das mache ich tatsächlich so, in meinem bagger ist die anzeige defekt 
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@janvi: ich schätze deine fundierten Beiträge sehr. Da ich selber als Entwickler tätig bin möchte ich zum SOC Problem noch was beisteuern. Es gibt zwei Fehler die passieren können bei der SOC Berechnung:
- der SOC ist absolut betrachtet zu groß oder zu klein berechnet
- der SOC driftet mit der Zeit
Letzteres Problem ist mathematisch betrachtet kein Problem der Meßauflösung des ADC Wandlers. Wir laden mit 750mA den Akku, der ADC löst dies aber nur auf 500mA korrekt auf. Beim Entladen mit 750mA entsteht wieder der gleiche Meßfehler der aber dieses mal den vorher gemachten Fehler wieder eliminiert.
Wenn die Hardware symmetrisch aufgebaut ist und der Integrator in Software sauber programmiert ist dann wird sich dieser Meßfehler langfristig mit jedem Lade und Entladezyklus wieder ausgleichen müssen. Ein Abdriften des SOC deutet also auf einen Konstruktionsfehler hin, sei es bei der Hardware (ADC Anbindung nicht symmetrisch) oder die Software. Die Auflösung des ADC und die Genauigkeit der Spannungsrefernz ist unwichtig solange sie sauber symmtrisch bezogen auf die Stromrichtung ausgelegt wurde. Natürlich wird man sich die Arbeit erleichtern wenn man gleich einen 24bit ADC benutzt
@pv-soko da muiss ich dir leider widersprechen, wenn dein BMs in500mA nur auflösen kann mist es beim laden mit 550mA einen ladestrom von 500mA aber beim entladen mit 720mA auch nur 500mA. Der Summationsfehler löscht sich also nur bei identischen oder vollständig zufällig verteilten Lade und Entlade strömen auf. Da dies aber in der realität nchct der Fall ist, spielt die (reale)Auflösung (und insbesondere Offsetfehler) eine zentrale Rolle in der Genauigkeit der SOC Berechnung...
Vielleicht liegt Null Strom in der Mitte des Wertebereichs weil man mit einem differentiellen Eingang sowohl Lade wie auch Entladeströme messen will. Wie es wegen der Klemmdioden aussieht, ist aber ein zweikanaliger Wandler in Lade und Entladerichtung im Einsatz. Dann könnte zum Beispiel die negative Versorgungsspannung eingespart worden sein weshalb das Teil dann nicht ganz auf Null runter kommt. Mit solch Frevel hat man schnell eine Unlinearität die sich mit unterschiedlichen Lade und Entladeströmen dann eben zu einem großen Fehler aufsummiert. Aber alles nur zu Beurteilen wenn man rauskriegt welcher Wandler eingesetzt wird. Wahrscheinlich lohnt das aber nicht zu suchen.
Wir sollten uns speziell in diesem Fall vom Gedanken verabschieden, daß man mit einem SW update eine neue oder auch nur korrekte Funktion bekommt wie das vielleicht bei einem Handy mit der Installation einer neuen App der Fall ist. Mit einem 3 Jahre alten IPhone bin ich zuletzt bei der Fyrst Bank ganz dumm dagestanden, weil deren App nur auf dem neuesten System läuft. Da ist es klar, wenn man mit einem soo alten Handy daherkomm... So denke ich ist das bei einem China BMS auch.
Batteriespeicher werden von Privatpersonen aber in der Hoffnung einer Lebenserwartung >5000 Zyklen oder 10-20 Jahren kalendarischer Alterung investiert. Der chinesische Hersteller möchte aber einfach und schnell ein "digitales Erlebnis" verkaufen um damit Profit zu machen. Vom Aussuchen eines ICs bis daß der Kunde das Gerät auf dem Tisch laufen hat dürfen da keine Jahre an Entwicklungszeit vergehen bis alles zu 120% getestet und zertifiziert ist. Wenn man alleine Grafikchips anschaut, kommen neue Modelle im Mondphasenrythmus und sind dann im Jahr danach wieder obsolet. Das ist meiner Meinung nach auch einer der Gründe im Automobilsektor weshalb Deutschland derzeit überholt wird.
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Zu wünschen wäre das. Allerdings habe ich aus der Diskussion noch nicht verstanden, wie Nimbus das Problem lösen will. Dazu müsste er ja alle Zellen regelmässig auf Kapazität prüfen, um den Gesamtsoc zu errechnen. Und wie umgeht er das Problem, wenn der Akku ca 4 Monate nie voll wird.
Vielleicht habe ich es aber auch einfach nicht verstanden wie er es macht. Bin auf jeden Fall gespannt auf das BMS. Und wenn es nicht jenseits von gut und Böse liegt von den Kosten her werde ich das auf jeden Fall testen.
Ich kann mir nur nicht vorstellen, dass kein BMS Hersteller Interesse an einem zuverlässigen SOC hat. Und selbst Victron, die nur nen Shunt herstellen kriegt das nicht hin, wenn ich Andy glauben darf.
Stefan
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er hatte gemeint die entgültige version wenn alles getestet ist sollte irgendwo soviel kosten wie das jk inverter bms.
lass es 50eur mehr sein wäre auch egal, für eine eierlegendewollmilchsau 
ist nur ein minibagger 1,2t
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Grundlage ist auf jeden Fall immer eine genaue und hochauflösende Strommessung für den Coulomb Zähler. Ob man der nun in Software, mit einem Spezial-IC wie Nimbus oder mit Hausmitteln wie JK und Co gemacht ist, ist egal solange das Messergebnis stimmt. Der SOC driftet insbesondere dann weg, wenn sich Messfehler wegen falscher Verstärkung, Offsetfehler oder Unlinearitäten in jedem Zyklus aufaddieren. Bei jedem SOC ist eine absolut genaue Strommessung deshalb erst mal die notwendige Voraussetzung. Der SOC in Ah kann dann noch mit allerlei Korrekturmaßnahmen verbessert werden welche in Software oder auch diversen HW Chips implementiert sein können. Etwa vom SOC in Ah zum SOE als Energieinhalt in Wattstunden. Unlängst hier im Thread von Nimbus verlinkt. Besonders genau soll die von Texas Instruments patentierte den SOC ergänzende Impedanzmessung sein. Letztendlich möchte man damit bei Fahrzeugen auch die Rest-km Reichweite anzeigen können, was aber noch stark temperaturabhängig, von der Zellalterung abhängt u.v.m und damit nicht wirklich zuverlässig genau ist. Das sind aber Feinheiten die weitab vom groben Frevel der ungenauen Strommessung bei JiKong liegen. Den Smart Shunt kann man ja auch im Setup per Einstellung abgleichen und dazu habe ich bei Andy im Video nix gesehen. Da braucht er sich als Trockenbauer also nicht wundern wenn der auch etwas danebenliegt. Hersteller von Fuel Gauge ICs propagieren ja in ihrer Werbung, daß man sich mit dem korrigierenden Einsatz dieser Bauteile den aufwendigen und genauen Abgleich sparen kann. Aber das ist so, als ob der Maßanzug vom Schneider nicht passt und der das dann nachträglich mit dem Bügeleisen wieder richten möchte.
Das ist ok, es darf blos niemand rauskriegen daß er auch noch einen Lastwagen dazu hat. Das ist so ähnlich, wie wenn der Netzbetreiber rausfindet daß man zur PV Anlage auch noch einen nicht angemeldeten Akku hat.
ich würde sogar bis zu 100 euro mehr ausgeben. Aber alleine die mosfets sprengen, so wie ich die Preise kenne, schon den Rahmen bei der 200 A Version. Vielleicht wenn man hier eine Sammelbestellung macht und auf Stückzahlen > 1000 kommt könnte das mit dem JK Preis hinhauen.
Kleiner Bagger ist coool. Hatte so einen geliehen, als ich meinen Garten umgebaut habe. Großer Bagger geht schneller aber leider viel Sprit, viel Wartung viel Platz.
Stefan
Die Beispiele, die ich gegeben habe, kennst Du?
Bzgl. Langzeitstabilität des Coulomb-Countings sind folgende Punkte die größten Feinde:
1.) Offset-Spannungen im Strommesspfad
2.) nicht berücksichtigter Eigenstrombedarf des BMS
3.) Selbstentladung der Zellen
4.) Coulomb-Effizienz der Zellen
Die Beispiele oben berücksichtigen Aspekte 1.), 2.) und zum Teil auch 3.)
1.) Ist dabei der wichtigste Punkt.
Nach Kalibration ist der Rest-Offset-Fehler meines BMS bei konstanter Raumtemperatur ( also nur +- wenige degC ) und 400 uOhm Shunt bei allen Mustern, die im Moment im Betrieb sind oder waren, bei ~ +-1 mA, also ~ +-24 mAh Fehler pro Tag.
Interessanterweise ergibt dies nach 90 Tagen ~ 2 Ah und nach 350 Tagen ~ 8.4 Ah Fehler, was frappierend zu den praktischen Ergebnissen von oben paßt.
Um das mal einzuordnen: 1 mA über 400 uOhm entspricht einer Spannung von 400 nV. Das meine HW (zumindest um einen engen Temperaturbereich ) eine solche Stabilität der Offset-Spanung erreicht, ist aber nur bedingt mein Verdienst, sondern der der Ingenieure bei TI, die das Front-End entwickelt haben. Bei denen fließen Jahrzehnte Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von analogen Halbleitern ein.
Ich kann für mich nur in Anspruch nehmen, das richtige IC gewählt zu haben und in meiner Schaltung nicht zuviel von der Performance des ICs zu verschenken.
Beispeilsweise wäre es eine dumme Idee, das IC auf der selben Platine mit dem Shunt und den FETs zu haben, wo es deutlich größere Temperaturschwankungen durch die Verlustleistung ausgesetzt wäre. Bei mir fließen praktisch nie > 20A pro Pack, so dass das IC bei mir nahezu immer konstante Temperatur hat.
Du hast natürlich recht, dass eine hohe Genauigkeit des Coulomb-Countings noch nicht zwangsläufig eine hohe Genauigkeit der SOC-Schätzung bedeutet.
Wenn sich die (nutzbare) Kapazität der Zellen im Beobachtungszeitraum verändert schlägt sich das natürlich im SOC nieder, auch wenn das Coulomb-Counting perfekt wäre.
Ein klassisches Beispiel wäre, wenn man LFP Zellen im Betrieb auf 0 degC abkühlt und beim Entladen entsetzt feststellt, dass der Akku bei ~20% nominalem SOC bereits leer ist.
Das berücksichtige ich in der Tat im Moment noch nicht, da alle 6 Packs an denen mein BMS im Moment läuft, übers Jahr nur wenige degC Temperaturschwankungen um 20 degC sehen.
Wenn es dafür woanders wirklich Bedarf gibt, könnte ich eine solche Korrektur aber gerne einbauen.
Ich spreche bewußt in der Regel von Coulomb-Counting Genauigkeit und nicht SOC-Genauigkeit.
Bei konstanter Temperatur und maßvollen Strömen verändert sich die nutzbare Kapazität von LFP Zellen auf der Zeitskala von Wochen praktisch nicht.
Meiner Erfahrung nach haben gut LFP Zellen eine Selbstentladung von << 2 mA, also << 50 mAh pro Tag. Bei den wenigen Zellen die bei mir eine erhöhte Selbstentladung haben ,kompensiere ich diese inzwischen völlig unabhängig davon, ob der Pack 100% SOC erreicht oder nicht, also quasi ein "open-loop" Balancing.
Damit kann ich in erster Näherung ( +- wenige Ah ) davon ausgehen, dass der Pack im Moment noch die nutzbare Kapazität hat, die er beim letzten erreichen von 0 % SOC hatte. ( Das definiere ich im Moment als den Punkt an dem die erste Zelle unter 3.0 V fällt )
Wenn Du in den nächsten Monaten eine Möglichkeit hast, das BMS zeitnah auch wirklich zu nutzen, kannst Du sogar ein kostenloses Muster von mir bekommen.
Soweit mir bekannt setzt Victron ebenfalls TI ICs ein. Es spricht sehr viel dafür, dass man damit grundsätzlich ähnliche Genauigkeiten erzielen könnte, wie mit meinem BMS.
Ein Unterschied ist beispielsweise, dass oft ein 100 uOhm Shunt verwendet wird. Das erhöht den Fehler direkt mal um den Faktor 4. Wenn man pro Pack mit (Ent)ladeströmen von < 100 A arbeitet sind 400 uOhm völlig vertretbar.
Außerdem ist die Korrektur von Restfehlern ( z.B. BMS Eigenstromverbrauch ... ) über den Ladewirkungsgrad ( oft wird 99% verwendet ) eine ziemliche Krücke.
LFP Zellen haben eine Coulomb-Effizienz von >> 99.9 %. Alleine diese 99 % , wenn Sie nicht gerade den Strombedarf des BMS ausgleichen, erzeugen bei einem effektiven Zyklus einer 280Ah Zelle einen Fehler von fast 3 Ah.
Da muss man sich also nicht wundern, wenn die Genauigkeit nur mässig ist.
Ganz allgemein sollte man Angaben zur Coulomb-Counting-Genauigkeit nur dann Relevanz beimessen, wenn mindestens folgende Angaben vorliegen:
Shunt Widerstand
Zeitraum
Ladungstransfer ( Summe Ah )
Temperaturschwankungen während der Messung
Dynamik der Ströme ( streng genommen eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der Stromstärken )
Wenn diese Parameter nicht ähnlich sind, ist ein Vergleich problematisch.
Du hast recht, dass die MOSFETs ( typischerweise 40 Stück für die 200A Klasse ) in der BOM mit Abstand der größte Kostenfaktor sind.
Wenn Du aber nicht auf Infineon FETs bestehst, sondern ich chinesische FETs verwende, wie sie auch bei JK oder anderen verwendet werden, dann Kosten die FETs für ein BMS der 200A Klasse deutlich < 100 USD.
Ich werde in den nächsten Tage übrigens erste Messungen zum Abschalten von Strömen bis (zunächst) ~ 300A mit solchen FETs zeigen können.
Es werden bei mir nur solche FETs verwendet werden, bei denen ich auch praktisch nachgewiesen habe, dass ein zuverlässiges Abschalten unter den spezifizierten Rahmenbedingungen gewährleistet ist.
Der Plan ist definitiv das BMS preislich vergleichbar zu dem, was für ein JK Inverter BMS im Moment aufgerufen wird, anzubieten.
Ich gehe übrigens davon aus, dass die Herstellungskosten für ein 200 A JK in China deutlich < 50 USD liegen.
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JiKong verbaut die JMSH 1003 Mosfets von Jiangsu JieJie Microelectronics, 100Volt, 3mOhm, mit nur 3V Threshold fast Logic Level, das Stück zu 30 Cent. Ausserhalb China nur bei "Ms. Lina" erhältlich. Die Aktien dazu werden in Shenzen gehandelt. Der Kassakurs hat sich in den letzten 6 Monaten bzw. nach Vorlage des 2023er Ergebnisses um 150% verteuert.
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0.30 USD ( oder doch 0.3 € ?) ist ein anständiger Preis. Auch das SOA-Rating ist ordentlich.
Ich teste im Moment hauptsächlich mit HYG037N10LS.
VIEEELEN Dank für die ausführliche Beschreibung. So wie du das darstellst klingt das super. Problem ist leider, dass bei mir die Zellen und auch die BMS zwischen 5 Grad im Winter und ca 30 Grad im Sommer schwanken. Sommer sehe ich nicht als Problem, da man den SOC sowieso über das Volladen bekommt. Im Herbst schwankt die Temperatur derzeit zwischen 15 und 7 Grad und die Akkus werden max 40 % voll, wenn ich sie lade und entlade. Manchmal lade ich sie dann bis 100 % und dann stimmt es auch mit JK Bms wieder einigermassen. JK habe ich aber erst seit dem Hochwasser diesen Jahres (März) und vorher hatte ich Seplos und die haben total gesponnen.
Wenn du mir per Pm schreibst was du als Test erwartest (ich baue gerade einen zerstörten Akku wieder auf als letzten von 4 und der hat mehrere Zellen die recht mitgenommen sind. Will sehen wie die sich schlagen. Da könnte ich deines einbauen, wenn es sich mit Cerbo verträgt. Ich will aber min. die Kosten die dir entstehen tragen, da ich es genial finde, dass es Menschen gibt, die solche Projekte stemmen.
Stefan
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Mach das doch öffentlich in diesem Faden. Damit können wir Alle etwas von dem Projekt lernen. @Voltmeter ist wohl auch schon dabei. Ich selbst hatte vor, mit dem Inverter JK von Pylontech wegzukommen und mich dann aber auch um einen Test beworben weil ich den verwendeten BMS Chip trotz gezielter Suche nach Alternativen derzeit für konkurenzlos halte.
Das letzte Video von Andy zur neuen JK Fake Hardware war übrigens eine Pleite. Er hat keines seiner beiden Exemplare zum Laufen gekriegt und bei einem FW udpate Versuch abgeschossen.
Selbst sehe ich das Nimbus BMS als Prototypen Leihgabe wo es mit einem Test erstmal darum geht, ein Redesign zur kommerziellen Fertigung in Stückzahlen erfolgreich einzufädeln. Ohne Automatenbestückung oder mit Handlötung können solche Platinen nicht die erforderliche Qualität erreichen. Ausführliche Tests mit mehreren Teilnehmern dienen dazu, den einen oder anderen Redesign Zyklus einzusparen und die allfälligen Einrichtkosten der Automatenfertigung auf möglichst zahlreiche Exemplare ohne allzu großes Risiko umlegen zu können. Im Endausbau plane ich für mich damit eine etwas größere Batterie in Stückzahl 40. Falls es fehlschlägt, was ich aber nicht glaube, eben mit JK. Ansonsten werden wir sehen wie das läuft denn hinterher weis man immer was man hätte besser machen können.
Wird dieses wunder bms als ready 2 use oder als diy lötbausatz kommen?
Also um 220 euro mit einem echten shunt Soc und bugfreier firmware wäre schon okay. Ist das bms dann auslesbar mit Homeassistant?
Momentan mit der wenigen sonne laufen die soc,s hier 40% auseinander für eine regelung unbrauchbar
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Mal nur mal so an Idee. Muss es ein eigenes BMS sein. Oder reicht ein "DIY SmartShunt" Dieser könnte ja ein entsprechend genauen ADC verwenden bzw. Spezial IC. Die Daten könnte man dann über das Vitctron Protkoll weiter geben: DIY Smart-Shunt Victron - Stell dein Batterie/Powerwall/PV Projekt vor - Akkudoktor Forum
Das beschreibt sehr gut, warum ich so vorgehen möchte.
Ich weiß nicht, ob das jedem hier bewußt ist: Wenn man in D/EU legal Elektronik an Privatleute verkaufen will, sollte man mit etlichen 1000 € Kosten rechnen, um die Formalien dafür zu erfüllen ( WEEE, .... ).
Schon aus diesem Grund werde ich hier im Moment niemandem HW verkaufen. Und bevor ich nicht das Feedback habe, dass andere Nutzer einen deutlichen Mehrwert gegenüber bereits am Markt verfügbaren Lösungen sehen, werde ich diesen Aufwand auch nicht betreiben.
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Ich betreibe neben einem Seplos V2 seit ein paar Wochen auch einen 14kwh Akku mit dem JK Inverter BMS (15.32). Beim Seplos bekomme ich einen fortlaufenden Cycle Zähler angezeigt, beim JK gibt es ja auch den Punkt "cycle count" aber wieso setzt der sich immer wieder auf 0 zurück? Ist das kein Zähler für die Ladezyklen?
Es wird/ist kein Wunder-BMS, sondern schlicht ein sauber "durch-entwickeltes" BMS.
Die erste HW Generation, die im Analogteil noch zu 99.9% dem heutigen Stand entspricht, ( ich habe für die aktuelle HW im wesentlichen nur die MCU getauscht ) habe ich vor ~ 2 Jahren in Betrieb genommen. Ich habe inzwischen ( über zusammengefaßt 6 Packs) > 5 Jahre Nutzungserfahrung. Alles was ich hier berichte sind nicht vage Hoffnungen, sondern praktische Erfahrungen. Ich habe bewußt erst angefangen Informationen zu meinem BMS zu teilen nachdem ich > 1 Jahr praktische Erfahrung damit hatte.
Dass die extrem gute Coulomb-Counter-Genauigkeit auch mit den bei mir optimalen Bedingungen ( praktisch keine Temperaturschwankungen der Elektronik, nicht zu geringer Shunt-Widerstand, eher geringe Ströme ) zusammenhängt mache ich völlig tranparent.
Im aktuellen Design ( Bilder hier: Vorstellung Eigenentwicklung BMS für große 16s LFP Packs - Balancierung - Grundlagen, Methoden, Messungen, Di - Akkudoktor Forum )
gibt es noch einige wenige THT-Bauteile ( Buchsen). Für eine richtige Serie würden die aber alle durch SMD ersetzt.
Dann kommt das BMS nahezu installationsbereit aus dem Lötofen. ( Es muss natürlich programmiert werden und einen Funktionstest wird es auch geben)
Das ist auch absolut notwendig, wenn man so etwas in D/EU zu irgendwie realistischen Kosten fertigen will.
Im Moment optimiere ich den MOSFET-Schalter, so dass ich zukünftig die Hand dafür ins Feuer legen kann, dass der auch "harte" Kurzschlüsse ( also Ströme in der Größenordnung von 1000A an Packs der 16s 280 Ah Klasse ) zuverlässig trennt.
Mit diesen Optimierungen werde ich in den nächsten Wochen vom MOSFET-Schalter und Shunt eine kombinierte Version für ~ 200A zur klassischen Montage ( also nicht mehr auf den Zellen, sondern neben den Zellen ) ergänzen.
Für mich werde ich diese Optimierungen aber auch in den aktuellen Formfaktor rückportieren.
Wirklich lästig ist im Moment eigentlich nur das Crimpen der Kabel. Perspektivisch werde ich aber irgendwann Kabelsätze fertigen lassen müssen.
An der Firmware wird es mit Sicherheit in den nächsten Monaten noch Verbesserungen geben. Ich habe in den letzten 2 Jahren aber keine einzige Minute Ausfallzeit wegen "Firmware-Problemen" gehabt.
FW-Updates kann man über eine USB-Schnittstelle in der Regel im laufenden Betrieb ( ohne Verlust irgendwelcher Daten/Zustände) updaten. Auch alle primären Schutzfunktionen bleiben während des Updates aktiv.
Zur Sicherheit habe ich im Moment allerdings aktiviert, dass wenn eine neue FW nicht nach 60s wieder aktiv wird, dann der MOSFET-Schalter öffnet. ( Quasi ein Watchdog )
Mit Homeassistant kenne ich mich garnicht aus. Ich denke beim Status Quo, würde das vermutlich mittels CAN Verbindung zu einem Rpi mit Venus gehen.
Die HW unterstützt aber grundsätzlich auch WLAN, so dass theoretisch darüber wohl eine direktere Verbindung möglich wäre.
Wenn hier Interesse an Mustern besteht, wäre für mich wertvoll zu wissen, welche Dauerströme ( 50 A, 100A, 150 A, 200 A ) benötigt werden und ob auf oder neben den Zellen montiert werden soll, da ich das vor der Bestückung der nächsten Musterserie wissen müßte.