Hallo zusammen, für meine Techniker-Arbeit soll ich ein E-Bike selbst zusammen bauen. Ein fertiges BMS habe ich gefunden den ich mit meinem Akku (Lithium-ionen) verbinden wollte. Damit ich jede Zelle einzeln kontrollieren kann. Allerdings genügt das meinem Lehrer nicht. Da es ein fertiges Bauteil ist und ich nicht an die Programmierung ran komme. Das BMS ist parametrierbar aber nicht programmierbar. Jetzt ist meine Frage, ob mir jemand einen Tipp hat / mit helfen kann? Gibt es einen Microcontroller den ich als bms verwenden kann. Indem ich dann jede einzelne Zelle von meinem Akku 36 Volt verbinden kann (löten) und selbst programmieren kann (Programmiersprache: C++) Wenn ja, hat mir jemand Beispiele der Programmierung oder Schaltpläne?
Hi, ich hab mal mit dem BQ76920 von TI ein BMS gebaut. Da gibt es auch Typen für mehr Zellen: BQ76930, BQ76940. Das sind eigentlich analog Frontends mit Vermessung und Überwachung der Akkus, können aber auch Widerstände zur Balancierung zuschalten. Die Teile kommunizieren über I2C. Ich habe einen Attiny4313 mit der Überwachung beauftragt. Schaltpläne gibt es sicher in der Doku von einem zugehörigen Eval-Board. Der Balancing-Algorithmus ist bei mir ganz einfach: sobald eine Zelle mit der Spannung nach oben ausreißt, schalte ein Widerstand zu. Wenn eine Zelle zu wenig Spannung hat, werden die anderen etwas entladen.
Die Spannung der Zellen kannst Du messen, indem DU einen Microcontroller mit ausreichend vielen 12bit A/D Wandlern findest. Die A/D Wandler sind auf der Masse-Seite mit dem negativen Pol der "letzten" Batterie in der Kette verbunden. Jeder Pluspol geht dann über einen Spannungsteiler an jeweils einen A/D Eingang. Bedenke dabei, das bei 3.2V Batterien, die erste Zelle 3.2V liefert, die 2. Zelle liefert 6.4V plus die Abweichung der ersten. Die dritte Zelle liefert 9.6V plus die Abweichung der ersten plus die Abweichung der zweiten Zelle. Nach sechs Zellen wird es dann langsam ungenau, weil in deinen 12 bit Messbereich nur ein sechstel des Wertes tatsächlich aus der gemessenen Zelle kommt. So kannst DU zumindest schon mal was messen. Managen kannst Du aber noch nichts. Ein echtes BMS nutzt pro Zelle einen eigenen Microcontroller. Die Controller werden über einen Bus verlinkt, der aber potentialfrei sein muss, da ja jede Zelle dem Microcontroller ein eignes Massepotential liefert, also per Übertrager oder Optokoppler und bidirektional. Ein Hauptkontroller entscheidet dann, ob ein Balancing durchgeführt werden muss. Da gibt es die einfache und die komplizierte Lösung. Die einfache Lösung schaltet einen Widerstand auf einzelne Zellen, so dass diese langsamer lädt und die anderen Zellen aufholen können. Das geht und wird meisst auch so gemacht, weil es billig ist, aber es erzeugt Wärme und verschwendet Ladeenergie. Besser ist, wenn man die Energie der zu hoch geladenen Zelle nimmt und damit die zu niedrig geladene Zelle nachlädt. Dafür müsste man die in Reihe geschalteten Zellen auftrenne, was aber sehr aufwändig wäre, denn durch den Strang fliesst ja u.U. der volle Fahrstrom. Stattdessen kann man über eine Art Bus mit einer Zelle jeweils einen Supercap laden, die Zelle Abtrennen, und dann mit der in dem Supercap gespeicherten Energie eine andere Zelle beglücken. Alternativ mach man das mit einem induktiven Übertrager. Oder man ignoriert das alles, und nimmt sich einmal im halben Jahr die Zeit, jede Zelle einzeln randvoll zu laden. Und schon ist alles wieder in Balance. Viel Spass... .
Schön ausführlich, aber mehreren Zellen Messe ich, und so wie auch jeder Balancer der mir unter die Finger gekommen ist, von Zelle zu Zelle - nicht alle nacheinander in Reihe ;-) Also von Z1 neg-> Z1 pos dann: Z1 pos / Z2 neg -> Z2 pos dann: Z2 pos / Z3 neg -> Z3 pos... U.s.w. Da hast du genau den Wert jeder einzelnen Zelle ohne komisches subtrahieren der vorhergehenden. Zellen. Das ist ja Umstand ohne Ende, da müsste man sich ja noch zig Spannungsteiler bauen um nach der ersten Zelle zu messen.
Eine Techniker-Arbeit über ein BMS, und solche grundlegenden Fragen? Andere schreiben über so etwas Bachelor-Arbeiten...
Schau dir mal die fertigen BMS an die man so unter Smart BMS findet wie das hier: https://bmsbattery.com/bmspcm/330-smart-bms-513-cells-in-series-bms-pcm.html Gibt es auch gegen Aufpreis von deutschen Händlern. Die verwenden intern den OZ890 Chip. Den kann man entweder so betreiben wie das die Smart BMS Platinen machen, nämlich nur Parametrisieren und der Chip macht alles selber. Oder man schaltet ihn über i2s in den dummen Modus. Dann dient der OZ890 nur als AD-Wandler und zum Schalten der Balancerwiderstände. Die ganze Intelligenz muss man dann selbst in einen µC Programmieren der den OZ890 über i2c benutzt. In dieser Betriebsart dürfte das dem entspreche was du suchst. Das hat sogar die großen Vorteil, dass du jeden beliebigen Controller verwenden kannst der i2c kann.
Matthias M. schrieb: > Bedenke dabei, das bei 3.2V Batterien, die erste Zelle 3.2V liefert, die > 2. Zelle liefert 6.4V plus die Abweichung der ersten. Die dritte Zelle > liefert 9.6V plus die Abweichung der ersten plus die Abweichung der > zweiten Zelle. Nach sechs Zellen wird es dann langsam ungenau, weil in > deinen 12 bit Messbereich nur ein sechstel des Wertes tatsächlich aus > der gemessenen Zelle kommt. Da man bei allen Zellen die selbe Messgenauigkeit anstrebt, kann man bei massebezogener Messung auch gleich alle Spannungen mit dem gleichen Spannungsteilerverhältnis auf den Spannungsbereich des Wandlers runter holen. Was bringt es einem, die unteren Zellen genauer zu messen. Das macht die Verarbeitung nur unnötig unübersichtlich. Besser wäre natürlich eine differentielle Messung, d.h. Multplexer jeweils für Signal- und Bezugseingang, die um eins versetzt auf die Zellenkette geschaltet werden, so dass der ADC immer nur eine Zelle sieht.
Matthias M. schrieb: > Ein echtes BMS nutzt pro Zelle einen eigenen Microcontroller. Die > Controller werden über einen Bus verlinkt, der aber potentialfrei sein > muss, da ja jede Zelle dem Microcontroller ein eignes Massepotential > liefert, also per Übertrager oder Optokoppler und bidirektional. Sprich ein 7s Akku hat mindestens 7 Mikrocontroller. Merkst was? Das ist Unsinn. Niemand verbaut 7 Mikrocontroller. Allein die Kosten für die Firmwareentwicklung, Überprüfung, wäre doch Wahnsinn. Ich habe hier einen 7s ebike Akku offen und der hat gerade mal 2 IC die in die Richtung "digital/µC" gehen, allein 7 5-pin OP sind für die Auswertung der Shunts verbaut, Unterseite der Platine ist nicht all zu leicht einsehbar, aber ich bezweifel, dass hier 7µC sitzen...
Wenn hier schon alle fertige Lösungen vorschlagen, schlage ich mal den LTC8604 vor, welcher quasi alles macht was man für 12 Zellen braucht. Aber wie gesagt ist ein BMS eine sehr komplexe Angelegenheit, das handelt man nicht in ein paar Foren-Posts ab. Ein Kollege hat eine BA-Arbeit nur über die Hardware geschrieben, und ein zweiter eine über die dazugehörige Software, ist aber kollosal gescheitert. Überleg dir vielleicht noch mal ob du das alles in einer Techniker Arbeit schaffst...
Dietmar schrieb: > Merkst was? Das ist Unsinn. Niemand verbaut 7 Mikrocontroller. Allein > die Kosten für die Firmwareentwicklung, Überprüfung, wäre doch Wahnsinn. Doch, die BMS der Firma Elithion machen das zB. Indem die die billigsten PIC dafür nehmen, ist das gar nicht so teuer. Und Überraschung, auf allen Controllern läuft die gleiche Software, die muss man nur einmal entwickeln. Für so kleine Zahlen wie 7 ist das Overkill, aber wenn man Akkus bis 1000V hat braucht man auf jeden Fall einzelne Controller auf unterschiedliche Potentialen.
Dr. Sommer schrieb: > Dietmar schrieb: >> Merkst was? Das ist Unsinn. Niemand verbaut 7 Mikrocontroller. Allein >> die Kosten für die Firmwareentwicklung, Überprüfung, wäre doch Wahnsinn. > > Doch, die BMS der Firma Elithion machen das zB. Indem die die billigsten > PIC dafür nehmen, ist das gar nicht so teuer. Und Überraschung, auf > allen Controllern läuft die gleiche Software, die muss man nur einmal > entwickeln. > Für so kleine Zahlen wie 7 ist das Overkill, aber wenn man Akkus bis > 1000V hat braucht man auf jeden Fall einzelne Controller auf > unterschiedliche Potentialen. Bei einem Auto oder Akku Richtung Tesla Powerwall gebe ich dir Recht, genauso bei einer größeren USV (z.B. im Rechenzentrum). Aber wir sprechen hier von einem ebike. Und da macht das keiner.
>schlage ich mal den LTC8604 vor,
Sicher, dass die Typbezeichnung stimmt?
Gugl liefert nix dazu.
Danke!
Dietmar schrieb: > Merkst was? Das ist Unsinn. Niemand verbaut 7 Mikrocontroller. Allein > die Kosten für die Firmwareentwicklung, Überprüfung, wäre doch Wahnsinn. nur weil du es nicht kennst heißt es nicht das es das nicht gibt. Wird aber sehr selten gemacht. Hauptproblem ist aber die effiziente Versorgung der Zellelektronik aus nur einer Zelle. Bei einem Tessla mit > 10000Zellen ist natürlich auch nicht sinnvoll Auch exotisch ist übrigens aktives Balancing also aktives umladen von einer Zelle in einen Andere. Aber auch ich hierfür gibt es Chips und Lösungen. Zurück zu TO ein halbwegs brauchbares BMS für 10 Zellen selbst zusammenbauen und Programmierern kann schon ein paar Mannjahre verbraten. Selbst wenn man einen Messchip + Controler verwendet. Diskrete Elektronik anstatt Messschip bekommt man von der Genauigkeit nicht in Griff. Wenn man die Zellkapazität größtenteils auch nutzen will.
Dr. Sommer schrieb: > Wenn hier schon alle fertige Lösungen vorschlagen, schlage ich mal den > LTC8604 vor, welcher quasi alles macht was man für 12 Zellen braucht. > Aber wie gesagt ist ein BMS eine sehr komplexe Angelegenheit, das > handelt man nicht in ein paar Foren-Posts ab. Du meinst LTC6804. Sehr schöne Bausteine und nicht sonderlich kompliziert vom Protokoll her. Allerdings kosten da das Stück allein schon um die 20€. Dafür gibst fast das ganze OZ890 Board.
Required schrieb: > schlage ich mal den LTC8604 vor, > > Sicher, dass die Typbezeichnung stimmt? > Gugl liefert nix dazu. > > Danke! Upps. Ich meinte LTC6804 ? Der hat auch (optional) eine differentielle und per CRC gesicherte Datenübertragung, was die wesentlich robuster macht als zB I2C, was im Kontext hoher Ströme (Akku!) wichtig ist.
temp schrieb: > Allerdings kosten da das Stück allein > schon um die 20€. Dafür gibst fast das ganze OZ890 Board. Wo denn? Und gibt es die OZ890 irgendwo einzeln zu kaufen?
w.n. schrieb: > Wo denn? Und gibt es die OZ890 irgendwo einzeln zu kaufen? Direkt beim freundlichen Chinesen (dem Hersteller). Hatte ich oben verlinkt. Da kostet das Board 20$. Die einzelnen Chips habe ich noch nie in der freien Wildbahn gesehen, die wären für mich aber auch uninteressant. Die BQ76x0 Serie ist aber auch nicht schlecht. Auf alle Fälle interessant wie die das mit den externen Balancing-Fets gelöst haben. Eigene Erfahrung hab ich nur mit den LTC680x gemacht. Die sind zwar teuer aber sehr genau. Auch für die interne Selbstüberwachung wurde da viel gemacht, so dass die Dinger von der Seite in einer anderen Liga spielen als OZ890.
Als Technikerarbeit ist das Blödsinn. Viel zu komplexes Thema. Vor allem wäre schon das BMS an sich viel zu komplex, geschweige noch ein EBike dazu. Sag deinem Ausbilder, der soll mal andere Drogen nehmen.
Auch wenn das anders dargestellt wurde: im KFZ Bereich sind je ein Mikrocontroller pro Zelle durchaus üblich und sinnvoll: http://www.evsource.com/tls_cleanpower.php Die Idee mit den Spannungsteilern war auch nur dazu da, den AUfbau extrem simpel zu halten. Ein billiger Controller hat den selben Nullpunkt für alle A/D Wandler. Wenn ich kaskadiere, dann komme ich mit Zelle*2 Widerständen aus und fertig. Ja, ungenau, aber fertig.
Christian R. schrieb: > Hallo zusammen, für meine Techniker-Arbeit soll ich ein E-Bike selbst > zusammen bauen. Darf man das überhaupt? Haben diese Bikes nicht eine Zulassung durch den TÜV? Meines hat eines. Braucht auch einen Führerschein und ein Nummernschild.
S. K. schrieb: > Braucht auch einen Führerschein und ein Nummernschild. Das ist dann kein Fahrrad, sondern ein Moped. Und solange man nur auf seinem eigenen Hof fährt (oder z.B. dem Unigelände, Sportplatz oder so), interessieren weder TÜV noch Bauartprüfung noch Führerschein.
Beitrag #5271619 wurde von einem Moderator gelöscht.
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