix Fertiges zu kaufen gibt.



Zitat
mani9876
b) per Kondensator zur nächsten Zelle geleitet

Nachteil der Kondensatormethode, dass die Ausgleichsströme ziemlich gering sind im Normalfall ( soweit mit bekannt ).


Man könnte ja theoretisch 2 Kondensatoren an der einen Zelle parallel aufladen und dann in Reihe geschaltet an der anderen Zelle wieder entladen. Damit die Spannungsdifferenzen und damit die Ströme größer werden.



Zitat
mani9876
Was gemacht wird, wenn die Spannung zu niedrig ist?

Naja, weitergeladen, und bei allen anderen Zellen mit höherer Spannungen wird per Balancer Leistung verbraten.


Wobei dieses Problem ja eher beim Entladen auftritt, also im Fahrbetrieb. Also wird das BMS dem Motor den Strom abschalten müssen und damit bleibt die Karre stehen. Oder zumindest den Strom reduzieren, so wie z.B. beim i-MiEV die Schnecke einschalten.

von Solarstrom - am 06.04.2013 13:42
Zitat
Solarstrom

Gerade das mit den Trafos klingt interessant, weil es ja gleichzeitig die notwendige galvanische Trennung ermöglicht. Wobei Elektroniker haben es mit Spulen nicht so arg, vorallem wenn es nix Fertiges zu kaufen gibt.


Ich denke das Problem ist eher, dass sich der ganze Aufwand wegen wenigen Watt nicht wirklich lohnt. Machbar wäre es, und sicher keine extreme Herausforderung.

Zitat
Solarstrom

Man könnte ja theoretisch 2 Kondensatoren an der einen Zelle parallel aufladen und dann in Reihe geschaltet an der anderen Zelle wieder entladen. Damit die Spannungsdifferenzen und damit die Ströme größer werden.


Könnte man, aber ich glaube hier wäre der Aufwand gegenüber dem Nutzen echt zu hoch, dann lieber gleich zur Spule greifen.

Zitat
Solarstrom
Wobei dieses Problem ja eher beim Entladen auftritt, also im Fahrbetrieb. Also wird das BMS dem Motor den Strom abschalten müssen und damit bleibt die Karre stehen. Oder zumindest den Strom reduzieren, so wie z.B. beim i-MiEV die Schnecke einschalten.


Richtig, aber wenn du einen Akku hast, der erheblich weniger Kapazität hat, als die restlichen, solltest du den sowieso austauschen, und bei geringen Unterschieden, wären das vl. 500m oder 1km den du mehr zurücklegen könntest, ob sich das Lohnt?

Gruß
manuel

von mani9876 - am 06.04.2013 14:02
Zu meinem Verständnis schaue ich mir mal konkret Balancer an, hier vom EMUS aus Litauen:



Dort sieht man ja jeweils den Leistungswiderstand. Dann geht jeweils ein Kabel zum vorherigen Balancer und eines zum darauffolgenden Balancer. Darüber müssten die Daten übertragen werden, welche in erster Linie zur Control Unit gehen. Diese Verbindungsleitungen dürften einen CAN Bus darstellen, oder? Schon interessant, dass man für den Bus nur eine Ader braucht, aber als zweite Ader sind ja noch die Zellenverbinder vorhanden. Dann sieht man einen kleinen, schwarzen SMD Chip. Der dürfte den CAN Bus managen, den Leistungswiderstand einschalten, mittels integriertem A/D-Wandler die Zellenspannung messen, .... .

Die eigentliche Intelligenz sitzt aber sicherlich in der Control Unit. Von dort aus können die Spannungen der einzelnen Zellen abgefragt werden, zum Balancieren die Leistungswiderstände eingeschaltet werden, die Spannung des CAN Ladegerätes eingestellt/gemessen werden, das Ladegerät ein/ausgeschaltet werden, über einen CAN-Stromsensor der Lade-/Entladestrom gemessen werden und über die Bluetooth Schnittstelle ein Tablett oder ein Smartphone zur Anzeige und Eingabe benutzt werden. Und vielleicht auch noch über CAN den Inverter des Antriebmotors steuern.

Wenn man jetzt das Geraffel an ein anderes CAN Ladegerät anpassen möchte, dann wird man die Software in der Control Unit modifizieren müssen. Oder ggf. vielleicht sogar nur die Einstellungen ändern müssen. Diese Einstellungen dürften über USB mittels eines PCs erfolgen. Oder ggf. auch über Bluetooth und ein Android Smartphone/Tablett.

Stimmt bein Geschreibsel so, oder ist was falsch?

Was bezeichnet man eigentlich als BMS genau? Ist das nur die Conrol Unit? Ist das die Control Unit und die Balancer? Vielleicht sogar auch das Ladegerät noch dazu?

von Solarstrom - am 06.04.2013 15:15
Hallo!

Also ich vermute stark, dass es kein CAN Bus ist, sondern irgendetwas selbst erfundes von EMUS.
Grundsätzlich könnte er das ganze per Levelshifter immer auf die nächsten Platine übertragen, daher braucht er nur eine Leitung. Weil Masse der nächsten Platine, ist ja + der ersten Platine.

Wie das die Control Unit macht, ist vermutlich von BMS zu BMS unterschiedlich. Ich denke aber eher, dass die jeweiligen Cell Boards per Control Unit auf eine bestimmte Spannung ab wo sie balancen müssen programmiert werden, und ab dann, selbst die "intelligenz" ob gebalanced wird oder nicht übernehmen.

In der Control Unit läuft hald alles zusammen, und die Daten werden ausgewertet.
Wie und was du ändern musst für ein anderes Ladegerät kann ich nicht sagen, das wird dir wohl nur EMUS sagen können. Wenn es von vorneherein das Ladegerät unterstützt ist es gut. Ansonsten wird es wohl schwer, an die Software der Control-Unit kommst du ohnehin nicht.

Ich persönlich würde als BMS nur die Control-Unit samt Balancer bezeichnen (+ Stromsensor, Relais zur Abschaltung des Ladegeräts).

Gruß
Manuel

von mani9876 - am 06.04.2013 15:26

zu Balancer

Hallo
ist das normal oder habe ich mit meinen 12 Thundersky Glück.
Nach Vollladung und nach ca. 8 Km Fahrt zeigen alle 12 Zellen auf dem Junsi 8M 3,33, V
Auch nach längerer Fahrt so 15 Km dann 3,26 V
Grüße vom Jukemax

von Kategu - am 07.04.2013 12:38

Re: zu Balancer

Moin Jukemax

Zwischen 3,0 und 3,4 V läuft die Lade-Entladekurve extrem flach. Das heißt große
Abweichung im Ladezustand führen nur zu kleinen Abweichungen in der Spannung.
So ab 3,45 V aufwärts kann man gut erkennen ob die Zellen dicht zusammen sind
oder auseinander driften. Am besten mal bis 3,5 oder 3,6 V laden und dann gucken.

bis denne
Jan

von Jan-EL - am 07.04.2013 18:01

Re: zu Balancer

Sogar meine alten Dinger. die nicht immer so schön beieinander sind, liegen nach 8 km Fahrt nur 9mV auseinander.

von Andi aus Bad Essen - am 08.04.2013 19:46

Re: zu Balancer

Zitat
Andi aus Bad Essen
liegen nach 8 km Fahrt nur 9mV auseinander.


uppsss... :spos: :rp:

Ich will ja nicht prahlen :D aber meine "Ur-alten Dinger" liegen nach 150km sehr dicht beieinander.

Das ist sicherlich auch dem Gero-BMS zu verdanken welches ich seit etwa einem Jahr verbaut habe.


Viele Grüße
Johannes

von Multimegatrucker - am 09.04.2013 08:39
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