Hallo, habe mein Bike elektrifiziert, die Mechanik ist mittlerweile erprobt und funktioniert zuverlässig. Das letzte Problem ist ein wirklich! zuverlässiger Tiefentladeschutz des Lithium-Akkus. Hier gibt es einige Menge Platinen aus Chinaland, die mehr oder weniger funktionieren. In den Bikeforen liest man eine Menge Horrorgeschichten, deshalb kam so eine Blackbox von Anfang an nicht in Frage. Von Ausgleichsströmen beim Laden von 50mA oder weniger will ich erst gar nicht berichten, ebenso wenig von Abschaltspannungen von 2.0V/Zelle ... Geplant ist ein 12-zelliger LiFePo-Akku, der zum Laden entnommen wird. Ein für LiFePo geeignetes Ladegerät ist vorhanden, ebenso eine Balancerschaltung auf reichlich Kühlkörper mit max. 3A Ausgleichstrom. Am Bike ist zusätzlich ein Display verbaut, das mir Strom, Spannung, Leistung und die verbrauchten Wattstunden anzeigt. Am Akku wird zusätzlich eine Einzelzellenüberwachung mit TFT-Display angesteckt, ein lauter Beeper meldet, wenn die erste Zelle in die Knie geht. Bei ca. 100 Versuchsfahrten bei realer Nutzung zeigen sich aber einige schwerwiegende Systemfehler: 1. Man vergisst, den Hauptstecker am Akku abzuziehen. Folge: Das Display und der Motorcontroller leeren den Akku. Ist bereits einmal passiert, alle Zellen hatten 0V, der Akku konnte komplett in die Tonne. 2. Man vergisst, die Einzelzellenüberwachung am Akku abzuziehen. Folge: Die untersten 3 Zellen hatten 0V, die drei Zellen konnten ebenfalls in die Tonne. 3. Man vergisst, die Einzelzellenüberwachung am Akku ANzustecken. Folge: Man merkt irgendwann, dass der Antrieb schwächelt, die schwächsten Zellen sind bereits tief entladen, werden u.U. sogar umgepolt. Wieder ein Fall für den Mülleimer. Das viel empfohlene "musst eben daran denken" wird nix, man fährt keinen Monat damit. Es muss eine zuverlässige Lösung her. Theoretisch würde eine automatische Abschaltung sinnvoll. Dazu könnte man die Impulse des Tretkurbelsensors (PAS) nutzen. Kommen z.B. 10 min. keine Impulse vom Tretlager, wird der Akku von jeglicher Last getrennt. Über eine Taste und ein Flipflop könnte man alles wieder einschalten. A: Wie trenne ich die 12 Leitungen der Einzelzellenüberwachung ? B: Wie schalte ich den Akkuausgang ab (es fließen max. 15A bei 43V) ? C: Wie gestalte ich diese Schaltung, die selber nur minimal Strom ziehen sollte und mit 43V zurecht kommen muss ? Hat jemand schon mal so etwas erfunden und kann paar Tipps geben ? Auf einen Mikrocontroller möchte ich dabei n.M. verzichten. Es grüßt euch Gustav
Gustav K. schrieb: > A: Wie trenne ich die 12 Leitungen der Einzelzellenüberwachung ? Gar nicht. Wenn man z.B. die Spannungsteiler für die Abgriffe der einzelnen Zellenspannungen so hochohmig macht, dass der benötigte Strom deutlich unterhalb der Selbstentladung der Akkus liegt, besteht nicht die Notwendigkeit, alle Leitungen zu trennen. Um zu verhindern, dass der A/D-Wandler oder ein vorgeschalteter Multiplexer eine zu hohe Quellimpedanz sehen, sollte man jeden Spannungsteiler ggf. mit einem hinreichend dicken Kondensator puffern. Natürlich sollte man dann auch nicht die Spannungen im Kilohertztakt abfragen, sondern entsprechend niederfrequent. Mit heutigen Microcontrollern kann man die gesamte Schaltung locker mit einer Stromaufnahme von nur ein paar Mikroampere realisieren. Man darf sich aber nicht den Luxus erlauben, alle möglichen Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstände dauerhaft zu übersteuern. Für den Test, ob die eigene Schaltung dann wirklich so wenig Strom zieht wie erwartet, speist man sie dann testweise aus einem dicken (zuvor hinreichend lange formierten!) Elko und misst dessen zeitlichen Spannungsverlauf. Achtung: viele einfache Multimeter ziehen ggf. schon mehr Strom als die versorgte Schaltung. Dann darf man die Messanschlüsse nur alle paar Minuten ganz kurz an die Versorgung anschließen. Bei ordentlichen Labormultimetern kann man aber üblicherweise auch im 10V-Bereich hochohmige Eingänge (z.B. > 1GOhm) aktivieren. > B: Wie schalte ich den Akkuausgang ab (es fließen max. 15A bei 43V) ? Entweder wählt man die MOSFETs für die entsprechenden Halbbrücken so aus, dass deren Leckströme in ausgeschaltetem Zustand hinreichend gering sind, oder man trennt die Halbbrückenversorgung durch einen weiteren MOSFET ab, z.B. Infineon/Genesys SPB80P06PG (p-Kanal, 60V, 64A, 1uA@25°C): http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-SPB80P06PG-DS-v01_06-en.pdf?fileId=db3a304412b407950112b42add964408 Oder Ixys IXxA76P10T (100V, 76A, 15uA@25°C): http://ixapps.ixys.com/DataSheet/DS100024B(IXTA-TH-TP76P10T).pdf > C: Wie gestalte ich diese Schaltung, die selber nur minimal Strom ziehen > sollte und mit 43V zurecht kommen muss ? Naja, konsequente Vermeidung/Reduzierung von dauerhaften Querströmen durch Spannungsteiler usw.. > Auf einen Mikrocontroller möchte ich dabei n.M. verzichten. Solch eine Schaltung sollte man schon "ganzheitlich" entwerfen, d.h. ggf. die gesamte Elektronik um einen geeigneten Microcontroller herum entwerfen. Versucht man sich an einer zu starken Aufteilung auf separate Schaltungen, darf man sich nicht wundern, wenn die Schaltungsteile nicht voneinander "wissen".
In meinem CityEL (12x60Ah LiFeYPo Thundersky) lasse ich die Spannungsteiler für die AD_Wandlung dauerhaft an den Akkus. Ich schalte nur die nachfolgende Elektronik (Multiplexer, AD-Wandler, Controller/Display, Relais,...) ab. Die Spannungsteiler sind bei mir jeweils 15k/1,5k. Da allerdings der Strom des obersten Teilers über alle Zellen fließt, ergibt sich eine Fehlerkaskade, die ich durch weitere Widerstände jeweils parallel zur Zelle kompensiere. Rechnung: Oberste Zelle: I12 = 12*3,3V/16,5k= 2,4mA darunter: I11= I12 + 11*3,3V/16,5k = 2,4mA + 2,2mA = 4,6mA ... unterste Zelle: I1= I12+I11+...+I1 + 3,3V/16.5k = (12+11+10+...+1)* 3,3V/16.5k = (12+13/2) * 3,3V/16.5k = 15,6mA Absolut gerechnet entsteht so ein Ungleichgewicht von 13,2mA* 24h*7T = 2,21Ah/Woche zwischen höchster und niedrigster Zelle. Die Werte der Kompensierwiderstände (parallel zur Zelle): Zelle Fehlstrom I1-I<x>/mA Widerstand 12 13,2 249 11 11,0 300 10 9,0 360 9 7,2 470 8 5,6 590 7 4,2 750 6 3 1,1k 5 2,0 1,6k 4 1,2 2,7k 3 0,6 5,6k 2 0,2 16k Merke: Der Zellstrang wird durch diese Kompensation nicht eher leer. Es werden nur alle Zellen im Ruhezustand gleichmäßig mit 15,6mA belastet. Bei 60Ah jage ich so eine Komplettladung alle fünf Monate durch den Schornstein, weil ich die Spannungsteiler nicht abschalte - aber ich kann damit leben. Seitdem ich diese Kompensation drin habe, balanciere ich kaum noch. Bezüglich Deiner Einzelzellüberwachung: Wenn die diese Kompensation nicht hat, ist sie für den Dauerbetrieb nicht geeignet, Du kannst aber prnzipiell durch externe Widerstände nachrüsten (wenn Du weißt, welche Spannungsteilerwerte verwendet werden). Noch ein böses Spiel: Mancher Hersteller spart Kosten, indem er die Betriebsspannung für sein Gerät mit einem billigen Stabi (<40V Eingang) an den unteren drei Zellen abgreift. Das bringt die Zellen im Dauerbetrieb ebenfalls erheblich aus dem Gleichgewicht. Bezüglich der Balancer: Im Vordergrund sollte nicht stehen, welchen Strom die balancieren können. Viel wichtiger ist die Parametrierbarkeit: - Ist die Spannungsschwelle einstellbar, ab der der Balanciervorgang losgeht? Balancieren vor 3,5V ist meiner Erfahrung nach sinnfrei. Erst zum Ladeende hin, wo die Spannung deutlich ansteigt, können Spannungsdifferenzen sicher gemessen werden. Davor ist die Ladekurve so flach, dass schon die Restwelligkeit des Ladegerätes die Messungen an den Zellen verfälschen kann. - Haben die Balancer Ausgänge, um das Ladegerät zu steuern (Ladestromabsenkung). Vielleicht wäre es sinnvoll, zuerst einmal mit einem Multimeter im Ruhezustand die Ströme an den Ausgängen jeder einzelnen Zelle zu messen und zu schauen, wo Strom raus geht. Meist stimmen diese Differenzen mit den Erfahrungen des Balancierens überein (Warum balanciert bei mir die oberste Zelle immer stundenlang? warum ist bei mir die unterste Zelle immer zuerst leer?) und man findet den Übeltäter durch abziehen irgendeines Zusatzgerätes. Danach kannst Du pragmatisch entscheiden, was Du kompensieren kannst und was Du abschalten musst.
Horst S. schrieb: > Die Spannungsteiler sind bei mir jeweils 15k/1,5k. Es spräche aber durchaus wenig dagegen, mit wesentlich höheren Widerständen zu arbeiten, d.h. 10 MOhm aufwärts, so dass sich die Ströme locker um einen Faktor 1000 reduzieren ließen. Wie schon zuvor geschrieben, dann natürlich mit entsprechenden Pufferkondensatoren, die sich bei niedrigfrequenter Abfrage hinreichend schnell wieder aufladen können und in geladenem Zustand auch keinen relevanten Lecktrom verursachen. Durch solch einen hochohmigen Aufbau hat man zusätzlich auch einen schönen Tiefpass, der im aktiven Betrieb eine Modulation der Zellspannung durch die hochfrequenz schwankende Stromaufnahme (PWM-Betrieb bzw. Motorkommunitierung) wirkungsvoll unterdrückt. Es spricht nichts dagegen, mit Zeitkonstanten im Sekundenbereich zu arbeiten. > 15,6mA Das ist ja ein Vielfaches dessen, was man für die komplette Elektronik benötigt... > Bezüglich Deiner Einzelzellüberwachung: Wenn die diese Kompensation > nicht hat, ist sie für den Dauerbetrieb nicht geeignet Doch, wenn die Ströme hinreichend gering sind. > Noch ein böses Spiel: Mancher Hersteller spart Kosten, indem er die > Betriebsspannung für sein Gerät mit einem billigen Stabi (<40V Eingang) > an den unteren drei Zellen abgreift. Das bringt die Zellen im > Dauerbetrieb ebenfalls erheblich aus dem Gleichgewicht. Es ist durchaus, die Elektronik im Standby-Modus mit nur ein paar Mikroampere mittlerer Stromaufnahme auf diese Art und Weise zu versorgen. Im aktiven Betrieb (Motorbrücken, ggf. LEDs, usw.) kann dann ein Schaltregler zugeschaltet werden, der sich dann an der vollen Akkuspannung bedient. Aber auch hier gilt, dass solch ein Schaltregler im ausgeschalteten Zustand maximal ein paar Mikroampere ziehen sollte. > - Haben die Balancer Ausgänge, um das Ladegerät zu steuern > (Ladestromabsenkung). Natürlich muss dann auch die Ladegerät einen solchen Eingang besitzen...
:
Bearbeitet durch User
Was man im Labor alles hochohmig machen kann, steht außer Frage. Ich möchte allerdings nicht wissen, was dann bei den Kabeln eingestreut wird. Was willst Du messen? Die Akkuspannung oder den Motorstrom? Selbst mit ner sekündlichen Zeitkonstante kriegst Du da das Gasgeben mit 120A über 5 Sekunden nicht mehr raus, Kriechströme im Auto (feucht) erst gar nicht.
Horst S. schrieb: > Was man im Labor alles hochohmig machen kann, steht außer Frage. Ich > möchte allerdings nicht wissen, was dann bei den Kabeln eingestreut > wird. Der Ausgang jedes hochohmigen Spannungsteilers wird ja direkt auf den Kondensator gelegt, so dass jegliche hochfrequente Störungen unterdrückt werden, d.h. insbesondere auch solche, die durch den Motor eingekoppelt werden. Natürlich muss man beim Layout sehr aufpassen, dass man sich nicht irgendwelche Kriechströme einfängt, was man aber ggf. durch Masserringe (Guard) sehr einfach gelöst bekommt. Ggf. lackiert oder vergießt man den entsprechenden Schaltungsteil. > Was willst Du messen? Die Akkuspannung oder den Motorstrom? Selbst > mit ner sekündlichen Zeitkonstante kriegst Du da das Gasgeben mit 120A > über 5 Sekunden nicht mehr raus, Kriechströme im Auto (feucht) erst gar > nicht. Welche 120A? Welches Auto? Es geht hier um ein ElektroFAHRRAD! Die Tatsache, dass Du es in Deinem Fahrzeug anders gelöst hast, bedeutet noch lange nicht, dass dies gut gelungen oder gar für einen anderen Einsatzzweck geeignet ist. Alleine die o.a. 15mA sind doch technisch gesehen gar nicht notwenig, sondern wahrscheinlich hast Du gar nicht nachgerechnet, wie hochohmig man den Spannungsteiler aufbauen könnte. Und selbst wenn man die Zeitkonstante auf 100ms oder auch nur 10ms auslegt, reicht das aus, um genügend Ladung für eine einigermaßen präzise A/D-Wandlung bereitzustellen.
:
Bearbeitet durch User
Andreas S. schrieb: > sondern wahrscheinlich hast Du gar nicht > nachgerechnet, wie hochohmig man den Spannungsteiler aufbauen könnte. Habe ich vor 6 Jahren tatsächlich nicht, rennt aber trotzdem (oder vielleicht gerade deshalb?). Ich lebe halt ungern im Konjunktiv. Das Messen an den Zellen kostet nix, muss man nur machen. Kompensieren kostet auch nur ein paar Widerstände, danach kann der TE ggf. vorliegende Komponenten weiter verwenden und sich einen Kopf drum machen, wie lange sein Akku im Standby überlebt und was er nun tatsächlich abschalten muss.
Horst S. schrieb: > Das Messen an den Zellen kostet nix, muss man nur machen. Kompensieren > kostet auch nur ein paar Widerstände, Bei Deiner Empfehlung kostet es so viel Akkuladung, dass ein typischer E-Bike-Akku nach einer längeren Winterpause tiefentladen und schrottreif wäre. Dass dies bei Deinem 100Ah-Akku nicht so relevant sein mag, ist schön für Dich, aber darauf die universelle Empfehlung für viel zu niederohmige Spannungsteiler abzuleiten, ist etwas fragwürdig. > danach kann der TE ggf. > vorliegende Komponenten weiter verwenden und sich einen Kopf drum > machen, wie lange sein Akku im Standby überlebt und was er nun > tatsächlich abschalten muss. Es kann viele Gründe geben, warum man zwischendurch eine längere, ggf. ungeplante, Nutzungspause einlegt und nicht vor jeder Pause den Akku auflädt, sondern das Gerät/Fahrzeug mit ziemlich entladenem Akku herumstehen lässt. Und auch in solchen Situationen sollte die Elektronik keinen "Akkumord" begehen.
Erstmal vielen Dank an alle für die vielen Antworten ! Andreas S. schrieb: >> A: Wie trenne ich die 12 Leitungen der Einzelzellenüberwachung ? > Gar nicht. Ich möchte eine fertige Einzelzellenüberwachung mit TFT-Display aus dem Modellbau verwenden. Das Teil war bei ca. 50 Versuchsfahrten mit dabei und funktioniert zuverlässig. Über das Display kann ich zudem immer die schwächste und die nächst schwächsten Zelle erkennen. Leider hat diese Einzelzellenüberwachung diese Billigstromversorgung wie von Horst S. beschrieben, es werden nur die unteren 3 Zellen zur Stromversorgung herangezogen. Zudem fliesen hier ca. 50 mA und die Spannungteiler sind nicht sonderlich niederohmig (macht Sinn bei bürstenlosen Antriebsmotoren und deren elektronischer Kommutierung). Hier wäre es erforderlich, alle 12 Leitungen vom Akku zu trennen. Nur wie realisieren? 6 Relais mit je 2 Kontakten? Aus Erfahrungen im praktischen Betrieb möchte ich jeglichen Ein/Aus Schalter vermeiden. Wunschvorstellung: Es gibt nur einen einzigen Taster, mit dem wird über ein Monoflop der Hauptschalter (Relais?) eingeschaltet und die 12 Leitungen der Einzelzellenüberwachung an den Akku angeschlossen. Das Monoflop wird über die Impulse des Tretlagersensors (PAS) getriggert. Kommen z.B. 5 Minuten keine Impulse, fällt das Monoflop zurück und alle Verbraucher werden vom Akku getrennt. So muss man das Rad nur abstellen - und fertig. Problem ist dann jedoch die Stromaufnahme der Schaltung mit dem Monoflop, die darf im Standby nur minimalsten Strom ziehen, damit der Akku nicht gekillt wird, wenn das Rad mal paar Tage steht. Wie soll man das bei 42V realisieren?
Angehängte Dateien:
-
Selfhold.gif
480 KB
Was sagt denn die Gebrauchsanweisung dazu, wenn Du GND, also die 13te Leitung, auftrennst? (Mag das Gerät wahrscheinlich nicht?!?) Ansonsten: Wie viel Strom fließt denn nun über die Eingänge? Wie lange würde Dein Akkupack damit hinkommen? Ökonomisch-philosophisch betrachtet schmeißt man nach 'nem halben Jahr Standby auch fast 'ne halbe Zelle weg, wenn die Zellen lt. Datenblatt 'ne geplante Obsoleszenz von 10 Jahren besitzen. -) Gustav K. schrieb: > Problem ist dann jedoch die Stromaufnahme der Schaltung mit dem > Monoflop, die darf im Standby nur minimalsten Strom ziehen, damit der > Akku nicht gekillt wird, wenn das Rad mal paar Tage steht. Wie soll man > das bei 42V realisieren? Ich hab bei mir 'nen Starttaster verbaut, der die Schließkontakte eines Relais kurzzeitig brückt (!!! Sicherung nicht vergessen, wenn Du die volle Akkuspannung über nen Kabel herausführst). Der dahinterliegende DC-DC-Wandler versorgt den Controller, der wiederum die Steuerkontakte des Relais schließt. Ich muss also manuell einschalten, der Controller übernimmt das Ausschalten, indem er die Steuerkontakte des Relais wieder loslässt (bei mir nach Ladeende, festem Timeout oder manuell über Display). Ich wollte das zuerst mit dem Zündschlüssel koppeln, hab's aber so gelassen. Mein Taster ist rot, da drücke ich gerne drauf, erinnert mich an meine alte Honda. Statt mit Controller kann man so was sicher auch mit einem Monoflop machen. Vielleicht kann man das Einschalten auch mit einem Reed-Schalter, ans Rad gekoppelt, erledigen. Ansonsten: DC-DC Wandler bis 72V Eingang gibt's z.B. bei Reichelt R-78HB... (nicht billig, aber recht effizient). Nachtrag: Ups, ich hab den PullDown am Lebenszähler und die Freilaufdiode am Relais im Schaltplan vergessen.
Horst S. schrieb: > Was sagt denn die Gebrauchsanweisung dazu, wenn Du GND, also die 13te > Leitung, auftrennst? (Mag das Gerät wahrscheinlich nicht?!?) Die Gebrauchsanweisung sagt dazu gar nichts, nicht mal die (hohe) Stromaufnahme ist angegeben. Auf Anfrage dort keine Antwort. Deshalb würde ich lieber die 12 Leitungen trennen (Masse bliebe verbunden). Ich fand Kleinrelais 4x Ein, das wären dann 3 Relais. Nicht sonderlich elegant, würde aber funktionieren. Die Idee mit einem Starttaster und Relais ist gut, das könnte die Lösung meines Problems werden. Werde mal eine Schaltung malen. Vielen Dank auch für den Link zu den DC/DC-Wandlern. Der Typ R-78HB50-05 würde für meine Anwendung passen. Problem wäre noch das Monoflop, das erst nach 5 Minuten abfällt. Ich kenne solche Anwendungen eher im msec. Bereich. Wird das mit einem fetten Elko funktionieren?
Gustav K. schrieb: > Wird das mit einem > fetten Elko funktionieren? Wahrscheinlich eher nicht zuverlässig. Vielleicht ist ein Timerbaustein (NE555) mit anschließendem Binärzähler (z.B. CMOS 4020) die Lösung für Dich. Da bin ich allerdings auch nur im Konjunktiv.
Horst S. schrieb: > Wahrscheinlich eher nicht zuverlässig. Aus dem Bauch heraus würde ich das auch vermuten. Der NE555 ist nicht retriggerbar, hier habe ich aber bereits ein retriggerbares Monoflop liegen. Ein nachgeschalteter Zähler ist auch eine gute Idee. Vielen Dank für die Tipps. Ein weiteres Problem sind die hohen Eingangskapazitäten des Motorcontrollers, das knallt ganz schön, wenn man 43V ansteckt. Gibt wohl noch ein Relais, um die Kapazitäten erst über einen niederohmigen Widerstand vorzuladen. Der Teufel liegt wie so oft im Detail ...
Gustav K. schrieb: > Aus dem Bauch heraus würde ich das auch vermuten. Der NE555 ist nicht > retriggerbar, hier habe ich aber bereits ein retriggerbares Monoflop > liegen. Ein nachgeschalteter Zähler ist auch eine gute Idee. Vielen Dank > für die Tipps. Hmmm, muss denn der Taktgeber retriggerbar sein, oder reicht es auch, den nachfolgenden Binärzähler zu resetten?
Horst S. schrieb: > Hmmm, muss denn der Taktgeber retriggerbar sein, oder reicht es auch, > den nachfolgenden Binärzähler zu resetten? Stimmt, eigentlich könnte man mit dem Impulsen vom Tretlager auch den Zähler ständig reseten. Überlebt so ein SIPMOS Transistor eigentlich den Einschaltstrom eines Motorcontrollers (eingebaute Strombegrenzung?)? Leider sind die Eingangskapazitäten des Motorcontrollers nicht bekannt. Aber es knallt schon heftig.
Horst S. schrieb: > ... wenn Du GND, also die 13te Leitung, auftrennst? Habe diese Lösung realisiert und seit einigen Wochen in Betrieb. Problem: Wenn man die 13te Leitung auftrennt, trennt man auch den untersten Widerstand des Spannungsteilers auf. Folge: Die unterste Zelle wird nicht entladen, die obersten 11 Zellen jedoch schon, wenn man die Schaltung angesteckt lässt. Beim letzten Laden war die unterste Zelle nach 11 Ah voll, bei den oberen 11 Zellen fehlen jedoch knapp 3 Ah. Das wird lustig, wenn man mit 5 A läd und die China SMD-Balancer gerade mal 50 mA verheizen können. Die unterste Zelle ist so gut wie tot. Werde wohl nicht umhin kommen, eine eigene Einzelzellenüberwachung zu erfinden, die jede Zelle gleichmäßig belastet.
Solange man sich mit der Stromaufnahme aus einzelnen Zellen zurückhält braucht man eigentlich keine Einzelzellenüberwachung und auch Balancing ist kaum nötig. Viele der Akkupacks bei Elektrowerkzeugen laden einfach in Reihe (ohne Balancing) und überwachen ggf. auch nur in Gruppen von 2 oder 3 Zellen. Im Zweifelsfall muss man dann etwas früher abschalten - das tut den Zellen aber ggf. sowieso gut. Nur beim Laden sollten schon alle Zellen überwacht werden - da muss man aber auch nicht so auf den Strom achten. Wenn man 3 Ah über die Messchaltung gezogen hat, dann hat man etwas grob falsch gemacht oder den Akku über Jahre vergessen. An sich sollte für die Messung Ströme im unteren µA Bereich ausreichen: d.h. nach einem Jahr vielleicht 0.1 Ah. Wegen der Versorgung der Steuerung könnte man ggf. einen kleinen zusätzlichen Akku mit 1 - 2 Zellen nutzen. Das ist ggf. einfacher als eine Regelung von 30-50 V runter auf 3 - 5 V.
Es gibt ja an sich genug Batteriemonitor-ICs die exakt das ganze tun, sind halt leider ziemlich arg komplex geworden. Sowas wie LTC6082, 12 Zellen pro IC, kaskadierbar und ziehen nur uA. Das kann dann einem uC bequem alle Daten liefern, die man haben will fürs Batteriemanagement. Problem wohlgemerkt, die Unmenge an Registern will erstmal sinnvoll gefüllt werden, da geht etwas Entwicklungszeit rein. Will man diesen vorher erwähnten untauglichen Modellbau-Chinakrempel unbedingt benutzen, sollte man halt in jede Leitung einen Opto-MOS oder von miraus auch ein Relais hängen, und das per Timeout dann abschalten wenn man es nicht manuell tut. Es gehört aber so und so eine davon unabhängige (am besten ohne eigene Software funktionierende!) Schutzschaltung dran. Das verhindert beim Laden abbrennende Akkus, und beim Entladen/liegenlassen teures Lehrgeld. Das Problem dabei ist allerdings das sehr, sehr besch..ene Angebot an passenden Bauteilen. Also nicht, dass es die nicht geben würde, nur, dass man sie nicht bekommt, wenn man weniger als 20k davon will. Zum Beispiel bekommt man aus dem riesen Angebot von Seiko exakt gar nix zu sehen, deren mieser Distri spricht nichteinmal mit mittelgroßen Firmen im Power-Segment, und Digikey verweist auf Anfrage auch an die zurück. Selberbauen aus Standardteilen zieht fast immer viel zu viel Strom, ist teuer und groß, da muss halt ein passendes IC her. Mouser hat aber inzwischen von den BQ77904 und 77905 ein paar Versionen lieferbar, der 7790508 ist für LFP4 gar nicht mal unpassend und auf beliebige Zellenzahl kaskadierbar. Hab die Teile noch nicht getestet, sehen aber gut aus. Keine Schnittstelle, keine Firmware, Lowside-N-FET, genau genug und 6uA. Die 50mV Überstrom-Schwelle ist zwar vergleichsweise nicht so hoch, tut bei hohem Strom aber trotzdem noch weh, da wird man dann ggf. einen sehr stromsparenden OPV dazu nehmen müssen damit der Shunt nicht zu arg heizt.
Habe mir mal das Datenblatt des BQ77905 gegeben, das IC würde eigentlich für meinen 12s LiFePo4 passen, wenn man mal davon absieht, dass ich 3 Stück davon kaskadieren müsste. Mittlerweile möchte ich nur noch eine akustische Unterspannungswarnung realisieren, dazu wären die beiden Lowside-N-FET am untersten IC überflüssig, ebenfalls der Shunt Rsns. Für eine akustische Unterspannungswarnung benötige ich keine 3 Temperatursensoren. Kann ich den Sensor Rts einfach durch einen 10k Widerstand ersetzen, oder besser gleich alle 6 Widerstände weglassen? Dann erschließt sich mir die Funktion von Rld nicht. Ohne die Lowside-N-FET und ohne Shunt liegt der Pin LD einfach nur auf Masse. Wird das trotzdem funktionieren? http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq77905.pdf Seite 25: Figure 18. 13S Pack Using Three bq77905 Devices Ich würde dann pro IC nur 4 Zellen überwachen (3x4=12), also an jedem IC VC5 an VC4 legen.
> Horst S. schrieb im Beitrag > Die Spannungsteiler sind bei mir jeweils 15k/1,5k. Du kannst die Spannungsteilerwiderstände mit einem Optokoppler in Reihe gemeinsam schaltbar machen. Damit wären diese nur im Betrieb und beim Laden aktiv, ansonsten passiv. Für die Schutzschaltung reicht es jeweils die Spannung von drei Zellen zu messen, also vier hochohmige Abgriffe zu verwenden. Das geht mit einem billigen ATiny zu verarbeiten oder auch mit sparsamen OPs, die dann den MOSFET abschalten. Eine andere Möglichkeit wäre den Spannungsabfall am Shunt oder über ein Teilstück der Zuleitung auszuwerten mit einem OP, der jeweils einen Timer zurücksetzt oder ein ATiny wertet dies aus. Längere Zeit kein hoher Stroverbrauch, trennt dann den Akku komplett von den Verbrauchern.
Robert schrieb: > Will man diesen vorher erwähnten untauglichen Modellbau-Chinakrempel > unbedingt benutzen, sollte man halt in jede Leitung einen Opto-MOS oder > von miraus auch ein Relais hängen, und das per Timeout dann abschalten > wenn man es nicht manuell tut. Gute Idee, was genau wäre aber ein Opto-MOS? Was spräche gegen einen "normalen" Optokoppler, da gibt es welche mit 4 Stück in einem Gehäuse, z.B. den PC847. Also 3 Stück davon und alle LEDs in Serie verschaltet. Wenn über CE des Ausgangstransistors 0,1V hängen bliebe, dass setzte ich die Alarmschwelle am "Modellbau-Chinakrempel" eben um 0,1V tiefer. Mit 3mA müsste der Transistor im Optokoppler eigentlich klar kommen. PC847: https://www.picbasic.nl/downloads/PC827_PC847.pdf Robert schrieb: > Es gehört aber so und so eine davon unabhängige (am besten ohne eigene > Software funktionierende!) Schutzschaltung dran. Sehe ich ebenso. Die Schaltung mit 3x BQ77905 für 12s würde mir gut gefallen. Wie kann man rausfinden, ob dieses Rad nicht schon jemand erfunden hat?
Gustav K. schrieb: > Habe diese Lösung realisiert und seit einigen Wochen in Betrieb. > > Problem: Wenn man die 13te Leitung auftrennt, trennt man auch den > untersten Widerstand des Spannungsteilers auf. Folge: Die unterste Zelle > wird nicht entladen, die obersten 11 Zellen jedoch schon, wenn man die > Schaltung angesteckt lässt. Ich hatte ja schon weiter oben geschrieben: man kann Fehlströme über individuelle Parallelwiderstände an der Zelle Kompensieren (wenn man denn den Fehlstrom kennt). Kannst Du (quasi als einfachste Möglichkeit) die 13. Leitung über z.B. ein Wechsler-Relais schalten, das im Aus-Zustand just die unterste Zelle über diesen Widerstand ein klein wenig belastet?
@ Horst S. (hdc) Habe deinen hochinteressanten und ausführlichen Beitrag sehr wohl zur Kenntnis genommen. Als Folge deines Beitrags habe ich eine Menge gerechnet (bzw. von EXCEL rechnen lassen) und es ist nach deiner Methode eine zusätzliche Baugruppe mit 2x11 Kompensationswiderständen entstanden. Allerdings sind meine Spannungsteiler anders aufgebaut (jeder Spannungsteile ist anders, es fließt von jeder Zelletage der gleiche Strom ab) und ich lege auch nicht je einen Kompensationswiderstand über jede Zelle, sondern alle 11 Kompensationswiderstände werden am Pluspol angeschlossen. Die Werte liegen dann nicht so dicht beieinander. Als besonderes Schmankerl werde ich das ganze Geraffel via 12 OptoFETs per Timeout abkoppelt. Nur die Masse bleibt verbunden. Das Ganze zieht sich noch etwas, weil ich alles neu aufbauen muss. Zwei Platinen braucht es dann auch noch.
Gustav K. schrieb: > Allerdings sind meine Spannungsteiler anders aufgebaut (jeder > Spannungsteile ist anders, es fließt von jeder Zelletage der gleiche > Strom ab) und ich lege auch nicht je einen Kompensationswiderstand über > jede Zelle, sondern alle 11 Kompensationswiderstände werden am Pluspol > angeschlossen. Die Werte liegen dann nicht so dicht beieinander. Neugier! Kannst Du hierzu mal 'ne Minimalzeichnung nebst Rechenbeispiel einbringen?
Bin gerade dabei, das zusammenzustricken, ein vorzeigbares Schaltbild existiert noch nicht. Vorab so viel: Alle 12 Spannungsteiler auf dem "Modellbau-Chinakrempel" sind so dimensioniert, dass am AD-Wandler ca. 2.5V anstehen. Ganz unten sind es 10k/10k, der untere Widerstand (an Masse) hat bei jedem Spannungsteiler 10k. Es fließen also bei typ. 3,3V im Mittel 0,2mA über jeden Spannungsteiler. Die 0,2mA addieren sich dann zu den von dir beschrieben Fehlströmen, die mit Kompensationswiderständen auszugleichen wären. Die unterste Zelle erhält keinen Kompensationswiderstand. Die 11 Kompensationswiderstände am Pluspol stellst du dir am Besten wie ein 11-faches Widerstandsnetzwerk mit 12 Beinen vor. Das gemeinsame Bein liegt am Pluspol des Akkus.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.