Neuer Versuch: thread zu neueren chinesischen BMS



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Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Das Thema des threads hat sich zum Sonderlichkeitenthread gewandelt, was gar nicht meine Absicht war.
Mir ging es einfach nur darum, auf die erst seit kurzer Zeit erhältlichen , überaus preiswerten BMS-Schaltungen aus China aufmerksam zu machen, die es ermöglichen, bei niedrigstem Kostenaufwand zuverlässige Balanziereinrichtungen für jede Zelle einzeln zu verwirklichen. Diesen Billig-BMS fehlt die Spannungsanzeige.
Es werden nur die lader bei den entsprechenden Spannungen geschaltet, häufig auch der Entnahmestrom beim Überschreiten der Mindestspannung abgeschaltet.

Ganz genau die Anforderungen, die bei einem Oldtimerumbau , in einem ganz speziellen Fall, gefordert waren. Mit mir hat das zunächst gar nichts zu tun. Ich wusste nicht einmal, was da gebaut wurde, und wäre anders vorgegangen. Darüber sollten wir nicht diskutieren, das kann nicht zurückgedreht werden.

Gefordert war keine Darstellung der Einzelspannungen. Lediglich eine Signalisierung durch ein eine LED, wenn die Mindestspannung unterschritten wurde und ebenso, wenn die Ladung beendet war. Genau das leisten diese Chinateile, die auf der Genauigkeit der von LTC entwickelten Referenzspannungs-ICs aufbauen, die in China und auch schon bei Mouser überaus billig und trotzdem, den Daten nach, überaus zuverlässig und eng toleriert sind.
In Deutschland werden diese ICs noch, mit einer Ausnahme, mit 1000 bis 2000% Preisaufschlag angeboten, so bei Schukat.
Trotzdem, fertige solche BMS werden angeboten, benötigen allerdings meist mehrere Wochen Lieferzeit, sie sind noch zu neu und waren zunächst nicht für 32S Lifepo zu erhalten.
Allerdings jetzt auch schon bei Alibaba, für ca 50$. Anscheinend nicht in der von mir bevorzugten Form mit zwei Optokopplern je Zelle.
Die besonders preiswerte Lösung mit unter einem Euro pro Zelle hatte ich bereits verlinkt und man kann sich nur wundern, dass alleine die Einzelteile in Deutschland ein Vielfaches kosten. Noch. Auch die Lieferfristen sind, außer bei Mouser, länger als der voraussichtliche Versand der Fertiglösung aus China. Mehr ist dazu nicht zu sagen und sollte möglichst auch nicht gesagt werden.

Ich bin einem Irrtum unterlegen, weil ich annahm, der Spannungsunterschied einer stark entladenen LIFEPO-Zelle zu einer vollen würde beim Zusammenschalten bis zu 0,5 Volt betragen. Das ist nicht der Fall, der maximale Unterschied beträgt nur 0,1 Volt, weil sich die Spannungen momentan angleichen. Ich erwartete fälschlicherweise Rauchentwicklung beim Hinzufügen eines vollgeladenen Batteriekastens zu den zehn fast ganz entladenen. Auch Sicherungen sind demnach überflüssig oder sogar eine Gefahr, weil durchgebrannte nicht erkannt wrden können.
Beschimpfungen meinerseits bitte ich auf das andere thread zu beschränken und hier nur Neuigkeiten und Erfahrungen mit den neuen chinesischen BMS darzustellen.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Das Einfachst-BMS ist zollfrei angekommen. Wie erwartet, sauberst aufgebaut mit winzig kleinen SMD-Teilen. Sowohl die fetten Lader-Mosfets, wie auch die für die Entladung samt Stromshunt werden von je einem Optokoppler EL817 angesteuert, also eine 5000Volt-Trennung.
Das Steuerchip sitzt, für jede Zelle getrennt, unter der Platine, die 6-Füßler tragen die Aufschrift "361A". 3,61V könnte die Ladespannung sein?
Hier noch nicht in den Katalogen verzeichnet. Die Balanziertransistoren tragen die Aufschrift "431", die Balanzierwiderstände von 51 Ohm tragen die Aufschrift "510", alo 51 mal 10 hoch 0.

Die 361A sind die entscheidenden chips, ein Eingang geht an die Batteriezelle zwei Ausgänge je an die beiden Optokoppler. Es sind also die aufwendigeren chips, die bei mouser in entsprechender Ausführung erhältlich sind und mehr kosten als, hier die ganze Platine geteilt durch 16. Ein RC-Glied am Eingang fehlt auch nicht, gegen Störungen. Man könnte unter dem Mikroskop, ich habe eines, die Leitungen auftrennen und wirklich jede Zelle völlig getrennt von den anderen messen.
Zu diesem Zweck habe ich ab er noch Einzel-BMS bestellt, zum wirklichen Spottpreis, da ist schon alles , so wie man es braucht, vorhanden, leider nicht für Lifepo, was ich brauche.
Die SMD-Teile sind zum Teil so winzig, wie ich es noch nie gesehen habe.
Also, ich bin überaus angenehm überrascht und es fragt sich jetzt, was besser ist:

32 solche Einzel-BMS zum Spottpreis, da einfach, vermutlich sehr sicher, oder, ein komplexes Mikroprozessor- gesteuertes BMS mit ungleich höherer Komplexität und Ausfallwahrscheinlichkeit?

Allerdings 32 Einzelsysteme mit der 32 fachen großen Ausfallsicherheit. Fehler können sich eher verstecken, beim Defekt im Mikroprozessorsystem ist die Wahrscheinlichkeit, dass das ganze System ausfällt, größer, was dann, ein Vorteil, nicht unbemerkt bleibt.

Ich weiß nicht, ob ich es schon gesagt habe, ich habe mich für den Einsatz beider Systeme entschieden, für das billige chinesische und nur als Zusatzüberwachung, das komplexe mit Mikroprozessoren. Alarm:akustisch und optisch.

Jetzt weiß ich nicht, ob ich das Chinateil, es trägt kein TÜV-Siegel, überhaupt anschließen darf, als Zusatzüberwachung. Mein Leben ist mir lieb, aber dem TÜV nicht. Der fragt nur nach der Prüfnummer, die noch nicht vorhanden ist und den Preis des Geräts sicher um mehr als den Faktor 100 übersteigen wird.
Das komplette Teil kostete 15Euro50. Füe 16 Enzelzellen, mit 16 Messchips und 32 Optokopplern und allen Teilen, die sich noch auf der Pltine befinden.

Das BMS ist, der Rechnung nach, 40mA Balanzierstrom zu verkraften. Das könnte glatt ausreichen,um die 20Ah-Suppentüten von A123 zu balanzieren. Immerhin 11 gleichzeitig, macht 440 mA.

Also, für mich ist Weihnachten, die ideale Ergänzung zu unserem Überwachungssystem mit Atmel.
Was mich allerdings erschreckt, ist das generelle Einfuhrverbot für LEDs aus China:
Die tragen weder Tüvsiegel noch CE-Zeichen und können deshalb Brände auslösen. Warum hat mein Pferd nur gerade gewiehert?
 

laase

Aktives Mitglied
08.10.2009
1.236
Hallo Bernd,
"431" ist die Spannungsreferenz. Im Original ein TL431, Datenblatt bekommst Du überall. Mit zwei Widerständen kannst Du beliebige Spannungen oberhalb von 2.5V einstellen. Könntest Du theoretisch auch auf Deiner BMS Platine machen, wenn Du unter dem Mikroskop arbeiten willst. Ich würde eine Kombi aus Widerständen und Mehrgang-Trimmer vewenden, dann kannst Du die Spannungen sauber abgleichen.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Danke, Lars, das ist für mich der wichtige Hinweis auf die Datenblätter, die ich verloren hatte.
Auf jeden Fall, viele verschiedee Hersteller, die dafür bürgen, dass die Qualität in Ordnung ist.
4µA Eingangsstrom, damit kann man was anfangen und dazu die 36 Volt, die das Teil verträgt. Das passt auch für meine Nicads und, wenn das Mikroskop und meine zittrigen Hände genug Auflösung haben,lassen sich auch die fertigen Chinaplatinen für beliebig hohe Spannungen umrüsten, und 20 mal 36 Volt ergben immerhin 720 Volt.
Ich habe ja alle Akkuanschlüsse des Saxo nach draußen verlegt und kann dann ganz gezielt nachladen. Die Balanziermethode für Lithium passt allerdings nicht für Nicads, die wollen schließlich bis zum Schluss eine Mindestladestärke und dann mit der Spannung, so schnell es geht, wieder herunter.
Auf jeden Fall diese Chips sind so billig und wahrscheinlich zuverlässig, das eröffnet völlig neue Dimensionen der Batterieüberwachung und Pflege.
Wenn ich die aus China erhaltenen Einzelzellen-BMS für 12,9 Cent das Stück betrachte, liegen die Verkaufspreise noch viel tiefer als die erwähnten 14 Cent bei Mouser oder Reichelt.

Wir haben es ja immer mit vielen Zellen zu tun. Da lohnt sich ein Vielgangpoti nicht, das das 50fache kostet.Einfach Metallschichtwiderstände hoher Genauigkeitsklasse für den Spannungsteiler bestellen, in leicht unterschiedlichen Werten und passend auswählen...

Die Chinateile lassen sich jedenfalls alle umstricken. Würde mich nicht wundern, wenn die auch die 8,5 Volt Maximalspannung der Nicads vertragen würden.

Zwei Systeme parallel halte ich für sinvoll, das zweite nur zur Kontrolle. Bei Abweichungen erkennt man dann gleich, wo etwas nicht stimmt.
Mit zwei Systemen kann man auch die Aufgaben verteilen, mit je einer Vorwarnstufe für Entladen und Laden, bzw. auch automatischem Abschalten des separaten Balanzierladers. Jetzt wird gleich nachbestellt...

Das Waldmühlenkonzept von Michael kam leider etwas zu früh. Jetzt, da die Bauteile erhältlich sind, ist der Kabelsalat bereits großenteils installiert. Mist Frühjahrsgrippe. Habe gleich mehrere Bekannte, die Lungenembolie erlitten haben oder ein Lungenemphysem davongetragen haben. Ich bin wieder völlig ok und das Wetter ruft zu neuen Taten...Matterhorn? Wenigstens ein Stück davon? Auch da kommt man den größten Teil elektrisch hoch.
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Zeig mir einen Trimmer der sich nicht mit der Zeit verstellt. Macht eh keinen Sinn. Einfach genaue Widerstände und der Rest ist eine Tabelle im Prozessor.

Gruß
Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
In den einfachen chinesischen BMS besteht diese Möglichkeit nicht, zumal wir diese möglichst einfach belassen wollen.
In unserem Überwachungssystem mit Daisy-chain ist es jedoch schon enthalten und die Korrekturtabelle legt sich auf "Knpfdruck" im smartphone automatisch an.
Wegen der damit verbubdenen Komplexität der Kette und höheren Ausfallwahrscheinlichkeit wollen wir aber damit nicht in die BMS-Spannungen eingreifen. Ja, Potis und Trimmer haben heute einen Preis, der den von kompletten Mikroprozessorlösungen um ein Vielfaches übertrifft.
Selbst die Lautstärkeregler werden heute, aus Kostengründen durch Mikroprozessorlösungen ersetzt.
Im kostengünstigen China-BMS müssen wir mit Korrekturwiderständen arbeiten. Ansonsten müssten wir mit der Streuung von maximal 60mV leben...
Ob das größere Auswirkungen auf die Lebensdauer der Zellen hat?
Wir vertrauen auf die Zuverlässigkeit der "361"-chips.

Auf der Oberseite mit dem Balanzierwiderstand befindet sich übriges nicht das "361", sondern das "331" mit einer Stromtragfähigkeit von 100mA. Die SMD-Widerstände haben leicht abweichende Werte und korrigieren vermutlich die Streung der chips, die eine mittlere Abweichung von 30mV haben.

Mit den Augen, die ich noch vor Nepal hatte, wäre es für mich kein Problem gewesen, diese Teile umzulöten oder einen Korrekturwiderstand huckepack darauf. Aber ein Kukurimesser in beiden Augen bleibt nicht ganz ohne Wirkung. Ich suche mir einfach eine Chinesin mit besseren Augen. Vielleicht reicht aber auch die Genauigkeit der gelieferten Ware. Die sind schließlich von einem Computer zusammengelötet und da werden sicherlich die Spannungteiler auf die Abweichungen der chips abgestimmt.
Der letzte Buchstabe variiert zwischen A und D.

Die Schaltungen sind so einfach, ohne Rückkopplung, da erwarte ich keine Störungen und außerdem kann ich die Balanzierspannungen genau messen, indem ich an die Enden der Schaltung einfach 20 mA Strom anlege...Test in zwei Wochen...
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Jetzt habe ich die Einzelzellen-BMS für 13 Cent das Stück mikroskopisch betrachtet: Genau so aufgebaut wie das 16er Board. Nur tragen die ICs keine Aufschrift, also auch keine Gewährleistung. Dürften ansonsten die gleichen chips sein. Vorteil:vier Anschlüsse, je Zelle zwei Anschlüsse und zwei weitere zur Anbindung weiterer Elektronik, also, Optokoppler und stärkerer Belastungswiderstände, ohne Mikroskope oder chinesische Fräuleines verwenden zu müssen Ein Vorteil ist auch der, dass sie nicht zerstört werden, wenn die Verbindung zwischen zwei Akkus durchkorrodiert.
Mein Plan: diese mit ihrem Spannungsteiler und einem starken Balanzierwiderstand/Transistor an die Nicads, so dass nur bis 7,5 Volt geladen wird und kein Wasser mehr zerlegt wird. Ewige Lebensdauer.
Gibt es korrosionsfeste Drähte in der Kalilaugenatmosphäre? Dann würde ich die Elektronik in Epoxyharz eintauchen. Edelstahl scheidet aus, gibt sofort Lochfraß, wenn eingeklemmt. Wissen viele nicht.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Bei der Entwicklung unseres Spannungskontrollsystems wählten wir die Daisy-chaintechnik, die die Daten derersten Zelle über sämtliche anderen BMS-Zellen weitergibt. Fällt nur ein Element aus, stoppt der gesamte Datenfluss, jede Störung wird sofort bemerkt. Ein inhärentes Sicherheitsystem mit einer NICHT-NOR-Verknüpfung oder, je nach Polarität, eine einfache UND-Verknüpfung, die nach de Morgan gleichwertig sind.
Die beiden Reihen von Optokopplern stellen beide keine solche Verknüpfung da. Hat man 100 BMS-Zellen, wird der Ausfall ener einzelnen Zelle nicht bemerkt: für diesen Zweck müsste eine dritte Reihe Optokoppler vorgesehen werden, oder aber, alle Optokopplerausgänge, die das Erreichen der Balanzierspannung signalisieren, müssten entsprechend verknüpft werden. Das wäre aber relativ einfach, weil die Ausgänge der Optokoppler auf gleichem Potential liegen, während die Eingänge mehrere Hundert Volt Unterschied aufweisen.
Bei manchen dieser Einfachsysteme hat man sich beholfen, indem man an jedem Ausgang eine LED anbrachte, an der man erkennen kann, an welcher Zelle die Sannung nicht erreicht wird.

Das ist ein Manko der einfachen BMS: sie zeigen nicht an, WELCHE Zelle ausgefallen ist.

Dies ist der Grund, warum wir unabhängig vom BMS ein zweites, unabhängiges System zur Spannungsmessung verwenden wollen (Spannungs-Anzeige auf dem Smartphone oder Display, mit entsprechenden optischen und akustischen Warnfunktionen oder auch Abschaltung.

Verwenden wir das Daisy-chain-Prinzip mit je einem Mikroprozessor pro Zelle, haben wir softwaremäßig als "kostenlose" Beigabe den Zugriff auf die Temperatur jeder Batteriezelle, durch nur wenige zusätzliche Programmzeilen.

Emils BMS scheint solch eine Ausfallsicherung zu besitzen. Per Logik, nicht per daisy-chain. Es sind auch Leuchtdioden zu erkennen.
Allerdings kommt es mir so vor, dass man die zweite Reihe Optokoppler eingespart hat, trotz höherem Preis.

Das einfache, chinesische System, mit reiner Anlogtechnik, im Wesentlichen aus je einer Referenzspannungsquelle und einem Operationsverstärker bestehend, erscheint mir vielmals sicherer als eine auf viele Prozessoren angewiesene daisy-chain.

Dafür wird aber ein Einzelzellenausfall nicht so schnell bemerkt.
Ideal wäre die Kombination beider Systeme.
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Mein Plan: diese mit ihrem Spannungsteiler und einem starken Balanzierwiderstand/Transistor an die Nicads, so dass nur bis 7,5 Volt geladen wird und kein Wasser mehr zerlegt wird.

Schreib mal, wenns fertig ist. Interessiert mich.

Aber: die max. 7,5 Volt Ladeschluss könnte man auch anders erreichen. Will das jetzt hier nicht vertiefen, gehört ja nicht zum eigentlichen Thema dieses Threads. Und wurde in der Vergangenheit bereits in großer Tiefe und Vielfalt diskutiert, sowohl von uns beiden als auch vielen anderen Interessenten.

Gruss, Roland
 

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