Вопросы схемотехники BMS

[Yahont7]

Современные литиевые аккумуляторы представляют собой не просто коробку с хим. элементами, а целую системы в сборе с различным электронным оборудованием контроля и состояния АКБ. Как минимум присутствует устройство BMS (Battery Management System) – система управления батареей.
Наиболее важными свойствами BMS, является по элементный контроль напряжения элементов АКБ, контроль напряжения и тока нагрузки АКБ в целом, температуры элементов, датчиков разбухания АКБ, и т.д. Расписывать, все возможные функции данного устройства не буду, поскольку его возможности могут сильно зависят от производителя.

Проблема в том, что на рынке сейчас представлены исключительно китайские BMS, где-то можно купить и зарубежные, но сложно и дорого, потому безсмысленно. Китайские устройства, хоть и развиваются, но в целом имеют свои различные недостатки и потому их надежность находится на низком уровне.
Но в виду того что иных в доступности нет, приходится использовать Китайские BMS.

Поэтому хотелось бы собрать информацию по схемотехнике этих устройств с целью создания своих собственных BMS (например, модульного типа).
В частности интересует как построить эффективную схему точного измерения напряжения каждого элемента АКБ.

Естественно этот вопрос я гуглил в сети. Но, увы  найти какие либо рабочие схемы, и/или внятного руководства построения оных, я не смог. Вполне может плохо искал (хотя и долго).

Аналоговые схемы есть но для пассивной балансировки. Такие схемы не помогут, так как на них невозможно реализовать какие либо измерения и обмен данных по RS485 или CAN интерфесам. Да и пассивная балансировка да еще в режиме реального времени - зло. Нужна балансировка только активная, и не в реал тайм а по расписанию и/или событию.
Отсюда первое из требований к схеме BMS - она должна быть построена на микроконтроллере, причем общедоступном и универсальном, и недорогом  например от ST - STM32F0, STM32L.. и т.д. 
У меня по долгу работы есть доступ к китайским BMS, я мог бы срисовать схему любой из них. Но это:
- ширпотреб ,
- ширпотреб с китайскими микросхемами, кот. не всегда доступны.
- ширпотреб с такими косяками которые не шибко хочется изучать.
Доступа в профессиональным BMS, которые идут в составе брендовых литиевых АКБ нету, да и слишком они бывают сложны, чтобы быть интересными к изучению.

Дальнейший поиск привел к тому, что есть специализированные микросхемы контроля АКБ  например от TI, много их разных бывает (гугли по "Battery monitors & balancers" либо по "battery monitoring and balancing IC"). Это удобные решения, но удобные для западного разработчика, их использование в наших реалиях, вижу нерациональным в виду: дороговизны и труднодоступности этих микросхем.

Потому, есть желание найти или выработать схемотехнические решения, точного измерения напряжения каждого элемента АКБ на дискретных и стандартных элементах.

Для админов раздела:
Если тема создана не в этом разделе то перенесите ее в тот который по Вашему мнению более подходит для обсуждения данной проблематике.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[rz6lye]

Главная оценка Ваших хотелок, это конечная себестоимость готовлго продукта. Предположим Вы разработали Хорошую схему, работает без косяков, на отлично. Но! Контроллер 300 р, пяток силовых полевиков 300 р развесная обвязка 300 р, печатка, припой, монтаж 300р, итого 1000-2000руб. При цене китайского балансира в 300 р за готовое изделие, мвой проэкт Вы сможете пристроить только в военном ведостве. Там счс много что из электроники пристроить можно, если есть связи, и это все успешно спи... шется на войну. Типа, враги вме взорвали. А веди и мозги которые будут выдумывать алгоритм работы платки, тож денег захотят. Как вариант, разработать вме самому, а по непонятным конкретным деталям, задавать вопросы на ыоруме. 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[O5-14]

4 часа назад, Yahont7 сказал:

с целью создания своих собственных BMS

4 часа назад, Yahont7 сказал:

на должна быть построена на микроконтроллере, причем общедоступном и универсальном,

Тогда что-то в Dip корпусе, а не всякой мелочи от stm, чтобы платы потом легче делать было

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[shodan_micron_servis]

Цитата

Дальнейший поиск привел к тому, что есть специализированные микросхемы контроля АКБ  например от TI, много их разных бывает (гугли по "Battery monitors & balancers" либо по "battery monitoring and balancing IC"). Это удобные решения, но удобные для западного разработчика, их использование в наших реалиях, вижу нерациональным в виду: дороговизны и труднодоступности этих микросхем.

Чот я не полнял... купить микроконтроллер от стм и обвязку вы можете, а купить один копеечный чип и чуть деталек нет....

Бред какой-то.

У вас там что, санкции чтоли?

4 часа назад, Yahont7 сказал:

Потому, есть желание найти или выработать схемотехнические решения, точного измерения напряжения каждого элемента АКБ на дискретных и стандартных элементах.

Скорее я тут вижу желание чтобы схемотехническое решение выработали тут за вас.

Изменено 30 января пользователем shodan_micron_servis

[O5-14]

11 минут назад, shodan_micron_servis сказал:

У вас там что, санкции чтоли?

Ну вот сетевые банки (к примеру) в атх бп в ЧиД проблематично быть может достать - срок поставки может удивить, как и цена)

эта гадость (bq контроллеры) вроде как тоже есть

[shodan_micron_servis]

2 минуты назад, O5-14 сказал:

сетевые банки (к примеру) в атх бп в ЧиД проблематично быть может достать

Долго думал что за банки такие сетевые, и как оно относится к балансирам.

Потом понял что речь о высоковольтных конденсаторах, но всеравно не понял каким боком оно к балансирам относится.

3 минуты назад, O5-14 сказал:

эта гадость (bq контроллеры) вроде как тоже есть

скорее это не "гадость", а "годность".

[O5-14]

3 минуты назад, shodan_micron_servis сказал:

годность

все эти особо умные контроллеры акб, которые блокируются и не перебрать без плясок с особыми бубнами... доводилось бодаться

6 минут назад, shodan_micron_servis сказал:

каким боком оно

пример санкций/проблем с доставанием ряда деталей. 

[Yahont7]

3 часа назад, rz6lye сказал:

Главная оценка Ваших хотелок, это конечная себестоимость готовлго продукта.

Эта тема, не про экономику а схемотехнику.
 

3 часа назад, rz6lye сказал:

Предположим Вы разработали Хорошую схему, работает без косяков, на отлично. Но!

Вначале надо разработать, адекватные узлы схемотехники.
 

3 часа назад, rz6lye сказал:

Контроллер 300 р, пяток силовых полевиков 300 р развесная обвязка 300 р, печатка, припой, монтаж 300р, итого 1000-2000руб. При цене китайского балансира в 300 р за готовое изделие, мвой проэкт Вы сможете пристроить только в военном ведостве. Там счс много что из электроники пристроить можно, если есть связи, и это все успешно спи... шется на войну. Типа, враги вме взорвали. А веди и мозги которые будут выдумывать алгоритм работы платки, тож денег захотят. Как вариант, разработать вме самому, а по непонятным конкретным деталям, задавать вопросы на ыоруме. 

У китайцев 200А балансир стоит от 50у.е.. у вас очень хороший курс доллара как я вижу из этого сообщения.
 

 

16 минут назад, shodan_micron_servis сказал:

Чот я не полнял... купить микроконтроллер от стм и обвязку вы можете, а купить один копеечный чип и чуть деталек нет....

Бред какой-то.

У вас там что, санкции чтоли?

Не поняли, что?
Не поняли, что означает заголовок темы "Вопросы схемотехники BMS"?
По русски же на писанно.
Зачем спамить тему хамством про бред?
Да и какая вам разница про санкции или их остутсвие, когда речь идет о схемотехнических решениях? Я что, эту тему создал на форуме экономистов или КВНщиков??

 

21 минуту назад, shodan_micron_servis сказал:

Скорее я тут вижу желание чтобы схемотехническое решение выработали тут за вас.

Если так считаете, зачем тогда тратите свое время на пустые сообщения в этой ветке.
Я вас просил о дармовой работе, или здесь ее обозначил??

Откуда, вы такие ребята злые и хамоватые, что с порога начинаете спамить хорошую тему.
Только начал и тут началось, будто кому обидного чего написал, или унизил.
Чесс слово не пойму я такой народ.

[shodan_micron_servis]

8 часов назад, O5-14 сказал:

все эти особо умные контроллеры акб, которые блокируются и не перебрать без плясок с особыми бубнами... доводилось бодаться

Все?

https://www.chipdip.ru/product0/8021200725

Тупое как пробка и надежное.

8 часов назад, O5-14 сказал:

пример санкций/проблем с доставанием ряда деталей. 

Не знаю, у меня проблем нет, покупаю что хочу. Ну иногда приходится просто немного подождать.

8 часов назад, Yahont7 сказал:

Эта тема, не про экономику а схемотехнику.

Вы писали что тема про качество и экономику, цитирую: 

13 часов назад, Yahont7 сказал:

Проблема в том, что на рынке сейчас представлены исключительно китайские BMS, где-то можно купить и зарубежные, но сложно и дорого, потому безсмысленно.

13 часов назад, Yahont7 сказал:

Китайские устройства, хоть и развиваются, но в целом имеют свои различные недостатки и потому их надежность находится на низком уровне.

Так вот нет ничего качественнее и надежнее и дешевле, чем готовое интегрированное решение от ведущего мирового бренда. Уж по сравнению с самопалом собранным в форумном топике явно не сравнится.

8 часов назад, Yahont7 сказал:

Откуда, вы такие ребята злые и хамоватые, что с порога начинаете спамить хорошую тему.

Ни разу ни в чем Вам коллега я не нахамил. Но видимо стоило.

[Yahont7]

Администратору/модератору ветки:
В заголовке темы я спросил

13 часов назад, Yahont7 сказал:

Если тема создана не в этом разделе то перенесите ее в тот который по Вашему мнению более подходит для обсуждения данной проблематике.

Потому просьба к Вам, модератору.
Либо перенесите эту тему в тот раздел где обсуждаются элементы схем силовой электроники касаемые современных АКБ (может не там ее создал).
Либо сотрите ее если она радикально нарушает правила форума.
Либо подчистие спам с хамством и обсуждением личных данных. (я же эту тему создал ля тех кому тема создания надежных схем BMS актуальна)

Я полагал, что в данной теме на серьезном уровне будут обсуждаться элементы схем, схемы и статьи по BMS, как на русском так и на английских языках. Как полагаю (может и ошибаюсь) форумы для этого и существуют.

Кое, что готов был выложить, но спам и хамство обрубили желание на корню это делать.
Мне 46лет, я уважаю свое время, и личность коллег, не хамлю и не унижаю ни кого, соответственно к себе не потреплю подобного отношения. Времени и желания вести инернет грызню нет, и делать этого, я не буду принципиально.


 

[_vintik]

14 минут назад, shodan_micron_servis сказал:

чем готовое интегрированное решение от ведущего мирового бренда

Некондиция бывает даже у лидеров мирового бренда)) А куда она девается?... правильно, в дешевые изделия по 300р за мешок. А работают эти изделия ровно столько, чтобы нельзя было вернуть))
 

5 часов назад, Yahont7 сказал:

Китайские устройства, хоть и развиваются, но в целом имеют свои различные недостатки и потому их надежность находится на низком уровне.

Вот не могу не согласиться))) Паяльник еще не остыл от реставрации такого устройства.

[Yahont7]

2 минуты назад, _vintik сказал:

Вот не могу не согласиться))) Паяльник еще не остыл от реставрации такого устройства.

Пол беды пробитый транзисторный массив ключей.
Нет самодиагностики, подобного, из за этого возникает перезарядка, если кто заряжает АКБ источниками тока (например телекоммуникационные БП на квазирезонансном принципе действия) а не специальными зарядными устройствами. Потом возникает пожар (даже литий фосфат может гореть и были случае, что горел).
На этих BMS нету дискретных входов выходов, для аппаратной внешней сигнализации, они не ремонтно пригодны, нет на них описание регистров ModbusRTU, нет описания как работать по CAN шине. Для измерения токов впаивают резисторы и шунты, используют слабые штифта для высоких токах, .. да там можно перечислять и перечислять недостатки.

В этом и состоит потребность создать свой "велосипед", который будет лишен этих недостатков.

 

Изменено 30 января пользователем Yahont7

[shodan_micron_servis]

12 минут назад, Yahont7 сказал:

Если Вы, на самом старте темы пишете про бред то это уже хамство, если Вы еще делаете скрин моей учетки и акцентируете на город проживание этото-же хамство и переход на личность.

Возможность покупки микросхем с высокой степенью интеграции читай СБИС, такие как микроконтроллеры, и не возможность покупки микросхем с малой степенью интеграции, такие как контроллеры заряда и балансиры, для меня видется как бред. И могут быть объяснены множеством факторов, от санкций до некачественного поиска.

12 минут назад, Yahont7 сказал:

- хамоваты и переходите на личность, публикуя данные лички.

Вы коллега явно что-то попутали, данные вашего профиля публичны.

12 минут назад, Yahont7 сказал:

и акцентируете на город проживание

Конечно акцентирую. Я могу ответить за доступность компонентов в нашей стране, так как периодически их покупаю. Но состояние дел у Вас в стране/городе мне не известно.

Как я и говорил ранее, вопросов к Вам коллега я более не имею.

Изменено 30 января пользователем shodan_micron_servis

[_vintik]

46 минут назад, Yahont7 сказал:

В этом и состоит потребность создать свой "велосипед", который будет лишен этих недостатков.

Так и в чем проблема? Делаете точный измеритель напряжения одной банки с обменом по цифре через опторазвязку, и умножаете эти модули на количество банок в акке. А универсальность, как ИНСТРУМЕНТ, никогда не работала профессионально. Всегда приходилось в чем-то идти на компромиссы.

[Том]

Одесса... в той графе можно любой город записать. Какая-то наивность - реакция на фетиш... Даже смешно. Надо будет просмотреть юзеров из "американских" городов, и отношение к ним здесь.

Изменено 31 января пользователем Том

[Yahont7]

7 часов назад, _vintik сказал:

Так и в чем проблема? Делаете точный измеритель напряжения одной банки с обменом по цифре через опторазвязку, и умножаете эти модули на количество банок в акке. А универсальность, как ИНСТРУМЕНТ, никогда не работала профессионально. Всегда приходилось в чем-то идти на компромиссы.

По микрокнтроллеру на каждый элемент выглядеть будет примерно так:Это активный балансир на 4 элемента.

Либо так «BMS Микроарт», детальнее тут>>.

Просто модуль, который крепится на клеммы элемента АКБ. По бокам соединяются шельфом.
Такое решение скорее узкоспециализированное, далеко не для всех элементов подойдет. 

Но, это готовые устройства, идея, реализации, которых ясна - по МК на элемент.
Есть интересная  статья:
Design and Experimental Verification of Voltage Measurement Circuits Based on Linear Optocouplers with Galvanic Isolation for Battery Management Systems

Там предлагается использовать линейные аналоговые оптопары.
Вот таким образом:

В статье рассматривается прототип схемы с расчетами и рекомендациями.
Точность передачи напряжения составляет ~0.4%, что в плоне достаточно для практической работы.
Предлагается использовать линейные оптопары:
Vishay –IL300
Broadcom Inc. – HCNR200 и HCNR201;
IXYS – LOC110, LOC111, LOC112, LOC117, LOC210 и LOC211
Первый и третий вариант, труднодоступные и дорогие.
А вот от Broadcom Inc. – HCNR200 и HCNR201 очень распространенные изделия.
Я их встречал в схемах телекоммуникационных и серверных БП и в промышленных изоляторах токовой петли 4-20мА.
 

 

Изменено 31 января пользователем Yahont7

[_vintik]

2 часа назад, Yahont7 сказал:

По микрокнтроллеру на каждый элемент выглядеть будет примерно так:

Именно так, и ни каких аналоговых оптопар 0,01% ))) - только цифра. Не получается так, чтобы и море...и по колено.
Даже при работе в "тепличных" условиях (серверная), стабильность работы "линейных" оптопар вызывает сомнение.
 

2 часа назад, Yahont7 сказал:

Либо так «BMS Микроарт», детальнее тут>>.

Да, очень похоже на профессиональный подход. А как в работе - вопрос?