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alternative Akkuüberwachung / BMS

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(@lars72)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 96
Themenstarter  

Ich mache mal hier ein neues Thema auf, weil es zum ursprünglichen Thema im Rechtsbereich so gar nicht passt:

Veröffentlicht von: @carolus

Von den jetzigen BMS gesteuerten Wechserichter-Modifizierungs-kommunikationen halte ich eh nichts. Der WR soll eine ordentliche ladekennline liefern, mit einer CCCV kurve nach alter Väter art. Mehr braucht man nicht. Das funktioniert, sofort, zuverlässig und immer. Keine Kommunikationskabel, keine dc-isolierten übetrager, keine gestuften Stromreduzierungen, ordentliche balancerarbeit...

Diese Idee hatte ich auch schon mal so halb im Kopf:

  • der MPPT lädt ganz dumm über CCCV-Kennlinie den Akku
  • Schutz gegen Überladung einer einzelnen Zelle: auf jeder Zelle sitzt ein potenter "Einzel-Zell-Überspannungsschutz", der z.B. ab 3,5V die Zelle entlädt. Dieser Überspannungsschutz müsste dann natürlich den maximal auftretenden Ladestrom abführen können
  • Schutz gegen Tiefentladung einer einzelnen Zelle: noch keine Idee
  • autarker Balancer ab z.B. 3,40 oder 3,45V
  • Laststeuerung: Leer-Erkennung über Gesamtspannung Akku, d.h. unter xx V stoppt der einspeisende Wechselrichter

In Summe ist es ja praktisch ein BMS, aber aus autarken und nicht miteinander kommunikationsbedürftigen Einzelkomponenten. Dann wäre es universell und könnte ein robustes und leicht verständliches Selbstbau-BMS werden.

Das nur mal so als Träumerei. Was meint ihr dazu?


   
Zitat
Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 8240
 

Hi Lars,

Veröffentlicht von: @lars72

Ich mache mal hier ein neues Thema auf, weil es zum ursprünglichen Thema im Rechtsbereich so gar nicht passt:

Veröffentlicht von: @carolus

Von den jetzigen BMS gesteuerten Wechserichter-Modifizierungs-kommunikationen halte ich eh nichts. Der WR soll eine ordentliche ladekennline liefern, mit einer CCCV kurve nach alter Väter art. Mehr braucht man nicht. Das funktioniert, sofort, zuverlässig und immer. Keine Kommunikationskabel, keine dc-isolierten übetrager, keine gestuften Stromreduzierungen, ordentliche balancerarbeit...

Diese Idee hatte ich auch schon mal so halb im Kopf:

  • der MPPT lädt ganz dumm über CCCV-Kennlinie den Akku
  • Schutz gegen Überladung einer einzelnen Zelle: auf jeder Zelle sitzt ein potenter "Einzel-Zell-Überspannungsschutz", der z.B. ab 3,5V die Zelle entlädt. Dieser Überspannungsschutz müsste dann natürlich den maximal auftretenden Ladestrom abführen können
  • Schutz gegen Tiefentladung einer einzelnen Zelle: noch keine Idee
  • autarker Balancer ab z.B. 3,40 oder 3,45V
  • Laststeuerung: Leer-Erkennung über Gesamtspannung Akku, d.h. unter xx V stoppt der einspeisende Wechselrichter

In Summe ist es ja praktisch ein BMS, aber aus autarken und nicht miteinander kommunikationsbedürftigen Einzelkomponenten. Dann wäre es universell und könnte ein robustes und leicht verständliches Selbstbau-BMS werden.

Das nur mal so als Träumerei. Was meint ihr dazu?

Erstmal sind eigen Gedanken zu solch einem Thema immer gut. Entweder weil man die bestehende Technik als unzureichend empfindet oder weil man die bestehende Technik noch nicht überblickt. Kann auch beides der Fall sein. Update: und ich betone, letzteres ist nicht "ehrenrührig".

Ich möchte dir mal den Hintergrund der LiIon Technik mit BMS erläutern. 

Als man in den 90ern die ersten Lithiumakkus rausbrachte, war man von der Leistungsfähigkeit begeistert, und von der Empfindlichkeit nicht nur enttuscht, sondern entsetzt. Kein Überladen, kein Tiefentladen. Kein Laden unter 0 Grad.  Nicht einmal. Sonst kaputt. Oder schlimmeres. Besonders beim nächsten Laden.

Bleiakkus halten tiefentladen schlecht aus, NickelCad ist das egal. Überladen mögen sie beide nicht, man bezahlt mit Lebensdauer, aber man ist nicht in Gefahr, ohne Streichholz seine Zigarette anzünden zu können, was bei Li schonmal vorkommt.  Smile  

So waren auch die Geräte der Zeit gestrickt, Kein Tiefentladungsschutz, grobe Ladegeräte.

Und so hat man das Konzept "BMS" entwickelt. Eine Schutzschaltung um den Akku herum, die den AKKU schützt. Und zwar dann, wenn das Gerät entweder Mist baut, oder sich garnicht um Grenzen des Akkus schützt. Und da hat man dann alles eingebaut: Schutz gegen Über/Untespannung, über/Untertemp, Überstrom. Wie gesagt - NUR mit Blick auf den Akku und seine wehwehchen. Um ihn zu Retten, und gefahren zu vermeiden. 

Wobei die Grundidee war: Das Gerät soll alle diese Schutzmassnahmen selber AUCH machen. Das BMS ist NUR eine Firewall (Im Sinne des Wortes Smile ): ein Rettungsanker, der dann greift, wen das Gerät defekt ist oder Mist baut.  Folgerichtig ist ein BMS oft genug im Akku selber eingebaut. Besonders gerne sogar in den kleinen austauschbaren Handyakkus.

Oder Musterbeispiel : pedelec. Moderne Ladegeräte, die genau passend eingestellt sind, und sich sogar mit dem BMS Unterhalten. Um sicherzustellen, dass das Ladegerät echt ist und nicht ein Auto-Schnellader. Ein Akku, in dem ein BMS drin ist, was mit Fahrrad und ladegerät kommuniziert. Damit schon zusätzlich getestet wird, ob der Verbraucher sich AUCH an die Regeln hält. 

Von diesem Standard aus fehlen in deinem Konzept schon der Tiefentladungsschutz, orange markiert, was die Umgebung, das angeschlossene Gerät haben sollte.

Im BMS müssen all die Dinge (und ein paar mehr) , die du erwähnt hast AUCH NOCHMAL drin sein - das ist das Konzept der zweiten Schutzebene. Deswegen macht man ein BMS, welches bei Einzelzellenüberspannung abschaltet - das ist sicherer, als mit Entladestrom gegenzuhalten. Wo sollte denn auch die gesamte Verlustleistung hin ?

Der Balancer ist bestandteil eines BMS, im Falle der LiFePo ist das etwas prickelnd, weil die Spannungskurve so flach ist. 

In Summe: Dein Konzept ist gegenüber dem, was man normalerweise macht, nicht ausreichend. Vor allem enthält es nicht die Idee, alle Schutzmassnahmen zweimal zu machen - einmal im Gerät, einmal im BMS als letze Verteidigung. Dazu macht man das EXTRA als eigenständiges BMS, nicht aus Einzelkomponenten zusammengestrickt, weil das Einzelgerät so viel leichter in den Akku integriert werden kann. 

Es ist zwar richtig, das z.B. ein Batrium sehr wohl aus Einzelkomponenten besteht, aber das hat den besonderen Grund dass es für sehr große Akkus vorgesehen ist und per definition auch keinen Maximalstrom hat, weil der Abschalter extern ist. 

 

 

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


   
Ulli and lars72 reacted
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(@lars72)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 96
Themenstarter  

Danke für die ausführliche Antwort!

Veröffentlicht von: @carolus

in den 90ern die ersten Lithiumakkus

Ja, da war ich als Modellflieger auch schon dabei, und das Schöne dort ist in meinen Augen, dass in einem Modellbaulader alles in einem Gerät ist, also Balancer, Einzelzellüberwachung, Lade- und Entladestromreduzierung...   bzw. andersherum gesagt, es müssen nicht zwei oder mehrere Geräte von verschiedenen Herstellern miteinander kommunizieren. Also gibt es keine Kommunikationsprobleme.

Aber so ein Modellbaulader hat halt auch nur eine Schutzebene. Schlechter Kontakt einer Zelle am Balancerstecker, und schon kann es schiefgehen.

Veröffentlicht von: @carolus

Im BMS müssen all die Dinge (und ein paar mehr) , die du erwähnt hast AUCH NOCHMAL drin sein - das ist das Konzept der zweiten Schutzebene.

Auf dem Niveau "Gesamt-Akkuspannung" ist das ja leicht möglich: Der Einspeise-Wechselrichter und der MPPT-Lader haben z.B. enger eingestellte Spannungsgrenzen als das BMS, das erst dann abschaltet, wenn die Abschaltung vom Wechselrichter oder vom MPPT versagt haben.

Aber auf Einzelzellebene habe ich es noch nie gesehen, dass es außer dem BMS eine zweite Schutzebene gäbe.

Alles in allen wollte ich mit meiner Idee eigentlich nur in die Richtung denken, dass man ein "dummes simples BMS" hätte, das keine Kommunikation zu den umliegenden Geräten braucht. Keine Kommunikation -> keine Kommunikationsfehler oder "Missverständnisse" aufgrund Firmware o.ä..


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 8240
 

Veröffentlicht von: @lars72

Auf dem Niveau "Gesamt-Akkuspannung" ist das ja leicht möglich: Der Einspeise-Wechselrichter und der MPPT-Lader haben z.B. enger eingestellte Spannungsgrenzen als das BMS, das erst dann abschaltet, wenn die Abschaltung vom Wechselrichter oder vom MPPT versagt haben.

Das ist GENAUSO gedacht, und mach ja auch so sSinn.

Veröffentlicht von: @lars72

Aber auf Einzelzellebene habe ich es noch nie gesehen, dass es außer dem BMS eine zweite Schutzebene gäbe.

Das ist AUCH richtig. Immerhin gibt es diese Schutzebene, im Gerät hättest du diese Schutzebene nicht. Auch DESWEGEN hat man ja das BMS eingeführt.

Das BMS ist wie ein Airbag: er bietet zusätzliche Sicherheit, über das Hinaus, was das Fahrzeug schon kann.

Und benutzen dieser Funktion ist ein NOTfall, kein Normalfall.

Veröffentlicht von: @lars72

....und das Schöne dort ist in meinen Augen, dass in einem Modellbaulader alles in einem Gerät ist, also Balancer, Einzelzellüberwachung, Lade- und Entladestromreduzierung..

Naja, wenn der Akku ausgewichtsgründen ohne BMS betrieben wird, ist die Integration des BMS bzw seine Schutzfunktionen in den Lader eine richtig gute Idee.... Smile  

Veröffentlicht von: @lars72

Alles in allen wollte ich mit meiner Idee eigentlich nur in die Richtung denken, dass man ein "dummes simples BMS" hätte, das keine Kommunikation zu den umliegenden Geräten braucht. Keine Kommunikation -> keine Kommunikationsfehler oder "Missverständnisse" aufgrund Firmware o.ä..

Die Hälfte deine Idee ist gut: Keine Kommunikaton mit der Umwelt. die andere hälfte: "Richtig einfach" teile ich nicht so, eher eine "vollständig und ausfallsicher".

Und für letzteres ( ausfallsicher) ist ersteres ( keine Kommunikation mit Umwelt) nötig, denn ich kann per Kommunikation in die Funktion des BMS eingreifen: parameter verändern, zum schlechten.

ja, ich weiss, das macht keiner absichtlich, er liest ja nur die Spannung aus. UND VERLÄSST SICH DRAUF. Was ist, wenn die Messung nicht stimmt? 

Man verliert die Zweigleisigkeit!

Wenn der WR sich an seine Spannungsgrenzen hält, ist es wurscht, wenn das Bms mal falsch messen würde.......

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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lars72 reacted
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