Vorstellung Eigenentwicklung BMS für große 16s LFP Packs - Diskussion

[nimbus4]

Noch etwas OT: Beim Surfen bin ich über ein Open Source Hochvolt BMS gestolpert welches es zwischenzeitlich schon in Version 2 gibt. Dahinter steckt Fraunhofer welches die staatlichen Fördergelder vom Wirtschaftsministerium unterbringen muß und sich damit eine 100kWh Hochvolt Hausbatterie gebastelt hat. Für Privatandwender von dern Sicherheitsfeatures vielleicht etwas überdimensioniert, aber viele Generationen von den derzeitigen China BMS entfernt.

Das Projekt kenne ich natürlich.
Konzeptionell ist das quasi das diametrale Gegenstück zu meinem BMS.
Die haben den Anspruch, eine eierlegenden Wollmichsau zu entwicklen.
Ich möchte eine möglichst effiziente Lösung für 16s LFP haben.
Bzgl. HV vs LV:
Vor einigen Jahren wollte ich ursprünglich auch ein HV-System aus vielen seriellen 14s NMC Packs haben.
Muster der HW, mit der die Einzelpacks jeweils mit einem BQ zu einem HV Stack zusammengeschaltet werden können, sowie 6 14s Packs habe ich sogar hier.
2021 war ich dann jedoch gezwungen, schnell eine nutzbare Lösung zu haben, und habe die Packs dann doch erst parallel betrieben.
Als jemand der den Zusatzaufwand, den man treiben muss, um mit AC/DC bis über 1000 V sicher zu arbeiten, praktisch kennt, sage inzwischen aber, das kommt für mich für einen "kleinen" Batteriespeicher nicht mehr in Frage.
HV Batterien sehe ich im DIY Bereich auch zukünftig in der Breite nicht.
Auch technologisch sehe ich da keine wirkliche Notwendigkeit zu.
Wenn man sich mal anschaut, was technologisch heute mit einem DCX ( DC Transformator ) möglich ist:
https://www.vicorpower.com/products?productType=cfg&productKey=BCM6135CD1E5165T00

In Anlehnung daran, wäre es möglich ein kleines Modul zu entwickeln, dass weniger Leistungdichte hätte, dafür nur ~ 5 W Leerlaufverluste und ~ 99% Spitzenwirkungsgrad.
Mit einem solchen Modul könnte man einen 16s LFP Pack praktisch an jedem HV-WR ( also als virtuellen 128s Pack mit 1/8 der Kapazität ) betreiben.
Damit hätte man der Vorteil einer günstigen und sicher handhabbaren DIY 48V Batterie und könnte trotzdem auf die zukünftig sehr wahrscheinlich dominierenden HV-Hybrid-WR zurückgreifen.
Der einzige wichtige zukünftige Entwicklung dafür ist, dass die Preise von GAN-Fets weiter deutlich fallen, denn die dominieren heute die Kosten für einen solchen DCX.

[nimbus4]

Unter Windows dürfte das ja zumindest nicht funktionieren. Venus ist im PV Bereich eine angenehme Ausnahmeerscheinung.

Wer nutzt den auf einem SBC Windows? Das Aggregieren von BMS Daten würde doch nie auf einem "normalen" PC/Labtop stattfinden.

[janvi]

Wer nutzt den auf einem SBC Windows?

War vor längerer Zeit eben mal der Maßstab für benutzerfreundliches USB und HID. Ist aber auch schon etwas her.

Wenn man sich mal anschaut, was technologisch heute mit einem DCX ( DC Transformator ) möglich ist:

Ist im Datenblatt aber ein Buck Converter der schlappe 500 Euro kostet und noch ein paar Bauteile drumrum braucht. Dafür gibts bereits einen kompletten Multiplus der beide Richtungen kann, dafür aber 3-4% weniger Wirkungsgrad hat.

Meiner Einschätzung nach kann einem MOSFET-Schalter eigentlich nur das Abschalten bei einem sehr harten Kurzschluss im Lastkreis gefährlich werden.

Habe mich schon kaum getraut meine Pylons ohne NH Sicherung auf der Sammelschiene anzuklemmen. Das sollte aber ok sein weil viele SMD Sicherungen drin sind. Es gibt nur abgehende Sicherungen zu den Multiplus. Den chinesischen Automaten trau ich auch nicht recht. Pylontech hat aber ein wenig verbreiteten US5000B (wie Breaker) wo die auch drin sind und an anderen Chinaböllern sieht man die auch. Werde mich mal parallel um die triggerbaren Littlefuse bemühen. Die sollten nicht allzu teuer sein. Für Mosfet denke ich daß vor allem schnelle dI/dt gefährlich sind weil man nicht weis welche ungewollten Induktiväten auf den langen Leitungen sind. Die Low Rds-on Mosfets sind für Spannungsspitzen an Drain-Source ziemlich empfindlich.

in 3D Zeichnungen von Gehäusen erzeuge ich üblicherweise emn/emp Dateien

Habe ich noch nie probiert obwohl ich noch eine alte Expedition Lizenz über eine VM laufen habe. Werde ich aber über den Solidworks Importer mal probieren.

Ich setze bewußt auf einen ESP C3 mit RiscV, weil ich mich mit der RiscV Architektur recht gut auskenne

Das ist die gute Wahl. Wo ich die ESP anfänglich mit den bereits eingeführten STM32 verglichen habe, gabs noch keine RiscV. Tensilica war auf dem Abstellgleis, die Espressif Entwicklungsumgebung war ein Versionschaos und die ersten Chips hatten wohl Probleme in der thermischen Langzeitstabilität. Das dürfte aber alles Geschichte sein so wie es auch bei STM zwischenzeitlich pinkompatible chinesische Second Source gibt.

Precharge habe ich im Gegensatz zu Predischarge nicht implementiert,

Muss das nicht umgekehrt sein? Precharge lädt die Kondensatoren im Inverter vor. Predischarge soll wohl eingebaute Kondensatoren entladen damit auch bei abgezogenen Steckern nichts anbrennen kann. Wenn man lange genug wartet, ist es das gleiche Ergebnis.

Mit so einem Setup könnte man dann auch mal praktisch evaluieren, wie sich ein "micro-mechanical switch"

Die sind ja ächd mikro. Sehe ich aber hier nicht. DC Lichtbogen können die bei den kleinen Abstände auch nicht ausblasen. Man braucht die Anzahl Schaltzyklen nicht. Überhaupt braucht man bei Last gar nicht oder nur einmal im Fehlerfall schalten. Bei 48V sind Mosfets wohl noch deutlich im Vorteil. Bei Hochvolt ist das vermutlich nicht mehr so weshalb in BEV noch immer Schütze drin sind. Es gibt wohl Mosfets mit 1200 Volt und mehr, aber die haben ein miserables Rds-on. Deshalb findet man in größeren Motor Frequenzumrichtern auch immer Transistoren bzw. IGBTs. Über Rds-on nehmen die Verluste quadratisch zu, bei Uce-sat nur linear.

Was ich machen möchte: Ich habe jetzt mal eine kleinere Menge Envision 280Ah Zellen aus einem Abverkauf von 2022 bestellt. Vermutlich befinden sich wie auch bei den PV Modulen noch ungeahnte Mengen in der Pipeline die in den Containern von Rotterdam vor sich hin gammeln so daß die Bodenbildung bei den Preisen noch nicht erreicht wurde. Damit möchte ich mal 2-3 Racks aufbauen und doch nicht gleich so groß einsteigen. Mindestens eines mit JK und eines mit BQ zum direkten Vergleich. Um den Strom auf ein vernünftiges Maß einstellen zu können, werden es zunächst wohl 15s damit ich die an meinen Pylontechs parallel mit laufen lassen kann. Das kann man über die Anbindung an der Sammelschiene mit längeren oder dünneren Kabel entsprechend zur Anlagengröße aufteilen. Die Multiplus dafür werden noch dieses Jahr von 24kVA auf 32kVA und die MPPTs von 44kW auf 88kW DC erweitert. Später soll es mal ein größeres 16s Design werden das eigenständig läuft.

[nimbus4]

Ist im Datenblatt aber ein Buck Converter der schlappe 500 Euro kostet und noch ein paar Bauteile drumrum braucht. Dafür gibts bereits einen kompletten Multiplus der beide Richtungen kann, dafür aber 3-4% weniger Wirkungsgrad hat.

Das ist ganz weit weg von einem Buck!
Fängt schon damit an, dass der galvanisch getrennt ist.
Vicor nennt das "Sine Amplitude Converter".
Das ist aber im Grunde ein hochoptimierter ( Matrix Transformer ... ) LLC mit Synchrongleichrichtung, der auf Resonanz, also mit festem Übersetzungsverhältnis arbeitet und somit inhärent bidirektional ist.
Vicor hat, soweit ich weiß, seinen Ursprung in Entwicklungen für das US Militär. Deswegen wohl auch die Optimierung auf höchste Leistungsdichte. Ohne massive Kühlung sind deren Module nicht nutzbar. In einem Flugzeug oder einer Rakete würde man solche Module vermutlich "einfach" an irgendein strukturelles Aluteil montieren.
Wenn du in den letzten Jahren regelmäßig Nachrichten geguckt hast, wirst du dich vielleicht erinnern, dass man deren Module sogar in russischen Raketen gefunden hat.
Dementsprechend ist auch die Preisgestaltung.
Dass die für 68g Elektronik genausoviel Geld verlangen, wie für einen kompletten einfachen 5 kW Hybridwechselrichter mit > 10 kg sagt eigentlich alles.
Ich kann Dir versichern, da ist kein Feenstaub drin. Aber es ist definitiv ein Meisterstück der Ingenieurskunst.
Es ging mir nur darum aufzuzeigen, was technisch möglich ist.
Die DC/DC Stufe in einem Victron RS solar 48/6000 ist übrigens auf hoher Abstraktionsebene relativ ähnlich.
Taktet aber nur mit ~ 40 kHz und ist ~ 100 mal größer.
Auf lange Sicht werden sich auch in PV-WRn die Taktfrequenzen von heute zum Teil noch deutlich < 100 kHz in die Richtung MHz bewegen und die Leistungsteile damit deutlich kleiner werden.
Konzeptionell gehört bei einem LV-Hybrid-WR die DC/DC Stufe eigentlich direkt an den Akku, um die Verluste in der 48 V Verkabelung zu reduzieren und ebenso die Kosten für diese Kabel.

Muss das nicht umgekehrt sein? Precharge lädt die Kondensatoren im Inverter vor. Predischarge soll wohl eingebaute Kondensatoren entladen damit auch bei abgezogenen Steckern nichts anbrennen kann. Wenn man lange genug wartet, ist es das gleiche Ergebnis.

Bei einem BMS ist "Discharge" eigentlich immer der Energiefluss aus dem Akku. Das "Precharge" der Elkos im WR ist also eigentlich ein "Predischarge" aus Sicht des BMS.

Es gibt wohl Mosfets mit 1200 Volt und mehr, aber die haben ein miserables Rds-on. Deshalb findet man in größeren Motor Frequenzumrichtern auch immer Transistoren bzw. IGBTs. Über Rds-on nehmen die Verluste quadratisch zu, bei Uce-sat nur linear

Da sind im Moment aber SiC Fets ein Gamechanger. Wenn es um Performance und nicht Preis geht, bekommt da kein IGBT mehr die Füße auf den Boden.

Um den Strom auf ein vernünftiges Maß einstellen zu können, werden es zunächst wohl 15s damit ich die an meinen Pylontechs parallel mit laufen lassen kann.

Von welchen Strömen reden wir den hier? 50 A ?
Ohne SW-Anpassungen läuft mein BMS nicht mit 15s.

[janvi]

Bei 32 parallelen Racks eher weniger als 30Amp. Bei 800 Amp Dauerstrom werden meine Sammelschienen bereits gut handwarm. Die Hälfte der Leistung krieg ich über die WR weg, so daß für die Batterien nicht mehr viel mehr übrig bleibt.

Die 60Amp Littlefuse ist bei Spörle zu 11 Eur gelistet. Mindestbestellmenge 1000 Stück und nix am Lager. UL und TÜV haben bemerkenswerter Weise nur die 30 Amp Typen.

[nimbus4]

Die 60Amp Littlefuse ist bei Spörle zu 11 Eur gelistet. Mindestbestellmenge 1000 Stück und nix am Lager.

Hier kannst Du sie sofort bestellen:

https://www.mouser.de/ProductDetail/Littelfuse/ITV9550L5060MR?qs=4ASt3YYao0WsNf664Q9Feg%3D%3D

Bei nur 160 A spezifiziertem "Break Current" wage ich zu bezweifeln, dass die, wenn ein MOSFET-Schalter beim Ausschalten versagt hat, noch irgendetwas ausrichten kann. Die Sicherung wird dann vermutlich einfach zur "Funkenstrecke".

Wenn bräuchte man davon wohl ein ganzes Array wie bei Pylontech.

[janvi]

Die Sicherung wird dann vermutlich einfach zur "Funkenstrecke"

Kein Wunder hat die niemand am Lager. 160A Abschaltvermögen nützen wohl nur für Taschenlampen. Die Megasicherungen von Victron haben 2kA im Datenblatt. Auch kaum für Kurzschlüsse sondern eher nur für Überlast. Dagegen sind schon die kleinsten NH000 Sicherungen für 400V AC gG mit 100 Kiloampere Abschaltvermögen spezifiziert. Bei DC dürfte es aber auch weniger werden. Irgendwo muß die Baugröße trotzdem herkommen. Wahrscheinlich haben deshalb auch nur die 30 Amp Typen ein UL gekriegt. 1cm Bauteilgröße sind für 80V schon knapp. Wenn die Strecke einmal ionisiert leitend ist, lötet sich das Teil ruckzuck aus und das verdampfte Metall spritzt rum. Da nützen auch x parallele Pfade nichts mehr. Verkohltes FR4 riecht ekelhaft. Hoffentlich passiert da an meinen Pylons nie was. Hat man ja noch nix direkt gehört.

Bleibt die Frage wie man sowas testen könnte. Ein Kurzschluss auf der Sammelschiene könnte man mit einem Thyristor provozieren. Da gibt es Modelle die man nicht kaputt kriegt. Wenn die Mosfets dann schneller als die NH Einsätze sind und anschliessend wieder einschalten können ist alles ok.

Hier ein deutscher Spezialhersteller der in China produziert mit einer Bauform die ich bislang nicht kannte. Für nur 10 Euro bietet er 50kA Abschaltvermögen, bei 75 Amp Laststrom aber wahrscheinlich 10 Watt Wärme. Der macht die auslösbaren SMD Versionen auch. Aber nur mit 30A mit UL pending. Zwischendrin haben die auch noch nette Bauformen mit 20kA die ich auch noch nie gesehen habe.

Gabelstapler haben an der Batterie selbst ja auch noch keine Sicherung. Bei Verbrennern ist der Anlasser auch nicht abgesichert. Wenn es einen Kurzschluss gibt, brennt die Kiste einfach ab.

[voltmeter]

Bei 32 parallelen Racks

hast du eigentlich irgend ein kühlhaus oder ne mining farm?

wozu benötigt man soviel speicher?

[janvi]

Treffer Kühlhaus, Lebensmittelproduktion. Im Sommer wo es solaren Ertrag hat, gibts dazu extra viel zu kühlen.

[alex_s]

@janvi Bier oder Honig oder beides?

[nimbus4]

Bleibt die Frage wie man sowas testen könnte. Ein Kurzschluss auf der Sammelschiene könnte man mit einem Thyristor provozieren. Da gibt es Modelle die man nicht kaputt kriegt. Wenn die Mosfets dann schneller als die NH Einsätze sind und anschliessend wieder einschalten können ist alles ok.

Wenn ich das richtig erinnere, verwendet der Typ, der auf youtube die Megafuses getestet hat, für den harten Kurzschlusstest einfach die 3 Pfade eines 3ph 63A LS parallel. Damit kommt er dann wohl auf ~ 4.5kA Spitzenstrom.
Für meine Tests werde ich aber eine spezielle elektronische Last verwenden, damit ich einfach unterschiedliche Spitzenströme und unterschiedliche Anstiegszeiten Testen kann und außerdem auch automatisiert Tausende Zyklen fahren kann.
@janvi
Ich bin eben mal die Kartons zu den BMS Platinen durchgegangen.
Kurzfristig, also ohne, dass ich etwas neu bestücke, könnte ich Dir nur folgenden Satz anbieten:

• 400 µOhm Shunt
• MOSFET-Schalter "einseitig" 6p FETs <=> ~ 1.35 mOhm, 30 A Dauerstrom bzw. 60A kurzzeitig sollten damit kein Problem sein.
  Die maximale Precharge-Kapazität ist dabei auch etwa halbiert, da der Widerstand ~ 67 Ohm statt ~33 Ohm beträgt.
  Zu der 15s Thematik habe ich mir auch noch einmal Gedanken gemacht.
  Für den Start bräuchte ich hier in jedem Fall ein Testsystem mit < 16s. Meine 16s Pack möchte ich aber nicht ständig umbauen.
  Stattdessen könnte ich mir hier ein Test-Setup mit 14s NMC hinstellen, mit dem ich dann hoffentlich alle Probleme, die bei den SW-Anpassungen von nur 16s auf < 16s auftreten werden, beheben könnte.
  Wenn du daran für die bestellten Envision Zellen Interesse hast, gibt mir bitte kurzfristig Bescheid, damit ich die Arbeiten zu < 16s bei mir einplanen kann.
  Aus meiner Sicht fände ich einen quasi 1 zu 1 Test zwischen JK, Pylontech und meinem BMS sehr interessant.

[janvi]

emn / emp sollte funktionieren aber habe ich noch nie benutzt. Wenn du das hier postest, kann ich mal den Import ausprobieren.

Habe gerade noch mal dein Foto angeschaut. Von der Leistungsplatine ist es ja je ein Foto von LS und BS. Die Kupferbleche sind gelasert oder in den Prototypen von Hand gebohrt damit die Strombelastbarkeit besser wird. Das spart Einpresskontakte und man kann die Platine direkt auf den Bolzen der Zellen montieren. Auf der Lötseite sind die Shunts welche in der Produktion vermutlich geklebt werden. Auf der BS sind die Mosfets welche im 8 pin SO daher kommen. Es sind vermutlich 6 Stück dsc Fets und 6 Stück chg N-Fets plus je ein P-typ fürs precharge was zusammen 2x6+2=14 bestückbare Mosfets macht. Die Gehäuseform macht es etwas schwieriger hier einen Kühlkörper zur Leistungssteigerung zu adaptieren.

Für den Aufbau von "größeren" Batterien ist das so voll ok. Eine typische Heimanlage wird aber vermutlich aus 1x3k bis 3x5k Multiplus oder äquivalenten Deye bis 15kVA bestehen. Dabei zieht jede Phase einen maximalen Strom von 200 Amp bzw. Dauerstrom von 80Amp. Je nach Auslastung hat die "gemeine Hausbatterie" damit meist 1-3 Racks bzw. irgendwas zwischen 15 und 45 kWh. Hierfür sind dann eben die Ströme wie sie von JK mit 100/150/200A angeboten werden relevant. Möchtest du die Ströme bis 200A mit SO8 Mosfets realisieren? Wäre da nicht eine ordentlich kühlbare Version mit TO220 oder sogar TO247 denkbar? Zumindest für den Hobbybereich wäre doch der Leistungsteil auch zum Handlöten denkbar. Zeugs wie Schaltverluste, Miller Kapazitäten sind da ja eher weniger relevant nachdem die Mosfets nicht mit PWM betrieben werden.

Alternativ könnte ich auch 16s aufbauen. Später möchte ich da sowieso hin. Vorab wären dazu aber größere Ströme oder größere Stückzahlen erforderlich. Der direkte Vergleich mit Pylontech ist nur mit 15s möglich. Wenn ich die Envision Racks aufgebaut habe, könnte ich dir auch eines davon zur Inbetriebnahme mit 15s schicken. Das ist als Stückgut auf 100kg Palette eben ziemlich gebührenpflichtig. Für die Strecke Stuttgart-Koblenz wöchentlich, etwas seltener bis Köln hätte ich auch Mitnahmemöglichkeiten.

[nimbus4]

Ich hab die emn/emp Files zu dem 6p MOSFET-Schalter mal angehangen. Wenn Du damit klar kommst, kann ich das auch für die anderen Baugruppen nachreichen.

AHED_BMS_H1_EMP_EMN.zip (2.78 KB)

Die Kupferbleche sind im Moment noch von Hand zugeschnitten und gebohrt. In einer Serie wäre das sehr wahrscheinlich gelasert.
Geklebt ist auf den Platinen nichts.
Beim 6p MOSFET-Schalter sind es 6 Stück DSG NFETs, 6 Stück CHG NFETs und ein PFET für Predischarge.
Die NFETs auf einem solchen BMS haben typischerweise jeweils ~ 4 mOhm und jeder parallele FET erlaubt einen Nominalstrom von ~ 10 A.
Das macht dann nominal 400 mW Verlustleistung pro FET.
Das bekommt man auch aus einen 5x6 mm SMD Package vernünftig weg. Man könnte da z.B. mit einer sehr dünnen Silikonschicht einfach einen Kühlkörper aufkleben.

TO220 oder sogar TO247 wären meines Erachtens nur dann relevant wenn man mehrere Watt pro FET abführen müßte.
Aus elektrotechnischen Gründen wäre THT vermutlich theoretisch möglich. Sinn macht das aber nicht wirklich.
Wenn man den Schalter direkt auf den Zellen montieren möchte, ist der limitierende Faktor aber eher die Wärmemenge, die man der Zelle dauerhaft zusätzlich zuführen kann, ohne eine nennenswert beschleunigte
Zellalterung zu provozieren.
Viel mehr als 5 W zusätzliche Verlustleistung ( durch Shunt oder MOSFET-Schalter ) direkt an einer 280 Ah Zelle sehe ich eigentlich nicht.
Wenn man einen 6p Schalter mit ~ 1.35 mOhm mit dauerhaft 30 A belastet, sind das ~ 1.2 W. Das ist also ziemlich unkritisch.
Bei 60 A hätten wir aber schon ~ 4.8 W. Das würde ich so dauerhaft eher nicht betreiben.
Es gibt im Moment HW mit 2p, 6p und 14p MOSFET-Schalter.
Für die Anlage von voltmeter habe ich einen zusätzlichen 20p MOSFET-Schalter für externe Montage auf der TODO-Liste.
Damit sollte man dann eigentlich alle relevanten Szenarien abdecken können.
Mit der 14p direkt an der Zelle würde ich dauerhaft bis ~ 70 A -> ~ 2.45 W sehen. ( 80A -> ~ 3.2 W wären vermutlich auch nocht OK )
Die 20p externe Variante würde dann mit entsprechendem Kühlkörper auch 200A dauerhaft schaffen.
Bzgl. 15s vs 16s mußt Du einfach eine Entscheidung treffen. Bei der Menge an Pylontech Geräten, die schon im Markt sind, würde der Wunsch nach Unterstützung für 15s vermutlich sowieso früher oder später kommen.
Aus Kostengründen ist das private verschicken solcher Batterien vermutlich nicht sinnvoll. Da übersteigen irgendwann die Versandkosten den Preis der Zellen.
Ich denke mit 14s, wofür ich das Materiel komplett hier habe, sollte ich praktisch auch alles Relevante für 15s testen können.

[janvi]

Dann bleibt es fürs Erste bei 15s. Idealerweise irgendwo in einem Setup File neben der CAN Slave Adresse zu konfigurieren.

Bei 60 A hätten wir aber schon ~ 4.8 W. Das würde ich so dauerhaft eher nicht betreiben.

Das hatte man früher auf jedem 40 poligen DIL verheizt.

Es gibt im Moment HW mit 2p, 6p und 14p MOSFET-Schalter.

D.h. es sind nicht nur Bestückungsvarianten sondern eigene Layouts?

Die 20p externe Variante würde dann mit entsprechendem Kühlkörper auch 200A dauerhaft schaffen.

Da würde ich dann wenigstens TO252 nehmen wo die Tabs auf einer Plane zum Kühler verlötet werden können.

Eine Dampfphase sollte das im Gegensatz zu Reflow locker machen.

Aus Kostengründen ist das private verschicken solcher Batterien vermutlich nicht sinnvoll.

Du hast ja Recht. Die Maut spült nur Geld in die Kassen von Wissing und belastet die Umwelt. Wo wir doch mit einem Akku das Gegenteil wollen.

Was hast du denn als Bedienelemente an der Frontplatte vorgesehen?

Display macht vom Stromverbrauch höchstens als Epaper Sinn

• Ein / Ausschalter / Taster mit / ohne Beleuchtung

Wie hoch ist der Ruhestrom deiner Schaltregler im Standby und wie hoch im ausgeschalteten (versand) Modus?

• Einzel / Mehrfarb LED zum Anzeigen von Fehlercodes?

• LED Balken zur SOC Anzeige?

Der Import des Mentor Formats funktioniert grundsätzlich. Die eigentlich relevanten Bohrungen sehe ich leider nur als 2D Quadrat und nicht in 3D. Oben links habe ich mal probiert selbst durchzubohren. Das Loch ist zu groß aber unter Beachtung deiner Namensgebung der Elemente an der jeweiligen Position könnte man das auch passend rekonstruieren wenn man alles richtig macht. Ist aufgrund der vielen Elemente aber nervig. Man kann die Bauteile hingegen einzeln umplatzieren was nicht nötig wäre. Die Abmessungen passen allemal so daß ich mich erst mal an die winzigen Dimensionen des Leistungsteils gewöhnen kann. Am besten ist es natürlich dazu eines mit Kupferblech in der Hand zu halten. LiFePo hatte ich bislang aber auch nur als Pouch selbst in den Fingern.

Für die Geschwister Schneider muß ich auch noch ein paar Hausaufgaben machen um zu sehen ob ich damit gleich meine Pylontech LV Hubs in die Rente schicken kann. Grundsätzlich sollten sich damit aber zumindest für unsere blauen Freunde beliebig große Batterien vom Typ "gemeiner Überseecontainer" skalieren lassen können.

[nimbus4]

Dann bleibt es fürs Erste bei 15s. Idealerweise irgendwo in einem Setup File neben der CAN Slave Adresse zu konfigurieren.

OK, dann werde ich in den nächsten Wochen die SW dafür anpassen. Das Gerät, was du bekommst, wird direkt auf 15 s vorkonfiguriert sein.
Es gibt im Moment keine manuell konfigurierbaren Slaveaddressen.

D.h. es sind nicht nur Bestückungsvarianten sondern eigene Layouts?

2p ist ein Layout, bei dem BQ, Shunt und MOSFETs auf einer Platine sind. Das war urprünglich mal für einen HV-Speicher gedacht.
6p ist die erste Version ( einseitige Bestückung ) zur Montage auf 280 Ah Zellen.
14p ist die zweite Version ( zweiseitige Bestückung ) zur Montage auf 280 Ah Zellen.
Bei all den Versionen kann man grundsätzlihc nach Belieben weniger FETs bestücken.

Da würde ich dann wenigstens TO252 nehmen wo die Tabs auf einer Plane zum Kühler verlötet werden können.
Eine Dampfphase sollte das im Gegensatz zu Reflow locker machen.

Ich habe von einigen Bauteilen mal den thermischen Übergangswiderstand zum Lötpad ( junction to "case bottom" / "mounting base" ) rausgesucht:
PDFN5x6 <=> TDSON8: 0.62 - 1.8 °K/W
DPAK <=> TO252: 1.5 - 2.0 °K/W
D2PAK <=> TO263: 0.45 - 0.67 °K/W
Bei Verlustleistungen < 1 W pro Bauteil hätte das Kupfer in der Platine bei allen Varianten praktisch genau die Temperatur des Dies.
Da kann man schlicht nichts nennenswert dran optimieren.
junction to "case top" wird von Infineon bei TDSON8 mit 20 °K/W angeben. Wenn man also einen Kühlkörper "thermisch ideal" auf die Bauteile aufbringen könnte und 0.5 W Verlustleistung pro Bauteil abgeleitet würden, dann wäre das Die nur 10°C wärmer als der Kühlkörper.

Was hast du denn als Bedienelemente an der Frontplatte vorgesehen?
Display macht vom Stromverbrauch höchstens als Epaper Sinn
...

• Einzel / Mehrfarb LED zum Anzeigen von Fehlercodes?
• LED Balken zur SOC Anzeige?

Da ich selber dafür keinen Bedarf habe, gibt es im Moment keine richtige "Front-Panel-Platine".
Ich habe Muster für eine Display-Platine mit einem 2.8" Touch LCD, 4 Push Buttons, Buzzer und Lichsensor.
So sieht die Anzeige beim Laden und Entladen ( mit emulierten Daten ) aus:

Wenn das Display aktiv ist, verursacht es ~ 300 mW Zusatzverbrauch, im Schlafmodus 10 mW.
Ein E-paper, das mir von Auflösung, Größe ... zusagt, und einen realistischen Preis hat, habe ich vor ~ 1 Jahr keines gefunden.
Wenn es für eine Front-Panel Platine nennenswert Bedarf gibt, könnte ich die nach Euren Wünschen erstellen.
Vermutlich wäre eine mechanische Kompatibilität zu bestehenden Optionen sinnvoll.

Wie hoch ist der Ruhestrom deiner Schaltregler im Standby und wie hoch im ausgeschalteten (versand) Modus?

Ich habe im Moment keinen Schlafmodus implementiert.
Die Überlegung dazu ist folgende:
Die Variante mit CAN ( aber ausgeschaltetem Funk ) verbraucht ~ 4 mA.
Selbst wenn eine 280 Ah Zelle auf 5 % SOC runter ist, hätte man noch > 140 Tage, bevor das BMS die Zelle in die Tiefentladung ziehen würde.
Ich habe einige 280 Ah Zellen die haben ~ 2 mA Selbstentladung. Die Stromaufnahme des BMS ist also bezogen auf große Zellen praktisch vernachlässigbar.

Für die Geschwister Schneider muß ich auch noch ein paar Hausaufgaben machen um zu sehen ob ich damit gleich meine Pylontech LV Hubs in die Rente schicken kann. Grundsätzlich sollten sich damit aber zumindest

für unsere blauen Freunde beliebig große Batterien vom Typ "gemeiner Überseecontainer" skalieren lassen können.

Ich sehe keinen Grund, warum das nicht möglich sein sollte.

[mitsch06]

Wow was für eine expertise hier

Wäre auch an einem Test interessiert, habe bisher ein 16S 280A Batteriesystem mit Daly BMS und Multiplus 5000 am laufen, also max 70/80A Last. Hätte zur Verifizierung auch noch einen bisher unverbauten Victron Smartshunt zur Verfügung.

[nimbus4]

Ich sitze im Moment an den SW-Erweiterungen für 14s NMC und 15s LFP.
Außerdem habe ich inzwischen eine elektronische Last, mit der ich programmierbare Strompulse mit us zeitlicher Auflösung und Flankensteilheiten bis ~ 30 A / us und Amplituden bis ~ 300A erzeugen kann.
Damit werde ich demnächst die aktuelle Revision des MOSFET-Schalters auf Herz und Nieren prüfen. Wenn das durch ist, werde ich den 20p MOSFET-Schalter angehen.
@Mitsch06: Von meiner Seite aus gerne. Einen Vergleich der Coulomb-Counting-Genauigkeit mit dem Smartshunt fände ich spannend.

[voltmeter]

@nimbus4

ich hab in meinen 2 blechgehäusen noch 45mm platz hinter dem jk bms, da könnte man deins ja noch hinten draufpacken.

das jk trennt den minus und deins bekommt dann den plus.

eine separate kabelpeitsche für die balancerabgriffe lege ich dann noch rein

[nimbus4]

@Voltmeter

Dann müßte der Shunt von meinem BMS aber zwischen JK und Batterie-Minuspol liegen.

Mein BMS ist nicht dafür ausgelegt, dass im Betrieb die Batterie weggeschaltet wird. Inbesondere darf das GND-Niveau meines BMS nicht deutlich über Batterie-Minus floaten!

Bei einer solchen seriellen Verschaltung könnte ich dem JK dann aber transient ( auf us Zeitskala ) den Pluspol der Batterie wegschalten.

Kommt das JK damit zurecht? Würde das JK automatisch wieder durchschalten, wenn bei meinem BMS der MOSFET-Schlater nach einem Abschalten wieder zuschaltet?

Das JK kühlt vermutlich gegen die Front, wogegen würde meines dann kühlen?

[voltmeter]

Dann müßte der Shunt von meinem BMS aber zwischen JK und Batterie-Minuspol liegen.

das würde ich hinbekommen, muss dann nur die kabel etwas anders anklemmen

das jk kann ich direkt am pluspol anschließen vor deinem mosfetschalter. ist ja nur ein dünnes plus kabel am jk das dessen stromversorgung übernimmt.

im moment kühlt das jk rein passiv.

zwischen front und jk ist ein luftspalt das wird bei denen so gemacht es ist keine aktive kühlung notwendig

deins bekommt ja noch nen kühlkörper oben drauf und wenn das nicht reicht noch nen 10mm schmalen 60mm lüfter so wie derzeit bei meinem seplos bms