Spannungsmessung von Li-Polymer Zellen ausschalten

[Thomas B. (Gast)]

Hallo,

ich würde gern die Zellenspannungen eines 4-Zellen Li-Poly Akkus mit 
einem Mikrocontroller messen. Ich habe einen Mikrocontroller 
(STM32L431), der hinter einem BMS und einem Schalter sitzt, d.h. der 
Mikrocontroller ist nicht immer angeschaltet. Der Mikrocontroller hat 
eine gemeinsame Masse mit der Batterie.
Ich möchte nicht, dass sich die Zellen entladen, wenn das Gerät 
ausgeschaltet ist, also einfach einen Spannungsteiler von Zellspannung 
nach Batteriemasse ist sicher nicht sinnvoll. Wie könnte man so etwas 
bewerkstelligen? Bei der Schaltung im Anhang hätte ich ja das Problem, 
dass wenn der Transistor ausgeschaltet ist ich plötzlich die komplette 
Batteriespannung am Pin anliegen habe. Komme ich nicht drumherum jeden 
Strang einzeln von der High-Side zu schalten? Oder gibt es eine 
Möglichkeit an die ich nicht gedacht habe?

[Helge (Gast)]

sowas? Gatespannungen müssen halt groß genug sein.

[Bauform B. (bauformb)]

Thomas B. schrieb:
> Schalter

Gib dem Schalter mehr Kontakte, für jeden Spannungsteiler einen. 
Drehschalter mit 6 Kontakten sind normal und preiswert.

Noch sparsamer wird es, wenn der STM32 die Spannungsteiler per Relais 
einschaltet. Also nur, wenn er messen muss. Es gibt Relais mit 4 
Kontakten, aber mit 4 einzelnen Relais mit 1xUM braucht man nur einen 
Spannungsteiler und einen ADC-Eingang.

[Roland (Gast)]

Und über dein sogenanntes BMS (Battery Management System) kannst du die 
Zellspannungen nicht auslesen?

Nein? Dann solltest du es auch nicht BMS nennen.

[Thomas B. (Gast)]

Bauform B. schrieb:
> Gib dem Schalter mehr Kontakte, für jeden Spannungsteiler einen.
> Drehschalter mit 6 Kontakten sind normal und preiswert.
>
> Noch sparsamer wird es, wenn der STM32 die Spannungsteiler per Relais
> einschaltet. Also nur, wenn er messen muss. Es gibt Relais mit 4
> Kontakten, aber mit 4 einzelnen Relais mit 1xUM braucht man nur einen
> Spannungsteiler und einen ADC-Eingang.

Danke! Dem Schalter mehr Kontakte geben geht leider nicht, der Schalter 
schaltet nur einen Digitaleingang des BMS, dieses aktiviert einen 
High-Side MOSFET.

Helge schrieb:
> sowas? Gatespannungen müssen halt groß genug sein.

Geht das auch mit einem NPN Transistor? Soweit meine Recherche es 
ergeben hat, hat ein NMOS (BSS138 oder ähnliche) einen Leckstrom von 
etwa 1uA, was für meine Anwendung leider zuviel ist, wenn das Gerät 
ausgeschaltet ist.

[Jörg R. (solar77)]

@TO
Sind die Zellen irgendwie miteinander verbunden?

Der Transistor verfälscht das Messergebnis.

[Thomas B. (Gast)]

Roland schrieb:
> Und über dein sogenanntes BMS (Battery Management System) kannst
> du die
> Zellspannungen nicht auslesen?
>
> Nein? Dann solltest du es auch nicht BMS nennen.

Gut, dann nenne ich es nicht mehr BMS. Kann die Einzelzellenspannung 
aber tatsächlich nicht auslesen, da es keinen Kommunikationskanal zur 
Verfügung stellt.

[Thomas B. (Gast)]

Jörg R. schrieb:
> @TO
> Sind die Zellen irgendwie miteinander verbunden?
>
> Der Transistor verfälscht das Messergebnis.

Ja, das ist ein 4-Zellen Li-Polymer Akku, also der negative Pol von 
Zelle 4 ist mit dem positiven Pol von Zelle 3 verbunden, usw.

[MaWin (Gast)]

Thomas B. schrieb:
> Wie könnte man so etwas bewerkstellige

Nur mit einem IC, der dauernd am Akku hängt, also nicht abgeschaltet 
wird, z.B. Analogschalter CD4066 18V Modell, dessen Enable halt vom uC 
kommt.

[hmm (Gast)]

Thomas B. schrieb:
> also der negative Pol von
> Zelle 4 ist mit dem positiven Pol von Zelle 3 verbunden, usw.

d.h. bei deiner Schaltung entladen sich die Zellen auch bei 
ausgeschaltetem Transistor über die Spannungsteiler? oder habe ich die 
Schaltung falsch verstanden?
kannst du mal den gesamten Plan mit Zellen zeichnen?

[Thomas B. (Gast)]

MaWin schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Wie könnte man so etwas bewerkstellige
>
> Nur mit einem IC, der dauernd am Akku hängt, also nicht abgeschaltet
> wird, z.B. Analogschalter CD4066 18V Modell, dessen Enable halt vom uC
> kommt.

Der sieht ziemlich gut aus, danke!

[Thomas B. (Gast)]

hmm schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> also der negative Pol von
>> Zelle 4 ist mit dem positiven Pol von Zelle 3 verbunden, usw.
>
> d.h. bei deiner Schaltung entladen sich die Zellen auch bei
> ausgeschaltetem Transistor über die Spannungsteiler? oder habe ich die
> Schaltung falsch verstanden?
> kannst du mal den gesamten Plan mit Zellen zeichnen?

Das stimmt natürlich, aber die Schaltung war ja sowieso eher Unfug. Aber 
noch ein Argument mehr dagegen. Danke!

[Roland (Gast)]

Thomas B. schrieb:
> Roland schrieb:
>> Und über dein sogenanntes BMS (Battery Management System) kannst
>> du die
>> Zellspannungen nicht auslesen?
>>
>> Nein? Dann solltest du es auch nicht BMS nennen.
>
> Gut, dann nenne ich es nicht mehr BMS. Kann die Einzelzellenspannung
> aber tatsächlich nicht auslesen, da es keinen Kommunikationskanal zur
> Verfügung stellt.

Na ja, du solltest dir schon genau anschauen, welche Art von 
Schutzbeschaltung vorhanden ist. Es gibt spezialisierte BMS ICs, und es 
gibt diverse einfachere Schutzschaltungen zur Abschaltung der/des Akkus 
bei Über-/Unterspannung und Überstrom. Den meisten ist gemeinsam, daß 
sie die Strommessung und Trennung im BAT- Pfad haben. D.h. du musst bei 
deiner Zusatzschaltung genau aufpassen, daß du diese 
Sicherheitsmaßnahmen nicht durch einen falsche GND Verbindung 
aushebelst.