Forum: Fahrzeugelektronik Datenübertragung zwischen Zell-Modulen eines Single-Cell-BMS


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von Timo M. (timoxd7)


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Ich bin aktuell dabei, für unsern Selbstbau-Rennwagen ein BMS zu 
entwickeln.

Als Vorgabe habe ich mir gesetzt, auf jede Zelle bzw. Zell-Block eine 
Sensor-Platine zu setzen, welche Spannung, Temperatur vom 
Microcontroller und Temperatur von der Zelle misst und dazu auch per 
shunt widerstand ein passives balancing durchführen kann.

Alles außer die Datenübertragung habe ich bis jetzt auch geschafft. 
Dabei wollte ich die Daten in einer Daisy Chain von der ersten Zelle bis 
zur letzten Zelle in einer Kette senden und dann ans BMS übergeben.

Als ersten Ansatz hatte ich jeweils einen Optokoppler, welcher von einer 
Zelle zur nächsten das Signal entkoppelt. Funktioniert zwar, aber ist 
eher eine schlechte Lösung, die recht fehleranfällig ist.

Ich hatte dann das hier gefunden: https://bps.biz.hr/BMS.html
Das wäre so das günstigste und optimal, jedoch verstehe ich nicht, wie 
das funktionieren soll.
Ich habe das ganze auch mal simuliert, jedoch bekomme ich beim Eingang 
des MCs immer eine Spannung, die viel zu hoch ist. So gesehen zieht der 
P-Channel MOSFET ja das Signal auf den positiven Kontakt der nächsten 
Zelle, was ja die Spannung von über 7V bedeutet. Die beiden Schalter 
habe ich symbolhaft mal eingebaut, um den MC Ausgang zu simulieren.

Meine Frage ist also, ob ich da einen Denkfehler habe oder die Schaltung 
umgebaut werden müsste, damit es auch funktioniert und den MC nicht 
brät. Die Widerstände am Eingang zu variieren habe ich auch schon 
überlebt, aber durch schwankende Spannungen an der Zelle kann es ja 
trotzdem passieren, dass die Spannung am MC Eingang mehr als VDD +0,5V 
beträgt. Achso, und ich verwende einen Atmega328P.

von Flip B. (frickelfreak)


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das ist wie pegelwandeln. ich bevorzuge aber optische trennung, damit 
nichts raucht wenn man mal die blöcke trennt oder aus einem anderen 
grund eine höhere differenz entsteht. Ein optokoppler für wenige ct. je 
zellmodul, architektur dann als daisy-chain ring.

Die einschaltdauer gering halten also hohe bitrate des protokolls aus 
energiegründen.

Damit sind auch beliebige serien und paralellschaltungen möglich mit nur 
einem durchgehenden datenpfad. Nachteil: ist ein slave aus, kommen keine 
daten mehr durch, dann ist bei einer batterie aber sowieso notprogramm 
angesagt.

von Timo M. (timoxd7)


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Okay, sollte dann die Schaltung so schon funktionieren, wenn man sie 
aufbauen würde? Bin ich mit der Annahme richtig, das bei einer vollen 
LiPo Zelle über 7V an Pin 7 vom MC anliegen? Ich verstehe nicht ganz, 
wie bei den Werten der Widerstände da nichts abrauchen kann (am MC 
Eingang).

Mit Optokopplern hatte ich schon bisschen was ausprobiert, aber die 
andere Lösung wäre doch deutlich kleiner und günstiger, auch hatte ich 
recht viele Fehler bei der übertragung bei einer Daisy-Chain mit nur 3 
Zellen und 9600 Baud.

Wir hatten vorher die Zell-Sensoren zugekauft, die Cell-Modules von 
EMUS, die waren auch ohne Optokoppler. Auch wenn es mit Optokopplern 
besser ist, würde es mich interessieren wie diese Schaltung 
funktionieren kann.

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