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Vorstellung Eigenentwicklung BMS für große 16s LFP Packs - Diskussion

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(@paddy72)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 888
 

Wow! Interessantes Projekt und tolle Leistung - Hut ab, @nimbus4!

Ich kann da im Detail nicht mitreden - auch wenn ich grundlegende Elektronikkenntnisse und Erfahrungen habe - aber die Details des BMS-Designs sind mir noch fremd.

Div. Lötkolben habe ich auch schon 40+ Jahre in der Hand und etliche Komponenten an Halbleitern, ICs, Trafos, Kondensatoren etc. etc. - baue meist div. Netzteile oder Induction Heater, HV-Komponenten bis Punktschweißgeräte. Grundsätzlich bin ich ein Freund von 'keep it small and simple' - das reduziert auch die Fehleranfälligkeit.

Wir vertrauen alle auf die großen BMS Hersteller, aber kaum einer weiß (oder versteht) wie diese designed wurden, wie die Redundanz bei kritischen Komponenten ist (oft wohl Null) und wie die fail-Raten so sind. Das gleiche gilt natürlich auch für die Zellen selbst, aber die wird wohl niemand hier selbst entwickeln und bauen wollen 🙂

Dein Design, nimbus, klingt aber wirklich sehr durchdacht und versiert. Bin gespannt wie es hier weitergeht 😉 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 8242
Themenstarter  

Veröffentlicht von: @nimbus4

// Unterm Strich also ein erheblicher Mehrwert für den Nutzer und damit für mich eigentlich selbstverständlich.

Aber du ubersiehst eines: den "Missbrauch" einer Einheit, die NUR für Sicherheit des Akkus zuständig sein soll. Die über den Bus, über den du ausliest, parametrierbar ist. Und somit sabotierbar.

Und das nur deswegen, weil du dem BMS nicht traust, machst du es verwundbarer, wie es schon ist.

Wie oft hast du schon davon gehört, dass die Spannungsmessung eines BMS ungenau geworden ist?

Du siehst mich da so uneinsichtig, oder als Hardliner, wie du auch einer sein kannst.

Für mich ist das wie der Industriekletterer, der mit seiner Sicherungsleine die Werkzeugkiste hochzieht.

Ich habe das in meinen Anlagen, die ich im anderen Faden beschrieben habe, so gelöst: 

Ich brauchte etws 30 Digitalausgänge, etwa 10 hochgenaue und 10 gewöhnliche Analogeingänge.

Dazu habe ich zwei verschiedene Karten aus dem Nationalsortiment herausgesucht. Eine mit den hochgenauen Wandler und ein paar digitalen, eine mit normalen  analogen und vielen digitalen. Also verschiedene Typen, die erwartbar nicht einen gleichen Fehler bekommen können. Jeder dieser Karte hat ein extra Spannungsnormal drauf, als Auslesebaren kalibrator. Die waren durch unsere Verschaltung während einer Selbsttestphase über Kreuz verbunden und auslesbar. Zusätzlich ein hochgenauen 5 V Spannungsnormal IC auf unseren Platinen.

5 Normale , die ich vergleichen konnte. SO habe ich Genauigkeits-Sicherheit gemacht. Nicht durch Mitbenutzung, sondern durch Redundanz.

PS: das nicht eines diese rund 500 normale jemals weggelaufen ist, spielt keine Rolle: ich hätte es erwischt.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 298
 

Veröffentlicht von: @carolus

Aber du ubersiehst eines: den "Missbrauch" einer Einheit, die NUR für Sicherheit des Akkus zuständig sein soll. Die über den Bus, über den du ausliest, parametrierbar ist. Und somit sabotierbar.

Und das nur deswegen, weil du dem BMS nicht traust, machst du es verwundbarer, wie es schon ist.

Diese Aussage kann ich mir nur durch ein fundamentales Missverständniss darüber erkären, was bei der Kommunikation zwischen BMS und WR über CAN im Detail passiert.

Bezogen auf das Pylontech/Victron/SMA Protokoll sieht das so aus, dass der WR mit typ. 1 Hz eine Art heartbeat ( ID 0X305 ) an das BMS sendet und das BMS mit einer Reihe von Datenpaketen antwortet.
Das ganze CVL, DCL, CCL, ... läuft im wesentlichen über ein einziges Paket mit ID 0x351

Die Pack-Strom- und Spannungsmessungen vom BMS wird in einem Paket mit ID 0x356 geschickt.

Wenn nun der WR seine Strom- und Spannungsmessungen mit denen aus Paket ID 0x356 vergleicht und bei einer zu großen Abweichung jeglichen Stromfluss zum/vom BMS unterbricht, hat das keinerlei schädliche Auswirkung auf das BMS.
Wenn kommt es zu einer "falsch positiven" Abschaltung, bei der man natürlich über die Konsequenzen in der konkreten Anlage diskutieren könnte. Das hat dann aber nichts mehr mit BMS-Sicherheit zu tuen.

Der WR hat über diesen CAN bus keinen Zugriff auf irgendwelche Einstellungen des BMS! Warum sollte er auch?
Man könnte jetzt eine "Denial of Service" Attacke gegen das BMS konstruieren, in dem man es mit CAN Nachrichten bombadiert.
Erstens werden durch HW Filter sowieso nur die IDs überhaupt zum MCU durchgereicht, die erwartet werden, und zweitens ( bezogen auf mein BMS ) würde man wenn überhaupt nur den ESP32 "überlasten" können, während alle primären Schutzfunktion unabhängig davon in HW ablaufen.

Deine Aussage ist also schlicht nicht haltbar.

Veröffentlicht von: @carolus

Wie oft hast du schon davon gehört, dass die Spannungsmessung eines BMS ungenau geworden ist?

Die Ingenieure bei Texas Instruments haben bei dem AFE, das ich einsetzte, immerhin die Notwendigkeit gesehen eine ganze Reihe von Schutzfunktionen einzubauen:
Insbesondere eine Plausibilisierung gegen "Steckenbleiben" des Multiplexers und eine Möglichkeit die Spannungsreferenz gegen eine zweite zu plausibilisieren.

Ob das aus unmittelbaren Zuverlässigkeitsanalysen der analogen Halbleiter oder mehr aus "pro forma Compliance" zu "Functional Savety" Prinzipien erfolgt ist, kann ich nicht mit Gewissheit beantworten.

Das Ganze hat aber auch noch eine andere Ebene: Wenn ein solches IC solche Schutzfunktionen anbietet, ich sie aber nicht nutze und es zu irgendeinem Zwischenfall kommt, komme ich ganz schnell in die Situation, in der man mir mindestens Fahrlässigkeit unterstellt.
Ich möchte mit einem Juristen keine Diskussion darüber führen, wie wahrscheinlich das "Steckenbleiben" eines Multiplexers ist.

Veröffentlicht von: @carolus

Die waren durch unsere Verschaltung während einer Selbsttestphase über Kreuz verbunden und auslesbar. Zusätzlich ein hochgenauen 5 V Spannungsnormal IC auf unseren Platinen.

Bei der gegenseitigen Plausibilisierung der Messungen zwischen WR und BMS schlage ich im Grunde das Gleiche vor. Das "Überkreuz-Verbinden" erfolgt nur nicht annalog sondern digital über den CAN-bus.

 

 


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7544
 

Veröffentlicht von: @nimbus4

könntest Du die Kabelsätze, insbesondere die jeweils 17 Leitungen für die Spannungsmessungen und die CAN-Kabel, dann selber crimpen?

ich habe glaube ich sogar eine jst crimpzange irgendwo rumliegen wenn ich sie noch finde, habe schon einige jst 2.0 für das diy bms gecrimpt das ist elendes geschäft

ich hoffe deine sind 2,5 die gehen deutlich besser. ich krieg das crimpen aber auf jeden fall hin sind ja nur 17x 4 = 68stück 🙃 

zum vorladewiderstand

muss ich mal schauen wo ich meinen hin hab, welcher das genau ist.

auf jedenfall verdampft bei mir ein teil von dem nh kontakt wenn ich nicht vorlade, das hab ich einmal probiert seit dem lade ich immer vor. das system war aber schon seit über nem jahr nicht mehr komplett stromlos

mein sunny island hat mega viele elkos drin

da hab ich mal ein bild gemacht

https://www.akkudoktor.net/forum/postid/11146/

 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Der WR hat über diesen CAN bus keinen Zugriff auf irgendwelche Einstellungen des BMS! Warum sollte er auch?

ich sehe das genau so und hatte noch nie bauchschmerzen deswegen. weder beim diy bms noch beim jk oder seplos bms.

wenn man über den canbus das bms zum absturz bringen kann oder einstellungen verändert werden (sofern das überhaupt technisch möglich ist) dann ist das bms schlecht entwickelt worden

 

 

 

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.


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 8242
Themenstarter  

Veröffentlicht von: @nimbus4

Diese Aussage kann ich mir nur durch ein fundamentales Missverständniss darüber erkären, was bei der Kommunikation zwischen BMS und WR über CAN im Detail passiert.

Ich habe deine weiteren Ausführungen darüber gelesen und stimme dir zu !!

Ich weise weiterhin darauf hin, zur Kenntnis für alle, dass ich dein Projekt für ausgezeichnet halte, das fortschrittlichste Konzept was ich je gesehen habe. Alle meine Beiträge sind konstruktiv gemeint. 

Entweder um Alternativen aufzuzeigen, oder Vorschläge zu machen, oder indirekt zu hinterfragen, damit du deine Sicht erklären kannst. 

Wenn in in grundsätzlichen Dingen abweiche, heißt das immer noch nicht, dass ich deines für schlecht halte. Ich biete nur eine andere Sichtweisen an, als Denkanstoß.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 298
 

Veröffentlicht von: @carolus

Ich weise weiterhin darauf hin, zur Kenntnis für alle, dass ich dein Projekt für ausgezeichnet halte, das fortschrittlichste Konzept was ich je gesehen habe. Alle meine Beiträge sind konstruktiv gemeint. 

Entweder um Alternativen aufzuzeigen, oder Vorschläge zu machen, oder indirekt zu hinterfragen, damit du deine Sicht erklären kannst. 

Wenn in in grundsätzlichen Dingen abweiche, heißt das immer noch nicht, dass ich deines für schlecht halte. Ich biete nur eine andere Sichtweisen an, als Denkanstoß.

 

Ich habe überhaupt kein Problem mit "scharfer" sachlicher Kritik. Ich sehe das als Training, um meine eigenen Argumente zu "schärfen" und im Zweifelsfall auch zu überdenken.

Dieses Beispiel zeigt ja anschaulich, dass deine Bedenken dazu beigetragen haben, hoffentlich auch für andere zu veranschaulichen, was bei der Kommunikation  zwischen WR und BMS stattfindet und was nicht.

So etwas ist durchaus erwünscht.

Wenn ich "bestimmt" antworte, möchte ich das als gegen das vorgetragene Argument, nicht gegen die vortragende Person oder die Tasache, dass das Argument vorgetragen wurde, verstanden wissen.

 

 

 


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 298
 

Veröffentlicht von: @voltmeter

ich habe glaube ich sogar eine jst crimpzange irgendwo rumliegen wenn ich sie noch finde, habe schon einige jst 2.0 für das diy bms gecrimpt das ist elendes geschäft

PH sind leider 2.0 mm, XH wären 2.5 mm.

Die offizielle Zange für PH ist die WC-240

Veröffentlicht von: @voltmeter

auf jedenfall verdampft bei mir ein teil von dem nh kontakt wenn ich nicht vorlade, das hab ich einmal probiert seit dem lade ich immer vor. das system war aber schon seit über nem jahr nicht mehr komplett stromlos

mein sunny island hat mega viele elkos drin

Das klingt für mich als wäre Precharging bei Dir im Moment ein rein manueller Vorgang.
Der Hintergrund, warum das meines Erachtens automatisch ablaufen sollte ist, dass von einem BMS in der Regel verlangt wird, dass es zumindest optional ein Auto-Recovery für Überstrom-Abschaltungen bietet. Dafür muss das BMS dann selber ein Precharge anstoßen können.

Weißt Du ob alle 18 großen Becherelkos, die auf dem Bild zu sehen sind, auf der 48V Schiene sitzen, oder hängen einige davon am 400V HV-Zwischenkreis?
Bei 63 V Typen würde ich auf mindestens 5000 uF pro Elko tippen. Das 18x wäre schon heftig.


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7544
 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Wie handelst Du Precharge im Moment?

habe jetz meinen widerstand gefunden sind 2x5w 220ohm paralel also 10w 110ohm würde mit sicherheit auch 5w reichen denn die 2x5 werden nur minimal warm.

mit dem überbrücke ich ca 10 sek die nh sicherung funktioniert sehr gut aber wie du schon festgestellt hast muss bei meinem victron mppt der schalter auf aus sein sonst läuft der mit an und zieht die spannung wieder runter

 

Veröffentlicht von: @nimbus4

sind leider 2.0 mm

 sorry aber das mache ich nicht

besser wäre wnn man fertige kabelsätze kaufen könnte 

 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Weißt Du ob alle 18 großen Becherelkos, die auf dem Bild zu sehen sind, auf der 48V Schiene sitzen,

sicher bin ich nicht aber ich glaube die sitzen alle an 48v weil da oben die massiven busbars verlaufen

Projekt 48kWh / 12kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
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(@janvi)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 135
 

Gibt es dein Design irgendwo auf Gitlab / Github oder so? Oder kannst du ein PDF von der Schaltung einstellen? Mit was hast du die Leiterplatte gezeichnet?

 


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 298
 

Veröffentlicht von: @voltmeter

habe jetz meinen widerstand gefunden sind 2x5w 220ohm paralel also 10w 110ohm würde mit sicherheit auch 5w reichen denn die 2x5 werden nur minimal warm.

mit dem überbrücke ich ca 10 sek die nh sicherung funktioniert sehr gut

Wenn man annimmt, dass beim Precharging mindestens eine RC-Zeitkonstante vergangen ist, würde dass für maximal 45 mF bei Dir sprechen.
Das werde ich dann man als Richtwert im Hinterkopf behalten.

 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Veröffentlicht von: @nimbus4

 

sind leider 2.0 mm

 

 

 sorry aber das mache ich nicht

besser wäre wnn man fertige kabelsätze kaufen könnte 

Nach 8 Kabelsätzen habe ich inzwischen auch die Nase voll vom manuellen Crimpen.

Ich werde dann mal schauen, welche Optionen es gibt, zumindest vorgecrimpte Kabel zu kaufen.

Eine größere Menge komplette Kabelsätze möchte ich im Moment noch nicht fertigen lassen. Perspektivisch müsste das aber natürlich irgendwann kommen.


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 298
 

Veröffentlicht von: @janvi

Gibt es dein Design irgendwo auf Gitlab / Github oder so?

Nein, das ist im Moment auch nicht geplant.

 

Veröffentlicht von: @janvi

Oder kannst du ein PDF von der Schaltung einstellen?

Ist das allgemeine Neugier, oder interessiert Dich ein bestimmter Aspekt.

 

 

Zur Erklärung meiner Position:

Ich werde zumindest für die nähere Zukunft  Daten  zu diesem Projekt nicht in einer Art und Weise veröffenbtlichen, die dazu führen könnte, dass irgendeine chinesische Firma mein BMS in 12 Monaten auf Ali anbietet.


   
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(@janvi)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 135
 

Würde mich einfach mal gerne auf elementarer Ebene mit dem Teil befassen, das Verständniss dazu erweitern. Nur so kannst du selbst auch bessere Rückmeldungen bekommen. Auf github gibt es schon ziemlich gute Designs von MPPTs, wieso also nicht auch ein (brauchbares) BMS? Kein Hersteller wird auf die Idee kommen solch ein open Source MPPT kommerziell zu fertigen und zu vermarkten. Dazu gibt es einfach schon viel zu viele auf dem Markt die billiger sind. Ausserdem zu wenige Benutzer die überhaupt verstehen was gut ist. Die meisten gucken halt ein YT Video und bestellen das dann wenn es billig ist. Meine Motivation kommt beim Anschauen des JK BMS. Das Design ist einfach nur billig und ich taste mich ganz vorsichtig ran ob es gut genug ist für einen größeren Akku eingesetzt zu werden. Ansonsten entwickle ich eigentlich schon immer selbst HW und SW, zuletzt vor allem STM32 in C mit GCC und Segger. Leider kann man aber nicht immer alles selbst erfinden. Es gibt dazu ein lesenswertes Buch von einem Engländer der sich einen Toaster selbst gebaut hat. Leider gibt es keine deutsche Übersetzung? Deshalb freue ich ich über Open Source Projekte die man verstehen kann. Notfalls auch nur um sie mit käuflichen Produkten zu vergleichen und die Probleme der speziellen Produkte zu verstehen.

Vor dem Abgucken hätte ich eigentlich keine Angst. Ich habe 1982 eine Maschinensteuerung mit Z80 in Hong Kong entwickelt. 1986 habe ich für den gleichen Maschinenhersteller eine mit 68HC05 gemacht. 10 Jahre später war ich dort. Mindestens 20 lokale Maschinenhersteller hatten entweders Z80 oder 68HC05. Sie waren untereinander soweit kompatibel, daß es egal war bei welchem man die Ersatzteile bestellt hat. Sie haben überall gepasst. Die Innovation dort hält sich in Grenzen aber wir werden von der schieren Masse überrollt. Wenn die Chinesen ewas abgucken, kopieren sie auch immer gleich alle Fehler mit. Wir sind ihnen deshalb (noch) immer etwas vorraus.


   
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(@solax)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 89
 

Moin zusammen ... 

@nimbus4 ... erstmal "chapeau" für das BMS-Projekt .

Was wären denn die Voraussetzungen als Betatester ?

Welche Rückmeldungen werden erwartet ?

Ich habe einen 16S Speicher mit 230AH Zellen . 

Demnächst kommt ein 2. Speicher Block mit den gleichen Daten dazu.

Mehr als 70A beim Laden und maximal 80A beim Entladen werden nicht benötigt .(1x Multiplus 5000).

Venus ist auf einem Raspberry-Pi installiert der auch schon CAN kann .

Beim aktuellen Speicher driftet auch eine Zelle beim Laden kurz vor Ladeende ab .

Im normalen Spannungsbereich ist dann wieder alles fein . 

Hier ist noch ein JK-BMS (nicht das neue ) mit dem Treiber serialbattery in Betrieb .

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 40 Minuten von Solax

   
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