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Hochvolt Akku für eine fahrende Zapfanlage

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 Nr7
(@nr7)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 49
 

Allein diese Verschaltung zur Spannungsmessung führt schon zu einer Ladungsverschiebung von ca. 7mAh pro Tag zwischen den äußersten Zellen. Wenn man das so konstruiert wird man um einen Balancer wohl nicht drumrum kommen. Bei noch längeren Reihenschaltungen mit geringer Kapazität erst recht, da funktioniert aber dieses ganze Messverfahren so eh nicht mehr.

Bei BMS mit separatem Lade- und Entlade-Anschluss muss extern sichergestellt werden, dass die nicht in der jeweils anderen Richtung belastet werden. BMS mit kombiniertem Anschluss lassen i.d.R. ein Laden nach Unterspannungsabschaltung zu, indem sie nur einen der beiden FETs sperren.

Mehrere BMS mit MOSFETs in Reihe schalten ist keine gute Idee, wenn die nicht explizit dafür ausgelegt sind (was oberhalb von 48V Gesamtsystemspannung praktisch nie der Fall ist). Wenn da eins in den Unterspannungs- oder Kurzschluss-Schutz geht, wird es von den restlichen Packs durchgeschossen, die FETs werden i.d.R. leitend, und schlimmstenfalls schließt auch noch irgendwas den Akku kurz. Das endet fast zwingend in einem Brand.

Bei sowas wäre ich aber überhaupt ziemlich vorsichtig und skeptisch, ob sich das lohnt. Grundsätzlich würde ich bei diesen Spannungen eher zu einem Batrium-artigen Ansatz mit galvanisch getrennten Zell- oder Zellgruppen-Monitor- und -Balancing-Einheiten und einem geeigneten DC-Relais + geeigneter Schmelzsicherung als Kurzschlussschutz tendieren. Und das dann natürlich auch gegen Komponentenausfälle und Isolationsdefekte absichern.
Der Overhead für die SIcherheitstechnik steht hier irgendwie in keiner Relation zur Speicherkapazität bzw. dem Aufwand für eine Umsetzung als 48V-System mit Fertigkomponenten. Wenn man unbedingt bei den aktuellen Motoren und -Treibern bleiben will, wäre wohl ein 48V-Batteriesystem + DC-Boost-Converter auf die Zwischenkreisspannung der sinnvollste Kompromiss. Von allem anderen würde ich die Finger weg lassen, wenn man nicht genauestens weiß, was man da tut (was ich von mir nicht behaupten kann, und auch die anderen Beteiligten hier klingen nicht so).


   
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(@s4bbschn)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 46
Themenstarter  

Allein diese Verschaltung zur Spannungsmessung führt schon zu einer Ladungsverschiebung von ca. 7mAh pro Tag zwischen den äußersten Zellen.

Hey erstmal danke für deine Antwort und deine Anregungen.

Mir ist der Drift in den Zellen bewusst. Aber im Gegensatz zu einem Akku der tagtäglich benutzt wird geht es hier um 3-5mal Spaß im Jahr und ganz viel lernen.

Heißt die 10S Packs die ich baue werden einzeln geladen und gelagert dazu werden diese ausgebaut und dann auch separat gebalanct. Während der Fahrt verzichte zunächst auf ein Balancing und überwache nur jede Zelle. Plane auch einen Schalter der die Spannungsteiler von den Zellen an der Masse trennt während der Lagerung.

Wenn wir von 10h Fahrt sprechen wird hier nicht die Kapazität enorm unter einem ungebalancten System leiden

Da ich aktuell auch noch ein paralleles System plane, heißt die 230V AC Einspeisung soll zunächst bleiben und auch die Ladung des Zwischenkreis im Einschaltzeitpunkt übernehmen, würde ich sogar zunächst 0.2mm² sicherungsdraht zwischen den Packs als Leiter vorsehen dann brennt er bei 5A durch.

Zusätzlich soll im Zweifel der STO (safe torque off) Eingang vom FU sicher die Last trennen.

Habe jetzt genug E-Bike Akkus getestet. Sodass ich aktuell im Aufbau des ersten Packs bin, der soll dann zunächst die Steuerspannung von 24V am Leben halten wenn die 230V AC wegschaltet werden.

Natürlich gibt es dafür einen seperaten Aufbau.

Mit 3 Packs sollte auch ein erster Motortest in Schleichgeschwindigkeit funktionieren dann bin ich über den 100V Unterspannungsschutz vom FU

Ich halte euch auf dem laufenden auch wenn es schief geht


   
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 Nr7
(@nr7)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 49
 

Während der Fahrt verzichte zunächst auf ein Balancing und überwache nur jede Zelle.

Sinnvoll, Balancen macht man am besten während des Ladevorgangs.

Plane auch einen Schalter der die Spannungsteiler von den Zellen an der Masse trennt während der Lagerung.

Hier bräuchte man einen ziemlich vielpoligen Schalter (für jede Zelle einzeln). Sonst hat man das Problem immernoch, und die "unteren" Zellen werden dadurch sogar (geringfügig) geladen. Ich tendiere eher dazu, den Akku allpolig durch abziehen von Steckverbindern zu trennen.

Da ich aktuell auch noch ein paralleles System plane, heißt die 230V AC Einspeisung soll zunächst bleiben

Wie soll der 230V-Inverter versorgt werden? Durch einen völlig separaten Akku?

und auch die Ladung des Zwischenkreis im Einschaltzeitpunkt übernehmen, würde ich sogar zunächst 0.2mm² sicherungsdraht zwischen den Packs als Leiter vorsehen dann brennt er bei 5A durch.

Damit wäre ich bei diesen Spannungen extrem vorsichtig. Wenn da irgendwo ein Kurzschluss auftritt und so ein Ding nachgibt, brennt da munter ein Lichtbogen...

Zusätzlich soll im Zweifel der STO (safe torque off) Eingang vom FU sicher die Last trennen.

Was tut dieses Signal genau? Hilft das auch bei einem Bauteildefekt und Einspeisung in den Zwischenkreis noch?
Wobei ich hier fast noch ein höheres Risiko bei einem Defekt im BMS selbst sehe. Das macht bei diesen Spannungen richtig Spaß.


   
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gebrauchter-strom
(@gebrauchter-strom)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 569
 

Allein diese Verschaltung zur Spannungsmessung führt schon zu einer Ladungsverschiebung von ca. 7mAh pro Tag zwischen den äußersten Zellen. Wenn man das so konstruiert wird man um einen Balancer wohl nicht drumrum kommen. Bei noch längeren Reihenschaltungen mit geringer Kapazität erst recht, da funktioniert aber dieses ganze Messverfahren so eh nicht mehr.

Richtig! Diese Art von Spannungsmessung mit Spannungsteiler entleert die akkus nicht symmetrisch. Aber der Strom ist soo klein.
Hab das so schon 1 Jahr am laufen auf 3 akku blocks mit active 5A balancer der dauernd mitlauft. Geht ohne Probleme.
Man könnte den gleichen 200k/20k spannungsteiler gegen batt(+) zusätzlich einbauen dann hat man keine asymmetrie mehr drinnen.
Hab ich mir überlegt aber nicht gemacht weil 220k fast keine Strom ziehen. 50V / 220e6 = 2.27e-4A = 0.2mA (*24 = 5mAh pro Tag)

86kWp
125kWh akku (LiIon + LiFePo4)
Nulleinspeisungsanlage Hoymiles MicroWR, total 4.4kW, feedback via SDM630Modbus Inselanlage 3 phasig
2x(Renault ZOE Q210 Kaufakku) + Hyundai Kona 64kWh
my build: https://www.akkudoktor.net/forum/stell-dein-batterie-powerwall-projekt-vor/mein-kleines-kraftwerk-86kwp-90kwh/
my BMS: https://www.akkudoktor.net/forum/bms-batterie-management-monitoring-system/abms-ein-eigenbau-battery-monitor


   
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 Thom
(@thom)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 12 Monaten
Beiträge: 16
 

Veröffentlicht von: @gebrauchter-strom

anbei meine schematic (noch nicht ganz correct) .. ich stelle das ganze auf github wenn ich dazu komme ..

Sorry dass ich den alten Fred noch mal aufwärme, aber ich bin über Deine interessante BMS Schaltung gestolpert. Ich habe micht gefragt, ob die Auflösung mit dem 10 Bit ADC nicht etwas grob ist. Mit dem 20k / 160k Spannungsteiler komme ich auf so ca. 40 mV. Reicht Dir das?

Ich könnte mir vorstellen, dass die Schaltung mit dem ADS1115 um einiges genauer und auch einfacher werden könnte. Der ADS1115 misst 4 Spannungen mit 16 Bit. Habe den schon einige Male eingesetzt, der ist wirklich sehr genau und hat eine interne Referenz. Außerdem misst er bis ca. 6V und hat einen riesigen Eingangswiderstand.

Wenn Du 4 Stück davon per SPI an die Spannungsteiler für Zellen anschließt kannst Du den ganzen Teil mit den Multiplexern, den Spannungsfolger und alles weg lassen.

https://www.amazon.de/AZDelivery-ADS1115-Kan%C3%A4le-Arduino-Raspberry/dp/B07QHWLTTS/ref=sr_1_3?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=1B72FPN5ZOJJY&keywords=ADS1115&qid=1678867353&sprefix=ads1115%2Caps%2C133&sr=8-3

 

 


   
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 Thom
(@thom)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 12 Monaten
Beiträge: 16
 

Ach so, und spottbillig ist er auch, siehe link oben 😉

 


   
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gebrauchter-strom
(@gebrauchter-strom)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 569
 

Veröffentlicht von: @thom

Ach so, und spottbillig ist er auch, siehe link oben 😉

 

 

danke für die Anregung. Bau es bitte und berichte !
Mein BMS lauft schon lange stabil.
Ich mach ADC 1000x und average dann. Dann landest im mV Bereich Auflösung.
Bauplan und weiteres findest du in diesem Thread:   https://www.akkudoktor.net/forum/bms-batterie-management-monitoring-system/abms-ein-eigenbau-battery-monitor

 

86kWp
125kWh akku (LiIon + LiFePo4)
Nulleinspeisungsanlage Hoymiles MicroWR, total 4.4kW, feedback via SDM630Modbus Inselanlage 3 phasig
2x(Renault ZOE Q210 Kaufakku) + Hyundai Kona 64kWh
my build: https://www.akkudoktor.net/forum/stell-dein-batterie-powerwall-projekt-vor/mein-kleines-kraftwerk-86kwp-90kwh/
my BMS: https://www.akkudoktor.net/forum/bms-batterie-management-monitoring-system/abms-ein-eigenbau-battery-monitor


   
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(@s4bbschn)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 46
Themenstarter  

 

So mein Projekt geht in die nächste Runde. Habe mich jetzt für einen ganz anderen Aufbau entschieden. 

Habe jetzt 5 6S4P Akkupacks gebaut mit den Battair Modul zur Überwachung der Akkuspannungen über Bluetooth. 

Jeder Akkupack läuft dann über einen DCDC Wandler der dann aus 24V 65V macht und diese dann in Reihe werden dann zu einer 325V DC Spannungsversorgung.

Montag ist die nächste Tour geplant bin gespannt ob er überlebt.

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 10 Monaten von s4bbschn

   
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