Hallo und liebe Grüße an alle.
Wird beim aktuellen JK BMS für 48V Heimspeicher Minus oder Plus unterbrochen wenn z.B. eine Abschaltung wegen zu geringer Zellspannung erforderlich ist?
Hallo und liebe Grüße an alle.
Wird beim aktuellen JK BMS für 48V Heimspeicher Minus oder Plus unterbrochen wenn z.B. eine Abschaltung wegen zu geringer Zellspannung erforderlich ist?
Minus
Ja, am Minuspol wird unterbrochen. Das ist wohl bei den meisten BMS so, da sich mit N-Channel Mosfets nur zur Masse hin unterbrechen lässt und N-Ch-Mosfets haben einen geringeren R(dson) als P-Ch Mosfets.
Vilen Dank für eure Hilfe.
N-Channel kann man auch Highside benutzen, dann benötigt man aber teure Treiberelektronik.
Heute dürften >99% der Highside MOSFET-Schalter mit NFETs aufgebaut sein.
Jedes vernünftige BMS-IC hat eine Charge-Pump dafür eingebaut.
jo ich weiß Erzähl das mal JK. Allerdings kenne ich mich nicht mit den konkreten Herausforderungen einer BMS Elektronik aus, ich entwickle da in einem komplett anderem Segment. Deswegen würde ich erstmal den Entwickler bei JK befragen und mir dann ein Urteil erlauben warum, weshalb und wieso die LowSide schalten. Ich meine es sind nicht die einzigen BMS'e die LowSide schalten die meisten "günstigen" machen das so.
Für mich bleibt der Fakt bestehen das ich ein BMS das sauber Highside schaltet immer bevorzugen würde, wenn es diese vergleichbar preiswert gäbe im Markt.
Full Ack!
Das Low-Side Schalten hat einen ganz schnöden Grund:
Die Strommessung erfolgt praktisch zwangsläufig low-side.
Wenn man den Schalter auch low-side macht, spart man es sich, einen zweiten Hochstrom-Pfad durch die BMS Leiterkarte zu führen.
Das spart erheblichen Aufwand/Kosten.
Der Strom ist doch der gleiche ob High oder Low Side. Wo ist das Problem konkret?
Ein wirkliches Problem gibt es keines.
Bei einem BMS mit low-side Strommessung und low-side MOSFET-Schalter muss nur die Minusleitung von der Batterie und zum WR am BMS angeschlossen werden.
Bei einem BMS mit low-side Strommessung und high-side MOSFET-Schalter muss sowohl Minusleitung als auch Plusleitung von der Batterie und zum WR am BMS angeschlossen werden.
Da es hier um Verbindungen geht, die meherere 100A tragen müssen, verursacht jede Verbindung signifikante Kosten für Schraubterminals, Kabel, Kupfer/Messing-Bars, die Leiterkarte selber ...
Das ist der triviale Grund, warum soviele, inbesondere günstige, BMS auf einen low-side MOSFET-Schalter setzen.
Abgesehen davon ist vermutlich immer noch N-Kanal FET der bessere Schalter und erspart sich so die positive Hilfsspannung über plus zur Ansteuerung.
Wird in solchen Systemen der Plus Pol zur Masse, Gnd erklärt?
Nicht nur vermutlich. Das ist ( zumindest bei Si ) der ganz grundsätzlichen Halbleiterphysik geschuldet.
Sobald es um nennenswerte Leistungen geht, hat die Frage high-side oder low-side Schalter nichts mit der Frage ob NFET oder PFET zu tuen.
NFET ist dann schlicht gesetzt. Die Zusatzkosten für PFETs mit gleichem RDSon wären jenseits von Gut und Böse.
Ihr scheint die Kosten für eine Charge Pump bzw. einen langsamen ( hier wird nicht in 10 ns wie bei einem SMPS geschaltet) high side driver massiv zu überschätzen.
In Stückzahlen baue ich so etwas diskret sogar für < 0.2 USD auf. Muss das bei einem BMS aber gar nicht, da die BMS AFE-ICs so etwas in der Regel direkt eingebaut haben.
Zum Vergleich: Die NFETs in einem 200A BMS werden > 10 USD kosten, bei PFETs wären wir vermutlich bei > 50 USD und das ganze würde massiv größer.
Korrekt. Man kann also durchaus LowSide messen und HighSide schalten. Ich würde es exakt so bauen. HighSide Strommessung erhöht den Bauteileaufwand und somit die Kosten und verschlechtert das SNR der Messung.
Es gibt aber noch weitere Kriterien warum man LowSide messen sollte. Wir möchten eine möglichst exakte Strommessung da hier jeder kleine Fehler in die SOC Berechnung einfließt. Und LowSide messen hat weniger Störungen als HighSide da das Rauschen LowSide = Masse meistens geringer ist. Auch die Referenzspannungsquelle die LowSide belastet werden (ihre Referenzgröße Lowside haben) sind genauerer, was wieder der Strommessung per ADC zugute kommt. Schaltungstechnisch wäre es Blödsinn HighSide Strom zu messen und per ADC mit einer Referenzspannunsgquelle, die nach Masse ihr Bezugspotential hat zu arbeiten. Es ist besser bei gleichem Bezugpotential zu bleiben, also Lowside Stromshunt und Lowside Referensspannungsquelle für den ADC der somit auf Masse bezogen misst. Störungen auf der Masse sind so Gleichspannungsfehler und subtrahieren sich, mit dem Fazit: die Messung hat ein besseres SNR.
HighSide zu schalten mit Chargepumps und N-MOSFETs ist bei BMS'sen die viele parallel geschaltete MOSFETs benötigen ist im Grunde ökonomischer (wenn es da nicht Marktverzerrungen gäbe) und auch noch elektrisch effizienter. Da N-MOSFETs einen geringeren Rdson haben als P-MOSFETs. Zu dem sind letzteres alleine schon auf Grund der geringeren Marktnachfrage auch teurer. Bei vielen zu verbauenden MOSFETs pro BMS skaliert sich hier der Kostenfaktor.
Edit: nimbus4 hat es eigentlich schon gesagt
Wenn ich weitgehend lowside schalte wäre doch Gnd an plus angebracht da hier durchgehend und somit eigentlich störungsfreier wenn man es so plant?
Dann solltest Du aber auch alle Kommunikationsinterfaces ( CAN, USB, RS232 ... ) inkl. deren Hilfsspannungsversorgung auf Plus referenzieren.
Das ist zwar theoretisch möglich, aber exotisch und deswegen aufwändig und teuer.
Das alles um eine Charge Pump einzusparen?
Ich habe gestern Messungen zu meinem high-side MOSFET-Schalter gezeigt:
Da das AFE-IC von TI sowieso die Charge Pump intern hat ( bis auf einen externen MLCC ), wäre ein low-side Schalten für mich tendenziell sogar aufwendiger.
Da ist mit dem Zitat aber etwas schief gelaufen. Die Frage stammte von Eugenius.
Geändert
@nimbus4 Ich sehe schon, Du gehst auf das Schalt Thema beim BMS sehr tief ein. Das muß ich mir bei Zeiten doch mal intensiv geben.
Habe gerade mein 2. Ladegerät kurz geprüft. Auch das schaltet doch highside. Nutzt aber nix. Der shunt sitzt definitiv auf Minus. Also mit durchgehend gemeinsamen Bezug spielt es sowieso nicht. Macht vermutlich das Epever genau so. Heute kommt nix rein um das bei dem festzustellen wo der shunt sitzt.
Den Shunt solltest Du bei der Betrachtung "durchgehend gemeinsamen Bezug" aber außen vor lassen.
Wenn ein Shunt z.B. 400 uOhm hat, dann wird der Widerstand der Verkabelung tendenziell größer sein.
Streng genommen gäbe es dann in einem ESS "durchgehend gemeinsamen Bezug" sowieso nicht.
Außerdem sind bei Stromtransienten die induktiven Spannungsabfälle in ganz anderen Größenordnungen:
250 A über 400 uOhm macht 100 mV.
Wenn bei einem Abschaltvorgang 250 A über 1 uH in 10 us abgebaut werden, reden wir über einen 25 V Puls.
Wenn z.B. das BMS mit dem WR über CAN redet, muss die CAN-Schnittstelle das sowieso abkönnen!
Masse. Das Problem ist bei mir Chaos da ich etwa 16 Module aus 3 verschiedenen Zeiten und Leistungen als 1 s und 2 S am Dach habe die ich ursprünglich grounden wollte und die Leitungen dann dem jeweiligen Abnehmer, einpolig den Ladereglern oder auch Modul WR nach Bedarf zuschalten wollte. Passiert aktuell manuell 2 drähtig ähnlich wie in einer alten Telefonzentrale mit dem stöpselnden Fräulein vom Amt. Wie schön wäre da ein gemeinsamer Bezugspunkt. Geht aber nicht da die Stromverteilung bei den Ladegeräten nicht funktioniert, die zeigen durch den Shunt Schluss dann irgendwas und das kann ins Auge gehen da der Selbstschutz umgangen wird.
Gibt eigentlich eine (Sommer) Automatik wo sich bis zu 5 2s Modul Kreise über einen zusätzlichen speziellen aber zu schwachen Laderegler die Überproduktion zu einem armen bevorrangten 450 W Wechselrichter abholen die er nicht verarbeitet. Daher wird bei anhaltender Sonne zur Heizzeit umrangiert.
Irgendwann wird kpl. umgebaut.