Nochmals zu den Shunts: Warum ich diese für sicherheitsrelevant halte und warum man die nicht für 25 Cent kriegt wie ´@nimbus4 das meint.
Der Shunt misst den Strom und aus dem Strom wird der SOC berechnet. Das ist schon mal von Haus aus eine kritische Sache u.A. weil der Peukert Exponent in die Rechnung korrekt einfliessen muß. Wie ja allgemein bekannt, misst etwa das JK BMS den SOC schon bei einem einzelnen Ladezyklus gern mal um 10% anders als ein Smartshunt von Victron am gleichen System, am gleichen Akku und am gleichen Ladezyklus. Die Shunts sind Widerstände die man wegen den Verlusten gerne im Mikroohm Bereich hat. Mikroohm dürften die wenigsten hier im Forum auf 6 Stellen genau messen können. Genau das muß ein BMS aber machen um den SOC korrekt rechnen zu können. Noch deutlich weniger wie das korrekt messen können, sind diejenigen die einen solchen Widerstand reproduzierbar herstellen können. Der weltweite Platzhirsch unter diesen Herstellern ist mit großem Abstand ausgerechnet die deutsche Isabellenhütte. Um einen solchen Widerstand herzustellen, muß eine Legierung gemischt werden, welche den Widerstand über einen weiten Temperaturbereich nicht ändert. Ist diese gelungen, so muß diese Legierung mit einem Lötanschluss als SMD Bauelement mit einem Elektronenstrahl verschweisst werden, an welchem später keine messbaren Thermospannungen aufgrund der verschiedenen Metalle auftreten. Das können nicht viele Hersteller, bislang vor allem nicht die in China. Die Isabellenhütte ist sich in dieser Sache so sicher, daß sie speziell für die Chinesen in einschlägigen Fachzeitschriften (Vogel Verlag) Werbung für Neuerscheinungen mit dem Wortlaut "Es gibt neue Kopiervorlagen" schaltet.
Die Shunts der Isabellenhütte gibt es demnach auch kaum für weniger als ein Euro das Stück, so daß ich mir auch noch nie eine Rolle mit 2000 Stück leisten konnte. Bei einem BMS das für 80 oder 100 Euro verkauft wird, können daher nicht für 20 Euro Shunts drin sein. Für eine einzelne Überwachung der Mosfets muß natürlich jeder einen eigenen Shunt haben. Deshalb sind im JK BMS welche für 20 Cent drin, was dazu führt, daß der SOC mit jedem Zyklus falscher wird und in Kürze völlig falsch liegen kann. Das ist sozusagen bereits ein im Design eingebauter Fehler zu welchem sich ein zweiter addieren könnte. Etwa wenn sich am AD Wandler für die Spannung aus welchem Grund auch immer die Referenz verstellt. Wird dadurch die Spannung auch noch falsch gemessen, wird der Akku überladen ohne daß dies erstmal irgendjemand merkt. Was dabei und beim Ausgasen passiert ist ja allgemein bekannt.
Beiliegend auch noch mal ein Datenblatt von einem SMD Bauteil auf dem Pylontech BMS welches ich wegen der 4 Anschlüsse zuerst für einen Shunt gehalten habe. Tatsächlich ist es aber eine SMD Sicherung die es für 30, 45 und 60 Amp gibt. Das besondere ist, daß sie eine "Sprengladung" zur Selbstzerstörung hat, welche per Software ausgelöst werden kann. Damit kann die Kennlinie praktisch per Software verbogen werden wie man sie braucht. Ob und wann die Pylontech Firmware von dieser Möglichkeit Gebrauch macht, weis ich natürlich auch nicht. Ich schätze aber mal auf jeden Fall bei Überspannung.
Im Pylontech US5000 sind übrigens drin: 16 Stück steuerbare Sicherungen 30 Amp, 16 Stück herkömmliche SMD Sicherungen zu 20 Amp, 16 Stück Mosfets, 24 ungenaue Shunts für die Einzelüberwachung, 10 geschweisste Shunts parallel für die Gesamtstrommessung. Da meine ich, daß das ganz schön ins Geld geht.
Beiliegend auch noch das Datenblatt der PTCs. In beiden BMS ist das der Typ BK60.
Richtig, das ist eine Funkenstrecke. Halte ich persönlich aber bei DC weniger davon. Einmal ionisiert kann das bei DC nicht mehr gelöscht werden und geht kaputt. Deshalb sind die auch bei WR nur im AC Schutz drin und nicht bei den Strings.
Für PV String werden GDTs schon genutzt, aber immer in Kombination z.B. mit einem MOV zum Löschen.
Bei Pylontech könnte ich mit vorstellen, dass der PTC zum Löschen genutzt wird.
Wo du das mit den PTCs beschreibst, kommt mir das natürlich doch bekannt vor.
Ich kenne die PTCs dann unter der Bezeichnung "Polyfuse", die sind aber im Grunde einfach PTCs die als rückstellende Sicherungen spezifiziert sind.
Die nutze ich gelegenlich in Komination mit einer Zener oder TVS Diode, um einen Schaltungsteil gegen dauerhafte Überspannung zu schützen.
Der Shunt misst den Strom und aus dem Strom wird der SOC berechnet. Das ist schon mal von Haus aus eine kritische Sache u.A. weil der Peukert Exponent in die Rechnung korrekt einfliessen muß.
Die Beispiele, welche SOC Genaugikeit ich mit meinem BMS erreiche
https://www.akkudoktor.net/forum/balancierung-grundlagen-methoden-messungen-diskussion/vorstellung-eigenentwicklung-bms-fuer-grosse-16s-lfp-packs/#post-230532
https://www.akkudoktor.net/forum/balancierung-grundlagen-methoden-messungen-diskussion/vorstellung-eigenentwicklung-bms-fuer-grosse-16s-lfp-packs/#post-231732
hast Du zur Kenntnis genommen?
"Peukert Exponent" bzw. bei Li-Ionen besser die Coulomb-Effizienz ist so hoch, dass man sie in erster Näherung völlig vernachlässigen kann.
Sie liegt nämlich bei ~ 1 - ( 0.2 / ZYKLENFESTIGKEIT_BIS_80% ), also z.B. bei 4000 Zyklen bis 80% Restkapazität bei 0.99995.
Interessant wird die Coulomb-Effizienz eigentlich erst, wenn man die Selbstentladugn sehr genau schätzen will, weil sie dann als erheblicher Fehlerterm auftauchen kann.
( 1 - 0.99995 ) * 280 Ah sind immerhin 14 mAh. Wenn ich pro Tag also einen Zyklus mache würde ich fälschlicherweise eine Selbstentladung von 0.58 mA festtellen.
Wie ja allgemein bekannt, misst etwa das JK BMS den SOC schon bei einem einzelnen Ladezyklus gern mal um 10% anders als ein Smartshunt von Victron am gleichen System,
Die 10% Abweichung kommen aber ganz sicher nicht vom Shunt, sondern aus der mangelhaften Auswertelektronik am Shunt
Mikroohm dürften die wenigsten hier im Forum auf 6 Stellen genau messen können.
Für eine genaue SOC Schätzung benötige ich aber nicht mal annäherend diese Genauigkeit, weil der SOC ein relativer Wert ist.
Selbst wenn der Shunt statisch 1% vom Nominalwert abweicht verrusacht das 0% Fehler im SOC. ( Erst wenn ich die Kapazität in Ah messen will, ist die Abweichung vom Nominalwert relevant )
Was ich beim Shunt nicht gebrauchen kann, ist ein "Wandern" des Widerstandwertes ( durch extrem schnelle Alterung, Feuchtigkeit und insbesondere Temperaturschwankungen ), also Nichtlinearitäten jeglicher Art.
Anständige SMD Shunt haben 50ppm/°K, also maximal 0.1% pro 20 °K.
Wenn der Shunt beim schnellen Laden also 40 °C, beim langsamen Entladen aber nur 20 °C hat, dann liege ich nach einem Vollzyklus maximal 0.1 % daneben.
Es mag Anwendungen geben, bei denen das inakzeptabel ist, bei einem ESS hielte ich das aber für eine gewagte These.
Dass Isabellenhütte da besonders Know-How hat und bessere Shunt produzieren kann, möchte ich garnicht bestreiten, dass das für ein BMS notwendig oder gar sicherheitskritisch ist, weise ich umso entschiedener zurück.
Bevor ich in einem BMS einen Shunt für 10 € verbaue, würde ich eher einen Temperatursensor für 0.1 € neben einen 0.25 € Shunt setzen und den deterministischen Drift ( bei gegebenem Shunt Material ) kompensieren.
Wenn wie bei den meisten BMS Shunt und Auswertelektronik auf der selben Leiterkarte und damit thermisch gekoppelt sind, dürfte man auch schnell an dem Punkt sein, an dem ein Offset-Drift in der Analogelektronik dominiert.
Etwa wenn sich am AD Wandler für die Spannung aus welchem Grund auch immer die Referenz verstellt.
Bei dem AFE, das ich einsetzte, wird die Referenz gegen eine zweite plasusibilisiert. In erster Ordnung ist dieser Fehler also abgefangen.
Das besondere ist, daß sie eine "Sprengladung" zur Selbstzerstörung hat
Nein. Das ist keine Pyrofuse.
Little Fuse bechreibt das auch ganz genau:
"When overvoltage is detected, the heating element is electrically
excited to generate heat to blow the fuse element to
achieve overvoltage protection."
Im Pylontech US5000 sind übrigens drin: 16 Stück steuerbare Sicherungen 30 Amp, 16 Stück herkömmliche SMD Sicherungen zu 20 Amp, 16 Stück Mosfets, 24 ungenaue Shunts für die Einzelüberwachung, 10 geschweisste Shunts parallel für die Gesamtstrommessung. Da meine ich, daß das ganz schön ins Geld geht.
So ein "wildes" Konzept habe ich aber auch noch bei keinem anderen BMS gesehen.
Und ich lehne mich mal aus dem Fenster und behaupte, man kann ein vergleichbares Sicherheitsniveau auch mit weniger Aufwand erreichen.
Weiß Du ob, die HW bei Pylontech schon immer so aussah?
Das richt für mich alles danach, als hätten die schon mal große Problem mit der Zuverlässigkeit des MOSFET-Schalters gehabt.