BMS под титанат

[Gagik_Jan]

Вот базовая схема

Найдено на просторах интернета:

Описание работы:

Спойлер

Схема защиты собрана на базе операционного усилителя LM358 со вспомогательными элементами на транзисторе и реле. Ну а работает схема защиты следующим образом.
При подключении аккумулятора к устройству на выходе нет напряжения, даже если мы неправильно подключим аккумулятор, всё равно на выходе не будет напряжения (защита от переполюсовки). Нажатием кнопки Вкл (которая включена последовательно с диодом VD1, чтобы от неправильной подключённой полярности не включилось устройство) на устройстве в нагрузку и на схему защиты начинает поступать напряжение, на выходе операционного усилителя появится высокий уровень напряжения, которое отпирает транзистор Q1, который, в свою очередь, включает реле K1. Реле открываясь своими контактами уже напрямую начинает питать нагрузку и схему защиты. Следит за питающим напряжением операционный усилитель, который работает в режиме компаратора. На один из входов ОУ подано стабильное напряжение с выхода 7805 (можно КРЕН05А), а на второй вход напряжение подаётся с подстроечника R1. С помощью R1 устанавливается низший порог отключения напряжения в нагрузке, таким образом можно подстроить устройство к любому типу аккумулятора. Если возникает необходимость отключить нагрузку, то для этого предусмотрена кнопка Выкл. При её нажатии нагрузка обесточивается. Все кнопки нефиксируемые, реле можно взять любое на напряжение 12 Вольт, транзистор КТ817 можно заменить на КТ815 или любой аналогичный. Наладка сводится к установке требуемого напряжения отключения с помощью R1, для этого подключаем вольтметр к выходу устройства, а на вход источник питания с регулируемым выходом.

Что думаешь? Как эту схему приспособить к нашим потребностям?
Вопрос, чем схема с операционным усилителем лучше простой схемы на стабилитроне?

[Андрей_72]

К схеме в посте 61 и ниже (вариант с полевыми транзисторами):
1) Не забывайте, что в структуре полевого транзистора есть внутренний диод. Если аккумулятор сядет, и эта схема отключит выход (т.е. бортсеть), возможность заряда аккума от генератора останется (через эти самые диоды). Это я к тому, что желательно заглянуть в даташит на конкретный транзистор и уточнить предельные токи для его внутреннего диода. По памяти, токи эти не маленькие, но в любом случае желательно параллелить транзисторы - чтоб и как ключ был надёжнее, и как диод (составной) для заряда.
2) В качестве пороговых элементов удобнее применять TL431 - электронный регулируемый стабилитрон. Это и более точная подстройка порога, и более простая схема.
3) Однако, если уж совсем по уму, тут нужен компаратор с гистерезисом, чтобы пороги отключения и включения были разнесены.

[Gagik_Jan]

Однако, если уж совсем по уму, тут нужен компаратор с гистерезисом

Есть конкретная схема? Помогите пожалуйста составить.

[Андрей_72]

[Gagik_Jan]

Андрей_72

Очень интересное видео, но в данном случае я бы предпочёл "рыбу", а не "удочку" 

[ConstACB]

Вот след. вариант схемы. Это тоже не окончание.
С указанными номиналами должна отсекать при напряжении батареи < 9,8 В; запускаться автоматически, если напряжение батареи > 14,3 В;  в диапазоне 9,8...14,3 В  повторный запуск кнопкой. При первичном подключении батареи с напряжением выше 9,8 В должна замыкать автоматически. С1 гасит помехи и обеспечивает запуск при первичном подключении батареи, номинал надо подбирать. ОУ подберу. Надо проработать схему управления полевиками. Посмотрю схемотехнику BMS. Еще схему надо дополнить защитами от мощных импульсных воздействий из сети авто.
При пуске стартера и/или подразряженной батарее напряжение может кратковременно опуститься ниже 9,8 В, размыкатель сработает, надо думать, что с этим делать и дорабатывать.
Обращаю ваше внимание, в ссылке видна конструкция и как транзисторы распаяны на толстые медные шины. Это правильно. На плату, даже с усилением дорожек, их ставить не стоит. Наша схема управления полевиками будет другой.

П.С.
Появились новые посты, пишу ответ.

[ConstACB]

[user]Gagik_Jan[/user],
Схема из Интернета с ОУ и реле.
Годится. Но:
1.   Стоит реле, оно ест много.
2.   Если реле убрать, то гистерезиса не будет. Можно сделать,  надо добавить резистор, включенный аналогично R5 с нашей схемы. Вместо биполярного транзистора поставить несколько полевиков.  В точках подключения  обмотки реле  подключаем нагрузку. Готово. Попробуйте прорисовать.
Да, еще нужно проверить ОУ по даташиту.
Схема на стабилитроне.
1.   См. п. 1 выше, слово «реле» заменяем на «стабилитрон». Минимальный рабочий ток стабилитрона 1N4738A по даташиту =31 мА. Второй вариант нашей схемы потребляет < (0,3 мА + ОУ).
2.   Сема на  стабилитроне   управляет полевиком «мягко»; на ОУ – «резко».  Что-нибудь понятно?  Все определяется коэффициентом усиления активных элементов. В вашей первой схеме, навскидку, К= 50.  У ОУ – минимум 200000. Чтобы полевик работал как реле - «замкнут-разомкнут» на затвор ему надо подавать либо напряжение 0 В, либо 10 В как можно резче.

[Gagik_Jan]

Нашел очень перспективную схему.

[ConstACB]

Это именно то, что вы хотели.   
В наш второй вариант вместо R5 поставлен диод D5 - так схема будет намертво отключать батарею при разряде. Добавлены  защиты от всех нештатных ситуаций, учтено замечание [user]Андрей_72[/user] о зарядке через встроенный в полевик диод, добавлена индикация всех режимов работы и регулировка напряжения отсечки. Ток потребления от батареи: до отключения батареи - около 4 мА; после отключения батареи -  около 10мА. Остается только добавить полевиков для увеличения тока.

[Gagik_Jan]

Остается только добавить полевиков для увеличения тока.

Используемый в данной схеме полевик irl1404 на постоянку может держать 120А. Их в схеме 2 в параллель. Думаю 5-6 шт. в параллель должно хватить с головой для любых задач, тем более общее сопротивление будет уменьшаться с каждым добавленным полевиком.
Касательно вопроса надежности решения с размещением полевых трназисторов на плате - дорожки с двух сторон платы будут иметь возможность напайки медной оголённой проволоки для усиления, этого вполне достаточно. Посмотрите на размер проводника в предохранителе на 300 ампер, он там не сильно толстый. Подобный предохранитель стоял у меня в машине в разрыв титаната и заводил трёхлитровый двигатель в мороз.
Помогите пожалуйста переделать эту схему на 6 полевиков.
В таком исполнении будет работать?
Учитывая, что титанат сам по себе отдает огромные токи и сильной просадки напряжения не должно быть, достаточно ли будет в параллель к акумулятору подключить суперконденсаторную сборку на 10 фарад 16 вольт? (цена вопроса +-600 руб.) Есть сбоки и на 20 фарад +-1200 руб. и на 80-100 фарад +-2500 руб. Надо подумать над балансом цена/качество. Также суперконденсаторы в виду своей бу-шности, могут высаживать аккумулятор, тоже надо подумать, стоит ли овчинка выделки, может есть другое решение проблемы (которой может и нет) с преждевременным срабатыванием защиты.

[ConstACB]

Полевики в этой схеме включены не параллельно, а последовательно -  защита от неправильного подключения к батарее. При таком включении сопротивление в открытом состоянии данного размыкателя равно удвоенному сопротивлению одного транзистора. У транзисторов из схемы (IRF1404) сопротивление великовато. Можно взять транзисторы из вашего первого видео (с тумблером), у них сопротивление в 3 раза ниже.  Транзисторы нужно ставить на радиатор.  Для надежного длительного  пропускания тока от АКБ  сечение общего проводника должно быть порядка 20 мм2 (гляньте на провод, которым подключен АКБ в авто), никакие

напайки медной оголённой проволоки для усиления

не помогут. Сечение проводов, подходящих к одной паре транзисторов должно быть 20 мм2/N, где N – количество пар транзисторов (еще раз пересмотрите видео размыкателя с тумблером). Срабатывание предохранителя на 300 А происходит за счет его расплавления. Чтобы он расплавился, он должен разогреться до температуры плавления металла. Повод сечением 20 мм2 тоже может работать предохранителем. Только ток срабатывания будет порядка 40000 А. Провод сечением 20 мм2 при длительном протекании тока 100А будет разогреваться до температуры 50...70С.
Для увеличения количества транзисторов делаем так.
1.   Берем еще 2 транзистора.
2.   Первый транзистор подключаем к Q2. Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.
3.   Второй транзистор подсоединяем к Q4. Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.
4.   Транзисторов достаточно?
«нет» - переходим к пункту 1;
«да» - переходим к пункту 5.
5.   Цель достигнута.

Дерзайт!
==========
Виноват, "Q4" в моем тексте исправляем на "Q5".

[Gagik_Jan]

Можно взять транзисторы из вашего первого видео

IRLB3034 или IRFP2907 ?

[Gagik_Jan]

1.   Берем еще 2 транзистора.
2.   Первый транзистор подключаем к Q2. Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.
3.   Второй транзистор подсоединяем к Q4. Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.

В место одного транзистора Q4 - MMBTSC945P(CR) ставим полностью в параллель (а так можно?) 2,3,4 и т.д. таких же.
В место одного полевика Q2 - IRF1404 ставим полностью в параллель (так точно можно соединять полевики?) 2, 3, 4 и т.д. полевиков IRLB3034 или IRFP2907 (не понял какой именно вы имели в виду).
Верно?
Добавлено 24 Янв. 2022 в 13:30
Предлагаемый Вами полевик IRLB3034 или IRFP2907 (не понял какой именно вы имели в виду) будет ли работать в указанной схеме также как и IRF1404 ?
От увеличения количества полевиков Q2 и транзисторов Q4 работоспособность схемы не нарушится?

[ConstACB]

Упс!!! Увидел свою ошибку, «Q4» надо заменить на «Q5». Пост поправил.
=============

Вариант схемы с вашими изменениями увидел только сейчас. Схема не правильная. Транзисторы получились  соединенными последовательно.
Правильно так:

Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.

Варианты замены транзисторов. Смотрим даташиты, видим:
IRFP2907  R=4,5 мОм; ток 209 А
IRLB3034  R=1,7 мОм; ток 343 А
IRF1404    R=4 мОм; ток 202 А
Какой лучше? Правильно, IRLB3034.
Количество транзисторов должно быть с двойным-тройным запасом по максимальному току стартера.
Максимальный ток бензинового движка 3л зимой в -30С я бы заложил  700А, а лучше его измерить. У меня на дизеле 2 л импульсный ток стартера под 600 А, после начала вращения коленвала  ток падает до 150...200 А.  Автор размыкателя с тумблером заложил 8 шт. IRFP2907.
КЗ и фейерверк со свинцовым АКБ никогда не устраивали? У титаната фейерверк будет больше. Если запас по току будет не достаточен, то размыкатель сгорит. Как ярко и громко – не скажу, у меня такой опыт отсутствует. На свой титанат планирую ставить предохранитель на 200..300А (мой стартер он должен выдержать). Надо подбирать опытным путем. Вопрос на форуме задавал, однозначных рекомендаций не получил.

достаточно ли будет в параллель к акумулятору подключить суперконденсаторную сборку на 10 фарад 16 вольт?

Ответ – годится. Главное - он должен быть от надежного производителя, какого - не подскажу. Пусковые свойства двигателя в данном случае не нужны. Сгодится обычный электролитический конденсатор емкостью 50...100 мФ (именно так буду делать себе).  Обращаю ваше внимание, подключать его надо не параллельно АКБ, а параллельно АКБ с размыкателем (чтобы при срабатывании размыкателя конденсатор остался подключенным к авто).

[Gagik_Jan]

IRLB3034  R=1,7 мОм; ток 343 А
IRF1404    R=4 мОм; ток 202 А

IRLB3034 - адекватно ли будет работать вместо IRF1404 в данной схеме?
Добавлено 24 Янв 2022 в 16:11

Правильно так:
Исток к истоку, затвор к затвору, сток к стоку.

Без низкоомных сопротивлений для уравнивания?
Я не супер спец., даже совсем не спец , но я всегда от всех слышал, что напрямую нельзя соединять полевые транзисторы параллельно. Вот и спрашиваю.

[Gagik_Jan]

Какое количество полевых транзисторов, которыми способна управлять данная схема? Есть же предел?

[Y_Jog]

Всем привет, давно не заходил на электротранспорт. Увидел тут тему про BMS для титаната.  Я давненько уже тестировал на пороги пусковую BMS для титаната.  Надеюсь это видео будет полезным: https://www.youtube.com/watch?v=NljRr6008PQ

Виедео попахивает враньём, надеюсь что не от автора ролика, а от производителей БМСки  Тайминг видеоролика 0:55, маркировка микросхемы представлена, открываем даташит, вуаля чёрным по белому с первых же строк написано что МС предназначена для обычных литийионных химий, и совершенно никаким боком не для титаната. Полистал почитал, сделал выводы, написал их парой строчек выше..... Вырезка из первой же страницы даташита BQ77910A прилагается.

UPD: Извиняюсь был неправ, недоглядел что МС программируемая, в Ответе #93 меня поправили. 

[Y_Jog]

Вот след. вариант схемы. Это тоже не окончание.
С указанными номиналами должна отсекать при напряжении батареи < 9,8 В; запускаться автоматически, если напряжение батареи > 14,3 В;  в диапазоне 9,8...14,3 В  повторный запуск кнопкой.

По даташиту на TL431 указан минимальный рабочий ток, при котором производитель гарантирует её стабильную работу, и заявленные характеристики в том числе и зависящие от температуры. Этот ток совершенно не микроамперы, а с учётом того что 431-я в 90% случаев продаётся нифига не оригинальная, а чаще всего "контрафакт" хоть и хорошего качества, то минимальный ток в 2-5 раз больший желательно использовать для получения более менее стабильного источника образцового напряжения. В схеме поста 431-я запитана через резистор 100 КОм, что в корне не позволит получить минимально необходимый ток для работы МС, как это отразится на конструируемой вами схемой неизвестно.