@stromsparer99 Äh, warte, nein. Nur wenn das nicht potenzialfrei ist. Also gegen eine gemeinsame Masse hättest du dann jeweils eine Spannung von n-mal Batterie-Case-Spanung, also hinter dem ersten 48V hinter dem zweiten 96V und so fort. Aber zwischen jedem Plus und Minus eines Case hast du genau 48V.
Stell dir vor, der Stromkreis ist geschlossen und aus irgend einem Grund muss ein BMS trennen. Wie viel Volt liegen jetzt am Mosfet?
@paulmelsec Mit potenzialfrei meine ich, dass die Spannungsversorgung und die Datenübertragung des BMS nicht mit common ground verbunden ist. Sonst hättest du ein gemeinsames Potenzial gegen das dann die Spannung mit jedem weiteren Case gegen common ground um 48V erhöht. Das wäre dann ein Problem wenn einer der BMS Minus trennt aber es noch den common ground gibt.
Das habe ich schon verstanden. Du kümmerst dich um eine saubere Trennung der Schnittstelle aber nicht um ausreichende Spannungsfestigkeit beim BMS. Und nicht zu vergessen Isolation vom Gehäuse. Würde sagen bei der Spannung ist Potentialausgleich aller metallischen Teile Pflicht. Das „verursacht“ saubere Isolation der Zellen. Funkenstrecken erhöhen sich auch um Faktor 8-16. Sprich das mal mit deinem Elektromeister durch. Der wir dir das bestätigen.
Das Problem beim seriellen Verschalten von mehreren BMS mit LV-MOSFET-Schaltern ist, dass parallel an dem seriellen Stack im Zweifelsfall der HV-Zwischenkreis des WR hängt.
( 231024: Dies ist schlicht falsch, da es ignoriert, dass sich an den Spannungen der eigentlichen Batteriezellen natürlich nichts ändert. Eine korrigierte detaillierte Beschreibung weiter unten: Selbstbau-Hochvolt-Akku - #41 von nimbus4 - DIY Hochvolt Akkus - Akkudoktor Forum )
Wenn ein einziges BMS trennt ist das noch unkritisch.
Wenn zwei BMS trennen / getrennt haben fällt über den beiden beteilligten MOSFET-Schaltern eine Spannung von ~ "2x nominale Einzelpackspannung" ( plus transient jeglicher "induktiver Kickback") ab.
( 231024: Dies ist grundsätzlich richtig: )
Das Verhältnis der Spannungen an den beiden Schaltern ergibt sich dabei für den transienten bzw statischen Fall aus den Verhältnissen der komplexen bzw. ohmschen Widerständen der Schalter.
Wenn diese nicht immer identisch sind, bekommt ein MOSFET-Schalter eine höhere Spannung ab. Wenn Vds_max überschritten wird, geht der FET in den Avalanche-Modus, wird also quasi zur Zenerdiode.
Je nach den konkreten Verhältnissen kann das mehr oder weniger problematisch sein. ( Normalerweise gilt eigentlich die Regel, dass ein MOSFET im regulären Betrieb nicht mehr als 80% von Vds_max sehen sollte )
Sicherzustellen, dass so etwas unter allen denkbaren Umständen zuverlässig funktioniert ist die Herausforderung, die man sich nicht ohne Not antuen sollte.
Serielles Schalten von MOSFET wird in der Leistungselektronik unter dem Schlagwort Multi-Level-Topologien übrigens immer beliebter, da man dadurch wegen des geringeren Spannungs-Zeit-Produktes über den Induktivitäten kompaktere und effizientere Schaltungen erhält.
Dabei verwendet man dann aber zusätzliche Kondensatoren oder Dioden, um sicherzustellen, dass kein Einzel-FET > 80% von seinem Vds_max sieht.
1 „Gefällt mir“
@stromsparer99
Ich vermute das hängt vom Wechselrichter ab. Sag du mir das. Wenn wir die Gleichspannungsseite des Wechselrichters als reine Ohm'sche Last betrachten und der nicht abschaltet dann liegen da bei 8 Cases 400V an. Wenn alle BMS abschalten oder der Weschselrichter abschaltet dann eher null, solange das Potenzialfrei ist. Je nachdem wie das gebaut ist.
Wenn ich dich richt verstehe sagst du also, die mosfets mögen nicht, wenn da zwischen Source und Drain 400V anliegen, auch nicht, wenn das nur sehr kurz ist, richtig?
Also brauchen wir BMSe die nicht mit mosfets trennen sondern mit Relais. Kennst du welche?
REC, Batrium, QVCC, usw.
Ich glaube aber trotzdem nicht, dass das damit funktioniert. Du brauchst ein HV BMS.
@nimbus4 Ok danke. Damit kann ich was anfangen 
Ok, also keine gute Idee. Wir brauchen also BMS die nur Messung und balancing machen und ein Relais ansteuern.
Theoretisch könntest Du die FETs der LV-BMS brücken und die Ansteuersignale der FETs konsolidieren und damit dann ein HV-Relais oder einen HV-MOSFET-Schalter ansteuern,
Konzeptionell macht das jedes HV-BMS, das aus einzelnen Packs besteht, genau so.
Dann bliebe nur noch das Balancing zwischen den Packs. Elegant geht das eigentlich aber nur mit Anpassungen an der Firmware der Pack-BMS.
Da ich vor einigen Jahren auch zunächst einen HV-Speicher bauen wollte, waren solche Überlegungen auch der Ausgangspunkt für die Entwicklung meines eigenen BMS.
@stromsparer99 Danke[quote data-userid="561" data-postid="238602"]
REC, Batrium, QVCC, usw.
[/quote]
Danke, sehr hilfreich. Die könnten dann ja tatsächlich sogar preiswerter sein. Sind ja keine Mosfets drin
Das REC kostet ca. soviel wie 6-7 Mosfet BMS
Einen großen Denkfehler. Egal welches der BMS zu trennen versucht, die Spannung ist immer die Summe aller aktuellen (Leerlauf) Spannungen. Hat nichts mit Potential oder Potentialfreiheit zu tun.
Das Problem würdest du mit den Cases zusätzlich bekommen, das oberste Case hat ein Gehäuse, welches wie üblich auf Schutzerde liegt, die Innerreien habe aber ein DC Spannung von deinen 400 V gegenuber Schutzerde. ....da wird kaum einer der Hersteller für vorbereitet haben.
Wenn alle BMS in der gleichen Nanosekunde mit der gleichen Kennlinie trennen würden, hättest du theoretisch an jedem nur 48 V.
Vergiss das Konzept.
Fang mal hier
https://www.akkudoktor.net/forum/diy-hochvolt-akkus/
an, dir Grundlagen anzulesen.
@Carolus Ich habe den ersten angepinnten Thread durchgeschaut - zu der hier diskutierten Problematik habe ich nichts gefunden (viel zu Lichtbögen). Gibt es da Erklärungen mit Ersatzschaltbildern oder ähnliches. Oder geht es hier speziell um Eigenschaften der MOSFETS im BMS? Irgendetwas ala "HV BMS: Serienschaltung von Akkupacks für Dummies"? ChatAI hat da auch nichts brauchbares ausgespuckt (vermutlich auch falsch gefragt).
Wenn ein BMS unter Last trennt, fällt die gesamte Spannung der restlichen Batterien daran ab. Die Transistoren im BMS sind aber nicht für diese Spannungen ausgelegt. Folglich müssten alle BMS untereinander kommunizieren und gleichzeitg abschalten. Und zwar so gleichzeitig, dass sich die Spannung gleichmäßig auf alle BMS verteilt wird. Das ist in der Praxis nicht möglich. Dazu wäre es sogar noch eine Schaltung notwendig, die zur Verteilung der Spannungen dient. Allerdings ist das schon wieder kontraproduktiv zum blitzartigen abschalten.
Das ist genau der Punkt der mir noch nicht in den Schädel will - muss jemand nochmals nachämmern 
. Warum genau ist das so - steh echt auch dem Schlauch. Angnommen das BMS wäre ein Relais/Schalter/Sicherung wäre dass dann auch so? Wenn nicht wo liegt der Unterschied zu den MOSFETs wenn die durchschaltung aufheben?
Halbleiter /MOSFET´s können auch nicht für einen Bruchteil einer zehntel Sekunde eine Spannung ab, die zum Durchschlagen führt. Ähnliches passiert, wenn ein Relais, eine Sicherung oder ein Schalter einen Gleichstrom abschalten. Es entsteht ein Lichbogen, der den Stromfluss unter Wärmeenwicklung aufrecht hält. Es muss gewährleistet sein, dass das Bauteil die Belastungen aushält, bis der Strom unterbrochen ist. Hier wird einiges erklärt. Das ist der Grund, zum Beispiel in E-Autos, für eine Pyrosicherung. Nur sie ist schnell genug, den Strom sehr schnell zu unterbrechen und den Lichtogen "wegzusprengen". MOSFET´s werden für verschiedene Zwecke hergestellt und haben damit verbundene Eigenschaften. Beim BMS für eine Niedervoltbatterie ist geringe Verlustleistung und schnelles Schalten gefragt. Solche Transistoren haben dann aber kein hohes Sperrspannungsvermögen. Deshalb gibt es in E-Autos auch keine Abschaltung für jeden Batterieblock. Es wird der Steuerelektronik für den Motor gemeldet, dass abgeschaltet werden muss. Erst wenn das nicht funktioniert, werden Hochvoltrelais und/oder Pyrosicherung aktiv. Ähnlich wird es auch in Hochvoltsystemen in der Solartechnik funktionieren: Das BMS meldet dem Wechselrichter, dass abgeschaltet werden muss. Das kann er, solange er heil ist. Große Ströme lassen sich wesentlich einfacher schalten als hohe Spannungen. Im Wechselstrombereich nutzt man den Nullduchgang beim Wechsel der Polarität zum Löschen des Lichbogens aus. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass er verlischt bevor Teile im Schalter so warm geworden sind dass sie die Luft ionisieren. Parallel zu Hochspannungsschaltern befinden sich Funkenstrecken, die nach oben hin aufgebogen sind. Die Wärme sorgt für aufsteigenden Luft, die den Löschfunken nach oben treibt, wobei er so lang wird dass er die Strecke nicht mehr überwinden kann. Selbst in Haushalts Sicherungsautomaten befinde sich eine Löschkammer, die größere Wärmemengen aufnehmen kann ohne dass zu hohe Temperaturen an den Elektroden entstehen. In Gabelstaplern hat man früher noch Schaltschütze eingesetzt. Da auch hier das Problem Lichtbogen/Gleichstrom vorhanden war, hat man in der Nähe der Unterbrecherkontakte Lösch-Magnete angebracht, die den Lichtbogen abgelenkt und langgezogen haben.
um es mal einfach zu machen:
der TE will das hier bauen (Normalzustand): Messpunkt roter Kreis 141V
wenn ein BMS trennt passiert das (Fehlerfall, Trennung der Batterie1): Referenzmessung zw. schwarz und rot 144V
darum KEINE TRENNSTELLEN einbauen im Akkukreis, sondern nur Regeltechnik/Balancier-gedöhns, welches kaskadierbar ist, diese sehen jeweils nur Zellspannungen plus eine darunter/darüber
ich hoffe ich konnte das halbwegs rüberbringen mit LTspice
1 „Gefällt mir“
Sorry, das Dokument war ein Anfange, ist nicht weitergeführt worden. Ist viel Arbeit sowas.
Aber es gab ca. vor 6 Monaten einen Faden, in dem das zum x-ten Male diskutiert wurde, und jemand hat auch korrekte schaltbilder gemalt hat.
Hab's noch nicht wiedergefunden.
Ja. Wenn du einen Stromkreis mit einem Schalter hast, der geöffnet wird, dann steht die gesamte Spannung des Kreises an dem Schalter an. Egal an welcher Stelle der Schalter im Stromkreis sitzt.
Ich schlage vor, diesen Faden in den Bereich Hochvolt Akkus zu verschieben. Das ganze ist wenig spezifisch für JK BMS.
Wenn jemand Einwände hat: bitte.
1 „Gefällt mir“