Ist das allgemeine Neugier, oder interessiert Dich ein bestimmter Aspekt.
Zur Erklärung meiner Position:
Ich werde zumindest für die nähere Zukunft Daten zu diesem Projekt nicht in einer Art und Weise veröffenbtlichen, die dazu führen könnte, dass irgendeine chinesische Firma mein BMS in 12 Monaten auf Ali anbietet.
Würde mich einfach mal gerne auf elementarer Ebene mit dem Teil befassen, das Verständniss dazu erweitern. Nur so kannst du selbst auch bessere Rückmeldungen bekommen. Auf github gibt es schon ziemlich gute Designs von MPPTs, wieso also nicht auch ein (brauchbares) BMS? Kein Hersteller wird auf die Idee kommen solch ein open Source MPPT kommerziell zu fertigen und zu vermarkten. Dazu gibt es einfach schon viel zu viele auf dem Markt die billiger sind. Ausserdem zu wenige Benutzer die überhaupt verstehen was gut ist. Die meisten gucken halt ein YT Video und bestellen das dann wenn es billig ist. Meine Motivation kommt beim Anschauen des JK BMS. Das Design ist einfach nur billig und ich taste mich ganz vorsichtig ran ob es gut genug ist für einen größeren Akku eingesetzt zu werden. Ansonsten entwickle ich eigentlich schon immer selbst HW und SW, zuletzt vor allem STM32 in C mit GCC und Segger. Leider kann man aber nicht immer alles selbst erfinden. Es gibt dazu ein lesenswertes Buch von einem Engländer der sich einen Toaster selbst gebaut hat. Leider gibt es keine deutsche Übersetzung? Deshalb freue ich ich über Open Source Projekte die man verstehen kann. Notfalls auch nur um sie mit käuflichen Produkten zu vergleichen und die Probleme der speziellen Produkte zu verstehen.
Vor dem Abgucken hätte ich eigentlich keine Angst. Ich habe 1982 eine Maschinensteuerung mit Z80 in Hong Kong entwickelt. 1986 habe ich für den gleichen Maschinenhersteller eine mit 68HC05 gemacht. 10 Jahre später war ich dort. Mindestens 20 lokale Maschinenhersteller hatten entweders Z80 oder 68HC05. Sie waren untereinander soweit kompatibel, daß es egal war bei welchem man die Ersatzteile bestellt hat. Sie haben überall gepasst. Die Innovation dort hält sich in Grenzen aber wir werden von der schieren Masse überrollt. Wenn die Chinesen ewas abgucken, kopieren sie auch immer gleich alle Fehler mit. Wir sind ihnen deshalb (noch) immer etwas vorraus.
@janvi
Bzgl. der "Vermarktung" von Open Source Projekten durch "copy cats" gibt es aber auch andere Beispiele.
Davon angesehen sehe ich ganz klar den Wert von Open Source.
Ich arbeite z.B. selber mit Linux und denke durchaus, dass man auch mal etwas zurückgeben sollte.
Zumindest für ~ die nächsten zwei Jahre schließe ich eine Veröffentlichung auf dem Level von "Fertigungsdaten" aber aus.
Du mußt Dir vor Augen führen, dass wenn es über einen Beta-Test hinaus geht, schnell der Punkt erreicht ist, an dem für weitere Schritte eine eigene GmbH mit allem was da dran hängt gegründet werden müßte. Zu riskieren, dass dann wenige Monate später ein praktisch identisches Produkt ( auf dem man im schlimmsten Fall sogar auch all meine zukünftigen FW-Updates nutzen könnte ) zu 70% der Preises bei Ali auftaucht, wäre Wahnsinn.
@Solax
Die wichtigste Anforderung, die ich an einen Betatester stellen würde, wäre, dass wenn irgendetwas nicht wie gewünscht funktioniert, er nicht sofort entnervt alles mit dem Kommentar "Ist alles großer Mist" hinwirft, sondern dass Problem mit mir analysiert.
Dass Grundkenntnisse im Umgang mit Elektrik/Elektronik vorhanden sind, unterstelle ich bei jemandem der eine DIY Batterie baut.
Wenn mein BMS in anderen Anlagen getestet wird, wird es ganz sicher noch Dinge geben, die nicht wie gewünscht funktionieren.
Es wird also praktisch mit Sicherheit FW-Updates geben.
Um das mal konkret zu machen: Ich habe in den letzten Wochen meine Packs das erste mal richtig leer gemacht.
Dabei findet dann die 0% SOC-Kalibration und damit die Schätzung der nutzbaren Kapazität statt. Das lief nicht auf Anhieb und ich mußte ein FW-Update einspielen.
Die Tatsache, ob es Aspekte gibt die noch nicht wie gewünscht funktionieren, ist natürlich schon per se ein wichtiges Feedback.
Ansonsten bin ich z.B. an Erfahrungen interessiert, wie viel schlechter die Genauigkeit des Coulomb Countings in Anlagen wird, in denen die Spreitzung der (Ent)-Ladestöme größer ist als typischerweise in mein meinen Anlagen. Das würde beispielsweise bedeuten, dass die Anlage für längere Zeiträume nur noch bis maximal ~98 % SOC gelanden werden sollte.
Zellen mit irgendwelchen Anomalien ( erhöhte Selbstentladung, Memory-Effekt <=> Spannungsüberhöhung mit folgender Relaxation beim Annähern an 100% SOC ) wären natürlich interessant, um Funktionen wie Selbstentladungs(unterschied)schätzung und -kompensation weiterzuentwicklen.
Ansonsten klingt deine Anlage praktisch genau nach dem, wofür ich mein BMS ausgelegt habe.
Wenn Du Interesse hast, kann ich gerne zwei Baugruppen für Dich vormerken.
Da es diesbezüglich bestimmt auch Bedenken gibt:
Ich werde mein BMS unabhängig davon, ob es mal kommerziell angeboten wird, weiternutzen und auch weiterentwickeln.
Solange die wesentlichen ICs ( also dass AFE von TI und der ESP32 ) weiter verfügbar sind, würde ich mich in der Pflicht sehen, für die Teilnehmern des Betatests auch zukünftig Ersatzteile und zusätzliche Baugrupen zur Erweiterung der Anlagen bereit zu halten oder die Fertigungsdaten zu veröffentlichen.
Ok, akzeptiert. Mit welchen ECAD du gemalt hast, könntest du uns trotzdem verraten. Habe mir anstelle des fehlenden Schaltbilds jetzt bei Texas die BQ Datenblätter durchgelesen. Die kannte ich bislang nicht und da steht ja auch alles Wesentliche drin. Habe damit jetzt auch verstanden wie die DFET und CFET arbeiten, warum P-Kanal FETs noch parallel zu den N-Kanal sind und warum die Pylons im Gegensatz zu JK soviel Aufwand treiben. Preislich scheinen die BQ ja auch ok, nachdem sie als Zielmarkt für Scooter und Rasenmäher gedacht sind. Da kannst du nicht mehr ganz soviel falsch machen. Das Pylon Design scheint jedenfalls aus einer Zeit wo Texas noch nichts mit den BQs am Start hatte. Die über einen weiteren Pin auslösbaren SMD Sicherungen sind anscheinend auch schon ganz gebräuchlich und nur ich habe die nicht gekannt. Also mit deinem BMS mal weiter viel Erfolg und ich werde mitlesen falls es das doch mal als Bausatz oder Fertig zu kaufen gibt.
Das geteilte Platinenlayout ist soweit auch ok. Mit der Kühlung der SMD Teile vielleicht etwas problematisch wo alle Anderen auf TO220 gehen. Falls du die Direct Fets noch nicht kennst wäre die Bauform für hohe Ströme eventuell auch mal einen Blick wert.
Von den Sunny Island habe ich übrigens schon mehrfach gehört, daß sie auf die Fresse fliegen bzw. aussteigen und unerklärliche Symptome zeigen wenn auf dem CAN Bus noch etwas Anderes kommuniziert wie in der Anleitung spezifiziert ist. Falls du da mal als Reklamation irgendwann drüberstolperst brauchst du dich nicht wundern.
Venus macht auf CAN ja NMEA2000. Weis jemand ob es dafür bislang überhaupt ein BMS oder eine Batterie gibt? Ich glaube die meisten Hersteller haben die Vorzüge des Protokolls noch gar nicht verstanden. Es wäre ihre Dauer-Eintrittskarte in den weltweiten Markt für Boote und Yachten.
Zum Precharge: Pylon macht das auch mit einem 30 Ohm 16 Watt der zudem noch mit einem NTC temperaturüberwacht ist.
Dauerhaft wird es bei Leistungselektronik vermutlich schwierig werden ohne THT auszukommen. Ein Durchgang in der Welle ist für Lohnfertiger auch kein Problem. Sowohl bei Pylon wie auch beim JK sind etliche THT sogar so dumm auf beiden Seiten angeordnet daß sie abgedeckt und später handgelötet werden müssen. Ist ja aber auch in China.
@Janvi
Das Design ist im Moment in Pads, also nicht wirklich Open Source geeignet. Das müßte ich dann in Kicad neu machen.
TI hat für gewöhnlich sehr gute Datenblätter, App Notes ...
Das AFE von TI hat im Vergleich zu den Angeboten anderer Hersteller ein herausragendes Preis-Leistung-Verhältnis.
Die Tatsache, dass man bei TI direkt, ohne irgendwelche Distributoren, kaufen kann, ist eine feine Sache.
Die MOSFETs bei einem BMS werden steady-state nur mit ~ 400 mW thermischer Verlustleistung belastet.
Das ist für 5x6 mm SMD-Gehäuse kein wirkliches Problem.
Wenn allerdings 40 solcher FETs dicht an dicht sitzen is das eine andere Nummer.
Bei einer 200 A Version wird es ganz sicher auf aufgeklebte Kühlkörper hinauslaufen.
Wenn SMA das nicht hinbekommt, anderen CAN Traffic zu ignorieren, wäre das ein Armutszeugnis.
Das ist letztendlich ein Grundprinzip bei CAN Geräten. Dann bin ich mal gespannt, ob das noch Probleme gibt.
Schwierig ja, aber spätestens wenn man anspruchsvolle Designs mit GaN und SiC Fets und Schaltfrequenzen >> 100 kHz hat, sind die FETs sowieso in SMD Gehäusen, weil die ~ 2nH der THT-Beine schon massive Problemem verursachen würden.
Die Bauteile, die bei mir typischerweise noch THT sind, sind große CM-Chokes, Filmkondensatoren, Elkos, MOVs....
Bei Halbleitern habe ich seit Jahren keine THT mehr verwendet, die Induktivitäten sind mehr und mehr SMD oder direkt in die Leiterkarte integriert.
Das IST ein Armutszeugnis denn die (damaligen) Entwickler scheinen in keiner Weise verstanden zu haben was Bosch dem CAN Bus in die Wiege gelegt hat. Noch schlimmer ist, daß momentan praktisch alle Hersteller das Protokoll mehr oder weniger nachbauen um kompatibel zu sein.
Wenn man genug fette Multilayers zahlen kann geht das mit den Klappferriten. Wieviele Lagen haben deine Karten und kommt der Leistungsteil auch mit 35u Cu aus?
ich würde da keine probleme erwarten normalerweise hängt ja nur ein bms am canbus und nicht zwei verschiedene
sma ist, denke ich, sowieso nur eine randgruppe. viele nutzen victron und deye in diy.
mein sma kommt auch mit dem victron canbus protokoll wunderbar zurecht, bei deye weiß ich es nicht aber wenn der wählerische sma das schon versteht dann dürfte deye das auch können.
35u wären optimal bei Schaltfrequenzen von > 1 MHz.
Da ist es dann aber sehr aufwändig heute auf Wirkungsgrade > 98% zu kommen.
> 1 MHz macht meines Erachtens im Moment nur Sinn, wenn höchste Leistungsdichte das primäre Ziel ist.
105 um, was man auch noch zu vertretbaren Kosten bekommt, paßt gut zu 500 kHz.
Ich hatte hier mal ein Beipsiel gezeigt: https://www.akkudoktor.net/forum/diy-hochvolt-akkus/hv-akkusystem-mit-natrium-ionen-zellen/paged/3/#post-198928
Wenn du wissen willst, was technologisch heute in diesem Bereich möglich ist, mußt Du mal bei https://www.vicorpower.com/ schauen. Für jemanden der keinen Background in diesem Bereich hat, müssen die Leistungsdichten, die die erzielen, völlig unglaubwürdig klingen.
Die Leistungsdichten und dazugehörigen Designs kenne ich u.a. von Infineon /IRF Referenzdesigns. Trotzdem vermute ich aber meist, daß ein großer Teil der (China) WR Hersteller im Solarbereich mit den Wirkungsgraden kräftig schummelt. Ein 70u Design direkt am Drehstromnetz hatte ich mich auch schon mal getraut. Da gabs dann aber das Problem daß die Ätzer die Fine Pitch Breiten der Controller darauf nicht mehr machen wollten. Ging dann aber grad noch so in die Serie. Insofern ist die Aufteilung auf einer eigenen Leistungsplatine gar nicht verkehrt.
Trotzdem noch vielen Dank für den Link in den NaI Thread. Das Texas Datenblatt vom EMB 1428 kannte ich auch noch nicht. Habe mich mich bislang vorwiegend bei Analog Devices und LTC umgeguckt. Es war aber wie so manches Andere aus Texas zum allgemeinen BMS Verständniss sehr aufschlussreich. Den Multiplexer macht JK mit 74HC595, gefolgt von einem diskreten Push/Pull Gate Treiber. Die Mosfet Päärchen kommen dahinter im SO8 daher
Die Sache mit derzeit "kompatiblen" CAN Protokollen ist, daß die Adressierung der Busteilnehmer über den CAN Identifier nicht vorgesehen ist. Hersteller wie Pylon scheinen das selbst nicht verstanden zu haben und machen lieber eine zweiten CAN Bus Hardware zum internen Verlinken drauf. Zumal über RS485 auch weit mehr Daten zur Verfügung stehen, favorisiere ich deshalb momentan Dbus-Serialbattery und den Aggregator unter Venus. Für "normale" Deye & Co wird die Aggregation darauf aber vermutlich nie kommen. Mit einem "eigenen" BMS Design hätte man das aber besser im Griff.
Wenn ich dich korrekt verstehe, ist deine Motivation zur Vorstellung des Projekts hier, daß du dafür einige Betatester bekommst? Da habe ich in den letzten Tagen zwischenzeitlich soviel Lunte gerochen, daß ich mich eventuell auch drauf einlassen würde wenn das Projekt in den nächsten Jahren nicht sowieso wieder untergeht.
Wo ich ganz sicher von ausgehe ist, dass die Wirkungsgradangaben immer unter günstigsten Bedingungen, also PV-Spannung, Batteriespannung, Netzspannung, Temperatur ... erfolgen.
Im Bezug auf Batterie-WR ist meist das größte Effizienz-Problem der Wirkungsgrad bei < 10% Nominalleistung, der oft erst garnicht detailliert spezifiziert wird.
Bei 105 um benötigt man >= 0.25 mm Leiterbahnabstand. Das heißt ICs unter 0.5 mm pitch sind definitiv nicht mehr möglich.
Am ehesten sind da im Moment für mich die winzigen GAN FETs von EPC ein Problem.
Die Steuerng selber packe ich aber in der Regel auch nicht auf die Leiterkarte mit dickerem Kupfer.
Früher habe ich öfter Bauteile von LT, AD und MaximIC verwendet. Über die Jahre bin ich aber immer öfter zu dem Ergebnis gekommen, dass TI etwas technisch Vergleichbares deutlich günstiger anbietet.
Genau. Im Moment sind 2 Anlagen mit jeweils 3 BMS in Betrieb, eine weitere Anlage mit zwei BMS wird wohl in den nächsten Wochen in Betrieb gehen.
Nur die neue Anlage hat einen Victron WR und wird das Steuern durch das BMS dann im regulären Betrieb nutzen.
Alles drei sind Inselanlagen.
Ganz grundsätzlich geht es mir darum eine breite Erfahrungsbasis zuschaffen.
Im speziellen interessieren mich insbesondere folgende Aspekte:
Praktische Verifikation des Steuerns von verschiedenen WR ( Victron, SMA, Deye ... ) durch das BMS.
Genauigkeit des Coulomb Countings / der SOC-Schätzung in anderen Anlagen mit größer Spreitzung der (Ent)-Ladestöme
Allgemeines praktisches Feedback anderer Nutzer:
Ich habe mein BMS genau nach meinen Vorstellungen und Bedürfnissen entwickelt.
Es wäre also ein Wunder, wenn ich mit dem System nicht sehr zufrieden wäre.
Andere Menschen, könnte bestimmte Aspekt aber deutlich anders beurteilen.
Was die weitere Entwicklung am BMS betrifft sollte meines Erachtens der Fokus auf der Schätzung und dem optimalen Umgang mit Zellanomalien/ Zelldegradationen wie,
erhöhte Selbstentladung,
Memory-Effekt <=> Spannungsüberhöhung mit folgender Relaxation beim Annähern an 100% SOC,
möglicherweise die zellspezifische Entwicklung der Coulomb-Effizienz
liegen. Wenn ich an diesem Thema nur mit den Erfahrungen der 96 ( bald 128 ) Zellen arbeite, dann ist die Gefahr groß, dass meine Algorithmik vorwiegend das spezielle Verhalten, der wenigen Zellen, die mir im Moment zur Verfügugn stehen, abbildet
Untergehen, im Sinne, dass ich statt meines BMS irgendein anders einsetze, ganz sicher nicht.
Der Fahrplan für die nächsten Monate steht praktisch fest:
Ich werde fürs nächste Jahr einen zusätzlichen 200A MOSFET-Schalter entwicklen und dann in einer Mischung aus wahrscheinlich 100A und 200 Versionen ~ 30 Stück fertigen.
Einige davon werde ich für mich reservieren, die anderen werde ich an interessierte Beta-Tester verteilen.
Wenn du Interesse hast, gib mir einfach Bescheid.
Ich werde die HW nach "first come, first served" verteilen.