Es werden hier einige Mosfets Paralell geschaltet. Nehmen wir mal an 100A und es sind 10 Mosfets (alias 10 Schalter). Was passiert wenn du 10 Schalter gleichzeitig ausschalten möchtest? 2 Hände - 10 Schalter geht nur nach der Reihe. Wenn du 2 Ausgeschaltet hast flißen die 100A nun über 8 Schalter, wieder zwei Schalten -> 6 Schalter usw. Jetzt kommst du natürlich auf die Idee dass du dir ein Brett nimmst und damit gleichzeitig auf den Schalter drückst (alle Mosfets gleichzeitig ansteuerst). Nur leider haben die Schalter (und Mosfets) kleine Fertigungstoleranzen und dadurch ist immer ein Schalter der Langsamste und der bekommt ganz kurz die vollen 100A ab.
Zum Thema Halbleiterschalter kann ich ein paar Details beitragen:
Die 100V Silizium FETs, die typischerweise auf einem 60V BMS verbaut werden, kann man grundsätzlich in ~ 10 – 50 ns ausschalten. Dies ist dabei als Zeit zu verstehen, in der sich der FET im linearen Bereich befindet. Die Streuung zwischen FETs eines Typs ist dabei ziemlich klein.
Die mögliche zeitliche Sychronisation ist also nicht das grundsätzliche Problem.
Bei FETs gilt außerdem, dass sie im durchgeschalteten Zustand einen positiven Temperaturkoeffizienten für den Kanalwiderstand haben.
Ein FET in einer Parallelschaltung, der mehr Strom trägt wird heißer, hat dadurch einen höheren Widerstand und trägt dadurch dann weniger Strom, also negative Rückkopplung.
Wo ist also das Problem?
Beim Übergang von An zu Aus wird der linerare Bereich durchschritten und unglücklicherweise kommt es dabei zu einer Umkehrung des Temperaturkoeffizienten. Ab einem bestimmten Punkt gibt es also eine positive Rückkopplung und der Strom neigt dazu sich lokal zu konzentrieren.
Moderne FETs ( also ein diskretes Bauteil ) besteht intern bereits aus tausenden einzelnen FET-Zellen, ist also im Grunde eine massive Parallelschaltung.
Die Bauteileigenschaften werden vom Hersteller so angepaßt, dass dieses Verhalten für den typischen Einsatzzweck ( Schaltnetzteile ... mit sehr kurzen Schaltzeiten ) kein signifikantes Problem darstellt.
Für die Entwickler gibt es in den Datenblättern sogenannte SOA ( Safe Operating Area ) Diagramme in denen genau diese Problematik charakterisiert wird.
Im Beispiel hier kann der FET bei 25 °C Gehäusetemperatur und 100 V Drain-Source-Spannung, für 10 µs ~ 100 A tragen, dauerhaft aber nur noch ~ 0,8 A.
Der Parallelbetrieb von FETs ist also insbesondere dann problematisch, wenn man die FETs bewußt ( weil die Anwendung es verlangt ) langsamer schaltet, als sie eigentlich könnten.
Nach meinem Kenntnistand dauert der eigentliche Schaltvorgang bei einem typischen BMS mit Halbleiterschalter ~ 1 - 10 µs.
Du unterstellst das ALLE Mosfet BMS Konstruktionsfehler haben. Im Ernst?
Ja genau das habe ich auch so geschrieben und auch dass ich dies so lange mache bis ich eines besseren Belehrt werde weil mal jemand Angaben über die verbauten Fets Postet so dass man sich etwas Schlau machen kann. Es geistert von mir hier auch wo ein Post herum wo ich schon mal nach solchen Angaben gefragt habe.
Darf ich dich daran Erinnern dass du hier lange auch ALLEN BMS etwas unterstellt hast und erst ein paar Seiten davor deine Meinung hast ändern müssen. ICH habe hier gleich angegeben dass ich dies allen China BMS unterstelle und mir bewust bin dass dies nicht stimmen muss und ebenfals Angegeben dass dies längst nicht immer ein Problem ist.
https://www.lcsc.com/product-detail/MOSFETs_HUAYI-HYG035N10NS2B_C2763410.html
Ich meine, das Bild stammt aus dem diysolarforum
Du unterstellst das ALLE Mosfet BMS Konstruktionsfehler haben. Im Ernst?
Ja genau das habe ich auch so geschrieben und auch dass ich dies so lange mache bis ich eines besseren Belehrt werde weil mal jemand Angaben über die verbauten Fets Postet so dass man sich etwas Schlau machen kann. Es geistert von mir hier auch wo ein Post herum wo ich schon mal nach solchen Angaben gefragt habe.
Darf ich dich daran Erinnern dass du hier lange auch ALLEN BMS etwas unterstellt hast und erst ein paar Seiten davor deine Meinung hast ändern müssen. ICH habe hier gleich angegeben dass ich dies allen China BMS unterstelle und mir bewust bin dass dies nicht stimmen muss und ebenfals Angegeben dass dies längst nicht immer ein Problem ist.
Null Problem mit deiner Antwort.
Du hast in bestimmten Fällen sogar Recht.
Die Schalter sind nicht in der Lage, mit allem fertigzuwerden.das ist nicht möglich. Mit richtig guten Akkus, und einem satten Kurzschluss, übersteigt der strom ggf den Maximalstrom selbst aller fets zusammen. Jenseits von, z.b 2000 A.
Oder die Abschaltung hat im Kreis Induktivitäten, z.b. im Wandler. Das feuert die Mosfets mit Spannung weg.
Und um eine draufzusetzen: das ist noch immer korrekte Funktion des BMS, es stoppt die Entladung. Eben nur einmal.
Deswegen sage ich immer, dass der Schalter kein Betriebsschalter ist....... Es ist eine notfunktion, die auch ein Restrisiko hat. Und dass darf man nicht gewohnheitsmäßig verschleißen.
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
Die Schalter sind nicht in der Lage, mit allem fertigzuwerden. Mit richtig guten Akkus, und einem satten Kurzschluss, übersteigt der strom ggf den Maximalstrom selbst aller fets zusammen. Jenseits von, z.b 2000 A.
Oder die Abschaltung hat im Kreis Induktivitäten, z.b. im Wandler. Das feuert die Mosfets mit Spannung weg.
Deswegen ist die Stromabschaltung bei einem ordentlichen BMS mehrstufig aufgebaut:
Es gibt oft ein oder zwei eher niedrige Stromlimits ( z.B 100 oder 200 A) mit Reaktionszeiten von Millisekunden bis Sekunden, die auf Basis von ADC Werten arbeiten.
Um bei einem harten Kurzschluss früh genug abzuschalten, wäre das aber viel zu langsam. Deswegen sollte parallel zum Strommessverstärker für den ADC noch ein schneller Komparator hängen, der im Bereich von 100 ns bis 10 us bei Überschreiten von einigen wenigen 100A eine Abschaltung triggert. Damit hat man dann selbst bei einem harten Kurzschluss eine Chance unter 1000 A effektivem Abschaltstrom zu bleiben: Bei 60 V hat man über 1 µH ( <=> ~ 1 m induktionsarme Verkabelung ) 600 A Stromanstieg in 10 µs.
Oder die Abschaltung hat im Kreis Induktivitäten, z.b. im Wandler. Das feuert die Mosfets mit Spannung weg.
Wenn man nicht möchte, dass die MOSFETs die induktiven Spikes beim Abschalten im "Avalanche Breakdown" abführen müssen, ergänzt man TVS Dioden.
Die Dioden auf dem Bild beim Seplos dürften jeweils für 1 ms ~ 5 kW und für 10 µs sogar 25 kW ableiten können.
3 *25 kW * 10 us = 0.75 J dürfte für die Energie von 1000 A in 1 uH -> 0.5 J also ausreichen.
Manche Anbieter scheinen aber auf die TVS Dioden zu verzichten und setzen damit dann wohl allein auf das Avalanche-Rating der MOSFETs
Die Dioden auf dem Bild beim Seplos dürften jeweils für 1 ms ~ 5 kW und für 10 µs sogar 25 kW ableiten können.
3 *25 kW * 10 us = 0.75 J dürfte für die Energie von 1000 A in 1 uH -> 0.5 J also ausreichen.
cool wenigstens etwas was mein altes gammeliges seplos den anderen voraus hat.
denn sonst hat es eigentlich nur nachteile
wie bewertest du das wenn man mit den fets den negativen pol wegschaltet statt den positiven?
das alte seplos hatte noch die fets auf plus die neuen haben die auf minus.
ich habe noch das alte mit den fets auf der plusseite
Projekt 48kWh / 12kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh.
Interessanter Thread hier, nur ist mir nach 9 Seiten noch nicht ganz klar, ob wir dem 2. Teil der Überschrift ".. und was man dagegen machen kann" weiter gekommen sind.
Ich selber habe noch keinen Akku, kann also keine Bilder beisteuern und lese mit, um vielleicht eine Antwort zu finden, welches BMS ich lieber nicht nehmen sollte, welches vielleicht in Frage kommt und welche Probleme so allg. beim Selbstbau und Betrieb auftreten.
Bisher habe ich aus dem Eingangspost vorgeschlagenen Lösungen mitgenommen:
1) Den Akku im Winter immer wieder mal aus dem Netzt aufladen um den SOC zu Resetten -> Valide Lösung kann man machen (1x im Monat kostet das nicht die Welt, für Inselbetreiber keine Lösung)
2) Den Akku am Winteranfang bei so 30-50% SOC "einlagern" sprich komplett vom WR und BMS trennen -> Na ja, für Inselbetreiber keine Lösung. Sonst, hat man schon öfter gelesen, da ggf. hohe StandBy Verbräuche/höhere StandbyVerbräuche als Ertrag, aber eigentlich keine Lösung sondern aus dem Weg gehen.
3) Externen Shunt verbauen -> Anscheinend keine Lösung, da die China BMS das nicht vorsehen. Eigenbau BMS, DIYBMS, REC können das. Gibt es ein China BMS dass das kann?
4) ein BMS dass dieses Problem nicht hat (Präzisere Auswertung und Externer Shunt)
Ja, Lösung 4, Marktübersicht/Eigenschaften der BMW ist m.E. noch gar nicht geklärt. REC hat das Problem nicht, ist aber kein ChinaBMS, irgendwer hat ein Eigenbau BMS und sonst?...
Welches (China) BMS ist denn in welchen der auf 9 Seiten andiskutierten Fakten gut, bzw. schlecht?
REC finde ich preislich mit 500-700€ inkl. Zubehör echt hart.
Was kann man sonst noch tun/bzw. vermeiden um das Problem zu entschärfen bzw welche typischen Anwenderfehler kommen.
Ich werfe mal ein Thema rein, das die ganze Zeit immer nur erwähnt aber nie ein Konsens oder Erkklärung kommt.
Lösung: Zusätzlich Balancer parallel zu den passiven onboard? Also z.B. Aktive Balancer z.B. mit 5A
Die Probleme werden doch nicht durch einen zusätzlichen Balancer gelöst.
Die Hauptprobleme sind mangelhafte/fehlende Kommunikation mit dem Wr und grottige SOC Berechnung.
Dazu kommt das Risiko der Mosfets.
Auch gab es hier schon öfters tiefentladene Zellen in Verbindung mit billig BMS.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ
Welches (China) BMS ist denn in welchen der auf 9 Seiten andiskutierten Fakten gut, bzw. schlecht?
phu das kann ich dir echt nicht sagen
am besten wäre wohl zb. das neue jk inverter bms und ein victron shunt(wenn man ein victronsystem hat) so bringt man vorteile beider systeme zusammen
der shunt rechnet den soc genau und das jk bms kümmert sich um den schutz des akku und die inverterkommunikation
Dazu kommt das Risiko der Mosfets.
das risiko ist nicht sehr hoch, etwa so hoch wie zb beim hv relais die kontakte kleben bleiben können.(bei defekter vorladeeinheit zum beispiel)
das versagen der relais mechanik ist auch nicht zu unterschätzen.
mosfet haben aber einen vorteil man kann nur die charge seite abschalten so kann der akku trotzdem entladen werden oder eben andersherum.
ein relais(wenn man aus kosten und platzgründen nur eins hat) trennt den kompletten akku ab
klar kommt das praktisch nie vor wenn das bms dem wr die ladespannung runterregelt dass zellen nicht weiter ausbrechen können, aber es trennt nunmal charge und discharge das ist eben so.
jedes sytem hat vor und nachteile
ich hatte vorher auch relais den mosfet vorgezogen aber der verkabelungsaufwand, dazu die vorladesteuerung damit das relais nicht auf leere kondensatoren des inverter knallt und schaden nimmt sowie die horenden kosten für so ein relais. das war mir alles zu viel.
Projekt 48kWh / 12kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh.
das risiko ist nicht sehr hoch, etwa so hoch wie zb beim hv relais die kontakte kleben bleiben können.(bei defekter vorladeeinheit zum beispiel)
das versagen der relais mechanik ist auch nicht zu unterschätzen.
mosfet haben aber einen vorteil man kann nur die charge seite abschalten so kann der akku trotzdem entladen werden oder eben andersherum.
ein relais(wenn man aus kosten und platzgründen nur eins hat) trennt den kompletten akku ab
klar kommt das praktisch nie vor wenn das bms dem wr die ladespannung runterregelt dass zellen nicht weiter ausbrechen können, aber es trennt nunmal charge und discharge das ist eben so.
Das Relay muss nie trennen, ausser bei einem Defekt. Meins hat auch noch nie ausgelöst. Daher sehe ich eine funktionierende Kommunikation viel besser wie ein Mosfet der bei jeder Ladung die Ladung unterbricht weil eine Zelle vorraus eilt.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ
Die Probleme des Eingangspost waren:
- SOC sprunghaft geändert
- BMS plötzlich abgeschaltet
- Akkus Tiefentladen
Die Probleme werden doch nicht durch einen zusätzlichen Balancer gelöst.
Bei aktiv gebalanceden Zellen, sinkt doch die Wahrscheinlichkeit, dass das BMS im oberen Bereich hart wegschalten muss, da die Zellen früher und näher bei einander sind. Eine schlechte SOC Berechnung wird dadurch nicht gelöst.
Die Hauptprobleme sind mangelhafte/fehlende Kommunikation mit dem Wr und grottige SOC Berechnung.
Dafür bräuchte es eine Liste welches BMS welche Kommunikation (zur Laderedzierung) kann, bzw nicht kann und ggf. mit welchen Wechselrichtern das überhaupt funktioniert.
Dazu kommt das Risiko der Mosfets.
Da scheint es ja sehr unterschiedliche Meinungen zu geben. Ich habe bisher mitgenommen: Die Umsetzung mit MosFet der China BMS ist nicht unüblich bzw korrekt (Seplos, TVS Dioden), es funktoniert auch so und im schlimmsten Fall können Sie genau 1x auslösen. Ich würde das als einen Punkt mit in eine Liste aufnehmen (Mosfet ja/nein, TVS Diode ja/nein)
Auch gab es hier schon öfters tiefentladene Zellen in Verbindung mit billig BMS.
Der Punkt wurde m.E. noch nicht erläutert. Wie kann das überhaupt sein? Liegt das jetzt an den BMS (fehlerhaft) oder den Usern (falsche Settings)? Das ist eine Hauptaufgabe der BMS für die nur die Cellvoltage benötigt wird und unabhängig von SOC Berechnung eigentlich immer funktionieren müsste. Würde für mich ein KO Kriterium sein.
Du brauchst in der Regel keinen zusätzlichen Balancer, wenn dein BMS den WR abregelt, damit die Zelle nicht oben raus eilt.
Mit einem zusätzlichen Balancer kannst du eigentlich nur die Balancingzeit verkürzen.
Tiefentladene Zellen oder auch Zellen mit Überspannung gibt es hier im Forum eigentlich öfter. Min/Max Zellspannung sollte eigentlich jeder einstellen können, der ein Akku zusammen baut. Ausschliesen lässt es sich aber nicht, dass der User selbst Schuld hat.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ
Du brauchst in der Regel keinen zusätzlichen Balancer, wenn dein BMS den WR abregelt, damit die Zelle nicht oben raus eilt.
Mit einem zusätzlichen Balancer kannst du eigentlich nur die Balancingzeit verkürzen.
Tiefentladene Zellen oder auch Zellen mit Überspannung gibt es hier im Forum eigentlich öfter. Min/Max Zellspannung sollte eigentlich jeder einstellen können, der ein Akku zusammen baut. Ausschliesen lässt es sich aber nicht, dass der User selbst Schuld hat.
Ich verstehe einfach nicht was und warum ein BMS am WR(Wechselrichter?) regeln sollte?
Dann muss das BMS ja für die Verwendung mit genau diesem WR ausgelegt sein,
das BMS benötigt dazu völlig funktionsfremde Eigenschaften.
Der Satz hieße eher:
Du brauchst in der Regel keinen zusätzlichen Balancer, wenn dein Laderegler abregelt, sobald eine Zelle oben raus eilt.
99% erledigt doch CCCV ohne jede Intelligenz.
Der größte anzunehmende Fehler sitzt oft vor dem BMS?
SolarHeini
Du brauchst in der Regel keinen zusätzlichen Balancer, wenn dein BMS den WR abregelt, damit die Zelle nicht oben raus eilt.
Mit einem zusätzlichen Balancer kannst du eigentlich nur die Balancingzeit verkürzen.
Tiefentladene Zellen oder auch Zellen mit Überspannung gibt es hier im Forum eigentlich öfter. Min/Max Zellspannung sollte eigentlich jeder einstellen können, der ein Akku zusammen baut. Ausschliesen lässt es sich aber nicht, dass der User selbst Schuld hat.
Ich verstehe einfach nicht was und warum ein BMS am WR(Wechselrichter?) regeln sollte?
Dann muss das BMS ja für die Verwendung mit genau diesem WR ausgelegt sein,
das BMS benötigt dazu völlig funktionsfremde Eigenschaften.Der Satz hieße eher:
Du brauchst in der Regel keinen zusätzlichen Balancer, wenn dein Laderegler abregelt, sobald eine Zelle oben raus eilt.99% erledigt doch CCCV ohne jede Intelligenz.
Der größte anzunehmende Fehler sitzt oft vor dem BMS?SolarHeini
Weil nur das BMS die Zellspannung vom Akku kennt.
Wenn jetzt eine Zelle Richtung Max Spannung rennt, berechnet das BMS den CCL und gibt das an den WR weiter. Und die Berechnung wird durchgehend wiederholt, somit wird der WR genau auf die Leistung geregelt, dass die Zelle nicht über die eingestellte Zell Ladespannung rennt. Somit spielt es keine Rolle ob dein Balancer aktiv/passiv, 0,2A oder 5A balancen oder komplett ausfällt.
Dafür gibt es Standardisierte Protokolle, Kompatiblitäts Listen und Freigaben von Herstellern.
Dann Läuft so ein System absolut rund ohne Störungen und ohne Risiko.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ