Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 12>>ВсеВниз

Автор Тема: Свой вариант самодельной BMS. Просьба помочь с разработкой.  (Прочитано 2273 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Добрый день всем, я намереваюсь собрать для своего велика lifepo4 аккумулятор на 48В 30 Ач. Максимальный ток моего монтроллера и колеса 30 А, но я думаю, что надо делать с запасом. Банки закажу с АЛИ по отдельности или сразу в сборе пока не знаю, да и не столь это важно. Сразу скажу, что нахожусь в условиях экономии средств как и все студенты. Разработка своего BMS должна не только мне дать опыт по моей специальности (радиоэлектроника), но и сэкономить мою стипуху, которая и так уйдет на литий.
И так, полазив по форуму, я нашёл парочку тем, где люди уже пытались создавать подобные штуки. За время грызения этой науки накопилось пара вопросов.
1. По чему на всех тех самоделках, которые я видел, на каждую ячейку вешается свой контроллер типа аттиньки? Ведь контроллеры типа SMT32 на пример имеют достаточно много выходов ШИМ для управления током балансировки каждой ячейки через транзюк, а так же имеют достаточно много входов АЦП для контроля напряжения каждой ячейки. Так сказать один МК что бы править всеми, один, что бы лишить их воли, ну вы поняли :-D
2. Имеют ли BMS для батарей, где одна ячейка собрана из нескольких соединённых параллельно, какие то отличия от тех, где одна ячейка это один элемент? Умом понимаю, что в ячейке элементы сами себя балансируют, но всё же вдруг я чего то упустил?
3. Как наиболее просто можно измерить текущий ток аккумулятора? Как в контроллере колеса, замеряя напряжение на участке медного провода и зная его сопротивление?
какие функции я хочу иметь в BMS:
1. Контроль заряда с адаптивной баласировкой из этой темы http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,2897.0.html. Думаю, это сможет продлить срок службы батареи.
2. Контроль разряда. Ну тут всё мне видится просто. МК контролит напругу на элементах, хоть один упал ниже допустимого напряжения - всё, батарея засыпает.
3. Контроль рабочего тока и тут же защита от КЗ (по превышению током допустимого значения).
4. Подсчёт количества пройденных циклов заряд-разряд.
5. Вывод заряда аккумулятора по нормальному в процентах, а не в виде 3ех дурацких лампочек на ручке газа.
Все эти данные должны выводиться на сегментные индикаторы на руле. Ими будет управлять свой МК, там больших сложностей для себя не вижу, по этому вас этим не напрягаю, покажу только что там будет что то типа такого (уж простите за кривое рисование, я будущий инженер, а не художник): http://s009.radikal.ru/i307/1508/0a/b0451313a432.png
Учитывая мои непонятки с надобностью контроллера для каждой ячейки загружаю родившуюся пока что на половину принципиальную, на половину блоксхему. Сильно за неё не бейте, это первые намётки. Но по делу о ней тоже отпишитесь что думаете, если не сложно.
http://s015.radikal.ru/i331/1508/ef/70000672438a.jpg
Ну вот пока как то так. Буду рад любым советам и предложениям, так как это мой первый опыт разработки BMS. До этого даже китайские варианты не юзал и в руках не держал.
« Последнее редактирование: 02 Авг 2015 в 00:40 от Prizrak_kommunizma »

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

FobOrgan

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +5/-1
  • :
    78
    134
  • Сообщений: 888
  • Россия, Самара
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, хочу вас огорчить - сэкономить на собственной разработке не получится. Можно купить готовую БМС,  а свою изобретать для начала на 3-4 банках 18650 и пробовать.
Одним микроконтроллером не обойтись потому, что чудесная куча резисторных делителей будет жрать ток, причём всегда и жрать неравномерно! Измерять то вы будете относительно минуса батареи, первый элемент будут разряжать все делители, второй все делители минус 1. К тому же так будет теряться точность. Есть тут темы про изготовление БМС, но на 1 МК вешают максимум 3-4 элемента. А это уже совсем другой размах, нужна шина обмена данными и какой то главный процессор.
В общем поедете вы не скоро если будете изобретать, но никто же вам не мешает просто научиться измерять напряжение, ток с помошь микроконтроллеров и не замедлять этим ваш электровелосипедный старт. Сделайте если хотите себе ваттметр, там и ток и напряжение и экран и питание его от высоковольтной батареи и сохранение значений при отключении питания. Ну и по вкусу скорость/расход. Это тоже интересно.

илс

  • Глобальный модератор
  • Старожил
  • ***
  • Репутация:
    +365/-35
  • :
    1779
    2212
  • Сообщений: 20679
  • Москва, Крылатское
  • Онлайн Онлайн
    • Награды
, Почему БМС стала мужского рода? Это же система!
Исправляйте название темы, если используйте англицизмы.

C наилучшими пожеланиями, Сергей.  |MK Bafang CST 250Вт, Мини-Е, LiNMC 48В/32Ач|
Велосериал от илс

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, сэкономить на собственной разработке не получится.
а по чему собственно? ведь производитель вкладывает в цены изделий не только цену элементов, но и сборку, доставку и кучу другой фигни. У меня же только цена элементов, плату вытравит знакомый по дружбе за спасибо. Остальное для себя любимого бесплатно.
, Одним микроконтроллером не обойтись потому, что чудесная куча резисторных делителей будет жрать ток, причём всегда и жрать неравномерно!
Таки разве нельзя подобрать ток делителей таким, что бы он был незаметен для батареи? Думается, мне что можно
,  К тому же так будет теряться точность
А она нам нужна такая большая? Думаю, даже 10и разрядный АЦП с этим справиться, а в STMке есть и покруче.
, нужна шина обмена данными и какой то главный процессор.
ну собственно STMка посильнее способна этим процессором стать, разве нет? Да и протоколов в ней вшито хоть отбавляй.
,
В общем поедете вы не скоро если будете изобретать, но никто же вам не мешает просто научиться измерять напряжение, ток с помошь микроконтроллеров и не замедлять этим ваш электровелосипедный старт. Сделайте если хотите себе ваттметр, там и ток и напряжение и экран и питание его от высоковольтной батареи и сохранение значений при отключении питания. Ну и по вкусу скорость/расход. Это тоже интересно.
Да мой старт это никак не замедляет, я сейчас езжу уже как месяц на свинцовых акумах без BMSа вовсе с вольтметром, прикрученным изолентой к рулю. Мне их не жалко просто, купил по дешёвке. А вот за сохранность батареи, в которую я вложу сорокет я уже серьёзно беспокоюсь. Отсюда и BMSкам китайским доверять не хочется.

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    887
  • Сообщений: 6170
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Как будущий инженер вы прежде всего должны научится считать, и просчитывать все минусы, особенно метрологические погрешности. Использовать серьезно все 10 разрядов ацп с их шумами проблематично, особенно когда на батарее будет нагрузка в виде контроллера с высокочастотным ШИМ (который фиг отфильтруешь), т.е. 2 нижних разряда будут бегать как шумы. Теперь допустим делителями будем мерять верхнюю банку батареи 16S, при делении на 16 и вычитании уходят в топку еще 4 разряда и добавляется погрешность. Остается 4 разряда (в утопии 6), а это реальный вес отсчета 3,65/16=0.22в (или утопично 0,06в для 6 разрядов), что недопустимо грубо.

Цена китайской БМС сейчас дешевле в разы цены розничных деталей купленных у нас. Облом с экономией неизбежен.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, Вы правы, но по этой же логике неплохо бы объяснить, по чему там именно 2 разряда, а там 4? Но предположим, что вы умудренный опытом дядька и я должен слушаться вас беспрекословно, тогда как на счет большей разрядности АЦП? Вообще было бы неплохо узнать про требуемую точность определения параметров ячеек для их эффективной балансировки и контроля. Что ваш опыт говорит на эту тему?
Так ведь я все равно акум буду заказывать через али, там же и компоненты можно будет за раз.

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    887
  • Сообщений: 6170
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Мой опыт говорит что делители это отстой. Каждый делитель будет жрать с части банок начиная снизу и так в прогрессии, а значит разбаланс при хранении обеспечен и необходима длительная балансировка (чем ниже банка тем сильнее разряжатся будет). Для лифера точность порогов не так критична.
Если вы непонимаете откуда 2 разряда (которые даже в даташитах по рименению контроллера рекомендуют отбрасывать) и откуда 4 разряда (при измерении 16й ячейки и делении на 16, т.е. 2 в степени 4) то вы как электронщик со своей разработкой далеко не уедете, я в вас не верю. Компоненты в розницу даже купленные на али дороже платы в сборе, правда у китайской функционал будет победнее чем у самопальной. Если ковыряния в англоязычных даташитах и протоколах не боитесь, то в советую в качестве измерялки взять BQ77PL900 (один корпус на 5-10 ячеек), цена бюджетная, тема про разработку такой БМС в топе этого раздела.
« Последнее редактирование: 02 Авг 2015 в 10:21 от TRO »


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.

FobOrgan

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +5/-1
  • :
    78
    134
  • Сообщений: 888
  • Россия, Самара
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, точность нужна 10мВ. Я измерял 1-у банку 18650 10 битным АЦП ATMEGA328, вообще да, в даташитах пишут что последние 2-а разряда мусорные. Но на удивление всё измерялось точно, даже последний разряд не прыгал и это даже без использования всяких шумодавных режимов с вгонянием МК в сон и без отдельного фильтра питания АЦП, а питание платы подавалось от +5В с компа. Был приятно удивлён. Нелинейности АЦП тоже не заметил, аж специально измерял от 4.2 и до 1В, правда эталоном был китайский вольтметр, но меня больше интересовали относительные погрешности чем абсолютная точность измерений.
Но это всё забавы ради делалось. Просто до этого бывало писал для себя на С, а тут таки решил посмотреть что такое Ардуино - и правда быстрее получилось гораздо, правда размер кода конский, но для экспериментов пойдёт.

илс

  • Глобальный модератор
  • Старожил
  • ***
  • Репутация:
    +365/-35
  • :
    1779
    2212
  • Сообщений: 20679
  • Москва, Крылатское
  • Онлайн Онлайн
    • Награды
Так ведь я все равно акум буду заказывать через али, там же и компоненты можно будет за раз.
Одновременно заказать можно, но аккумы и радиодетали пойдут разными посылками.
Просто потому, что на али есть специализация. Оч. редко, чтобы один продавец торговал и ЭТ аккумами и smd детальками.
Т.е. на этом сэкономить не получится.  :-\
Т.о. самодельная БМС выйдет дороже, 100%.
Особенно с учетом временных затрат, которые тоже стоят денег в прямом и переносном смысле этого слова.

Насчет надежности. БМС средней стоимости, купленные у проверенных продавцов - вполне надежны.
Лично я перепробовал множества БМС, все они работают, как часы.
А вот самоделки не внушают такого же доверия (сужу по собств. и чужому опыту).
Тут на форуме, опытнейший электронщик векторных контроллеров честно признал, что в процессе отладки ловил много бахов и отказов.
Отладка длилась больше года, если я не ошибаюсь.

C наилучшими пожеланиями, Сергей.  |MK Bafang CST 250Вт, Мини-Е, LiNMC 48В/32Ач|
Велосериал от илс

FobOrgan

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +5/-1
  • :
    78
    134
  • Сообщений: 888
  • Россия, Самара
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
А вот самоделки не внушают такого же доверия (сужу по собств. и чужому опыту).
Тут на форуме 95% различных самодельщиков. А конструкции сделанные лично вами тоже доверия не внушают? :-D Наверняка есть слабые места, но вы же о них знаете! Так же и с самодельной электроникой... Вот взять SmartBMS, так то вещь классная, но вот подвиснет её единственный процессор и приходится батарейку перетыкать, но вы же об этом и писали... А если на заряде подвиснет? Нужен хотя бы мигающий диодик, чтобы иногда проверять есть ли ещё жизнь в БМС.
Призраку коммунизма может показаться что мы все тут злые и ничего не понимаем, но мы же не такие!   :laugh: Я вот прекрасно понимаю как у него чешутся руки, только направление этого чёса непонятно. Можно сделать БМС на одном МК с кучей делителей, фиг с ней с разбалансировкой, поставить мощные балансиры и оно будет работать, а погрешности измерений нейтрализовать снижением порога заряда чтобы точно ничего не повзрывалось. А измерения  в каждом канале потом подобрать вручную. Но с инженерной то точки зрения это будет порнография.

илс

  • Глобальный модератор
  • Старожил
  • ***
  • Репутация:
    +365/-35
  • :
    1779
    2212
  • Сообщений: 20679
  • Москва, Крылатское
  • Онлайн Онлайн
    • Награды
А вот самоделки не внушают такого же доверия (сужу по собств. и чужому опыту).
Тут на форуме 95% различных самодельщиков. А конструкции сделанные лично вами тоже доверия не внушают? :-D
На самом деле, на форуме меньше 15% реальных самодельщиков. Все остальные просто собирают из готовых блоков и узлов. Спецов в электронике, еще меньше, около 5%.
Насчет недоверия к собств. поделкам, я же так и написал, открытым текстом. Поэтому смайлик неуместен.
Толку, что я знаю эти слабые места.
Они же от этого сильнее не станут.

Насчет смартБМС. Те подвисания, которые я ловил, были связаны с внешними причинами.
Похоже надо было менять балансирный коннектор, но перепаивать было лень. Оказалось проще заменить БМС.  :-)
На обычную, за 18юсд с беспл. доставкой за 2 нед.
Мне понадобилось 2+года, чтобы понять, что процессор в БМС, вещь совершенно ненужная и поэтому - лишняя.
Задача БМС следить за порогами и балансировать в оптимальном диапазоне напряжений.

Все остальные фишки, или просто не нужны, или приводят к недоиспользованию батареи. :exactly:
« Последнее редактирование: 02 Авг 2015 в 11:36 от илс »

C наилучшими пожеланиями, Сергей.  |MK Bafang CST 250Вт, Мини-Е, LiNMC 48В/32Ач|
Велосериал от илс

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, Что вы! Я по тому и создал новую тему, что бы прошаренные ребята мне побыстрее объяснили что к чему. Хоть матом кройте, только объясните что и как. Я не из пугливых, для меня главное результат. И опыт сын ошибок трудных!
В итоге проснувшись и приведя голову в порядок допёр, что действительно куча делителей это не вариант. А другого способа измерять напругу на каждой ячейке кроме как ставить на каждую по МК похоже действительно нет. :-( Печаль, но делать нечего.
По поводу цены я вам всем верю, но всё же сам ещё подсчитаю. Для этого дела кстати хотелось бы спросить, может есть какой то уже вот полностью готовый народный или скомунизженный у буржуев проект БМС со списком элементов, разводкой платы, готовый короче? Что бы, уже зная все требуемые детали, сопоставить с покупными БМС более точно. А за одно я бы себе на имел схему и параметры стопроцентно работающего устройства. Тогда точно своё смогу сделать. FobOrgan по моему очень правильно сказал, что слабые места своей техники я знаю и это большое плюс! Сильнее они конечно от этого не становятся, но за то я могу ещё немного поработать и их усилить. А в покупном устройстве я даже прошивку контроллера не могу узнать, о какой доработке или починке там может идти речь?

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    887
  • Сообщений: 6170
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Я же дал вам направление, ознакомтесь.
...Если ковыряния в англоязычных даташитах и протоколах не боитесь, то в советую в качестве измерялки взять BQ77PL900 (один корпус на 5-10 ячеек), цена бюджетная, тема про разработку такой БМС в топе этого раздела.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, Об этой микрухе я читал ещё до создания этой темы. И в даташит лазил, штука хорошая, на мои 15 ячеек туда не запихнуть, а делить батарею на 2 и соединять их последовательно не хотелось бы. Вот бы такую же микруху хотя бы под 14 баночек :ah:. Сам гуглил, не нашёл

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    887
  • Сообщений: 6170
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
...., а делить батарею на 2 и соединять их последовательно не хотелось бы. Вот бы такую же микруху хотя бы под 14 баночек :ah:.
Делить батарею... соединять последовательно.... у вас какие то костыли в голове. Микрухи надо рассматривать просто как ацп для 10 ячеек, Согласовать на рассыпухе уровни интерфейса с микроконтроллером для вас уже проблема которая заставляет отказатся от дешевой комплектации. Нет желания шевелить извилинами - надо башлять, лучше сразу за готовое изделие.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.

Prizrak_kommunizma

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    5
    1
  • Сообщений: 83
  • Россия, Московская область, Железнодорожный
  • Не знать не стыдно, стыдно не учиться!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, если просто как АЦП, тогда вопросов никаких, я просто подумал, что вы про ту тему, где только на ней одной делали всю систему. Без другого микроконтроллера. Или я опять туплю?

Сейчас реализую проект:
Эвел на лифере 20Ач, 48В, 50км хода, двухподвес.
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=29793.msg685256#msg685256

FobOrgan

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +5/-1
  • :
    78
    134
  • Сообщений: 888
  • Россия, Самара
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
BQ77PL900
Читал эту тему, но если не ошибаюсь для LiFe она не катит, там минимальные-максимальные пороги не подходят. А про АЦП - это мысль если так можно.
Ну а если делать на уровне каменного века, то ставить микроконтроллер на каждую банку, прошить каждый индивидуально, чтобы у него порядковый номер был. На каждый такой элемент поставить по 2-е оптопары итого 32 оптопары для 16S, чтобы в обе стороны можно было обмениваться информацией, написать протокол для последовательного интерфейса и соответственно ещё один главный МК, который будет опрашивать элементы, можно пороги будет менять на любые. Ну а главный МК будет измерять общий ток, закрывать-открывать ключи заряда-разряда. Если выйдет из строя главный МК, то заметите это. В то же время при неисправности какого то контроллера на банках главный это заметит.
Плюсы - это достаточно всё просто.
Минусы - огромное кол-во рассыпухи и будет прилично таки кушать батарею, но это поправимо. Для питания главного процессора можно поставить геркон или кнопку, чтобы отключать на время хранения. Ну а МК которые на банках тут уж как порешите - спящие режимы, чтобы главный изменял время опроса напряжения на банках если например тока нет больше нескольких секунд.
Главное тут простая последовательность действий и у каждого этапа будет свой конкретный результат. Написать прошивку для баночного МК, чтобы он измерял напряжение и соблюдал пороги - просто. Прошивка главного МК связана с измеритялями только протоколом обмена - это мне кажется наиболее сложная часть. И главную часть можно отлаживать даже без батареи. Ключи заряда-разряда открывают закрывают от напряжения 4 первых ячеек например через те же оптопары.
Но зато если возьмёте главный МК с 2-я последовательными интерфейсами, 1 у вас уйдёт на общение с банками, а на второй можно будет повесить экран или блютуз адаптер и контролировать абсолютно все параметры батареи и расход при движении. Т.е. вполне рабочую БМС можно собрать так довольно быстро, её будет просто отлаживать, а потом можно будет бесконечно модернизировать.

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    887
  • Сообщений: 6170
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, Была такая мысля, я даже для одной ячейки на 13й тиньке кодил, с рекуперационным балансиром, жрало какието микроамперы периодически выходя из спячки для замеров, в режиме балансировки без спячки ШИМом стравливало вплоть до 1А. Даже прикупил тинек 45 чтобы поднять частоту ШИМ (там вроде с PWM), чтобы трансформатор на распыленке уменьшить в габаритах (дето валяются). Когда до реализации протокола обмена дошло, стало лениво, все забросил, езжу на покупных БМС, разве что апгрейджу их рапаивая оптроны на балансирные разюки чтобы основной ток с зарядки вырубать и не вгонять ячейки выше безопасного напряжения.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.
Страницы: 12>>ВсеВверх