Bygger 12V litiumbatteri med övervakning och laddarstyrning.

[jesse]

Håller på att bygga ett 12V litiumbatteri med BMS och laddarstyrning.
Ska inte dra så mycket detaljer här, men här kommer ett par bilder på mitt testbatteri:

Har kopplat ihop cellerna med hjälp av tillplattade 12mm kopparrör. De är lätta att borra hål i och bara skruva dit.
Lite hårda bara, så de lämpar sig nog inte i ett fordon. Testar laddning och urladdning upp till ca 50A (Banankontakterna blir lite varma!), celltemperaturen stiger till ca 40 grader och kopparblecken ligger nog på 50 grader...

DSCN5911.JPG

DSCN5912.JPG

DSCN5913.JPG

kod för övervakningsprocessorn och loggning av laddcykel...

DSCN5914.JPG

Ska bygga ett 48V batteri (40Ah) till min elmoped senare.... 16 celler.

[Fagge]

Trevligt,
Ska inte dra så mycket detaljer

Va..men det är ju Just detaljerna vi är intresserade av på detta forumet!

[jesse]

Var lite trött i går kväll - därav avsaknaden av "detaljer".

Det är egentligen en förenklad variant av den här:
BMS för upp till 192 st LiFePO4 celler
och bygger alltså på Linear Technology's LTC6802-1 och hanterar 4-8 celler.

Denna krets mäter alla cellerna ner till 1.5 mV upplösning (och noggrannheten är också ca 1.5 mV. Ser man över hela temperaturområdet och mellan olika individuella kretsar är det något mer, kanske 6 mV, men eftersom alla cellspänningar mäts i samma krets så är detta mindre viktigt här).

Sedan har jag två separata ingångar för temperaturmätning med NTC-motstånd, sant en stömsensoringång. Strömsensorn har fått en egen ADC - En MCP3551 eller MCP3553.

MCP3551 klarar bara 12.5 samples per sekund, men har ett bra 50Hz filter. MCP3553 klarar 60 samples per sekund och är lämpligare om man t.ex använder en generator med varierande frekvens.
Den är kopplad via ett lågpassfilter (RC) till en Allegro strömsensor - ACS758 (halleffekt) - den syns på batteriets framsida nere till höger, lödad direkt på kopparblecket.

Det finns ingen display - bara 4 lysdioder som indikatorer (har ej bestämt hur de ska lysa än!) , fyra st. "open drain" utgångar för att styra laddare samt varna för låg spänning. Här finns möjlighet att koppla in kontaktorer eller MOSFETar för bortkoppling av last t.ex.

Den har dessutom en NMEA-talker som är programmerbar så att den kan skicka valbar information upp till 1 gång per sekund. "Programmeringen" sker via kommandon till en NMEA-listener. Optiskt isolerad, givetvis, enligt standard. (NMEA 0183)

Talkern består av en ADM3483E (Half-Duplex, RS-485/RS-422 Transceiver) med +/-15kV ESD-skydd på utgångarna. (mottagardelen används ej).

Listenern består mest av optokopplaren H11L1 som är förvånadsvärt bra. Den är digital och mottagardelen fungerar på 3-15V matnigsspänning. Lysdiodens framspänning är på endast 1.2 volt vilket ger goda marginaler (NMEA ska klara signaler ner till 2.0 volt)

Som spindel i nätet finns en Atmel Atmega644 som sköter det hela via SPI och UART samt 8 digitala utgångar (för LED och MOSFET).

[hogge]

Vart har du köpt batteriet ?

Intressant projekt skulle vara perfekt i min kommande pistmaskin (rullstolchassie).

[jesse]

Det är Thundersky-celler. Batteriet är begagnat (från en f.d elbil). Jag fick ett stort gäng celler varav 1/3 var totalt körda, några få celler var halvbra. Resten, ca 25 st fungerar perfekt och har kapacitet på ca 38-44 Ah.

Dessa som jag har kopplat upp här hör väl inte till de allra friskaste - det till vänster har t.ex svällt upp ca 5 mm... Här om natten hade jag en dröm där jag kom in i verkstaden och såg hur alla celler exploderade med en kaskad av någon tjock gul vätska sprutade upp ur dem med rök i hela rummet...


Sedan har jag ett gäng 90 Ah celler från Thundersky också - de är splitter nya. De är direktimporterade från Thundersky (vi köpte in några hundra celler)

[nosretep]

Hej!

Som novis på detta område (eletriskt okunnig) tänkte jag passa på att fråga er deltagare i detta eminenta forum om ni har någon åsikt om BMS:er för Li-Jon-batterier som ska användas i större applikationer som t.ex. truckar, golfbilar, el-scooters och kanske på sikt även i olika typer av elbilar:

- Vilka parametrar/prestanda är viktigast för att leverera en kompetent BMS?
- Vilka aktörer är ledande på marknaden för detta?
- Föredrar batteritillverkarna att använda egenutvecklade BMS:er eller köper man denna teknologi från andra bolag?

Tack på förhand,


/BMS-intresserad

[jesse]

Nu är det ju inte batteritillverkarna som använder BMS, utan biltillverkarna.
Batteritillverkarna brukar ha enkla BMS till salu, men ofta är de lite för primitiva.

Biltillverkarna tenderar att tillverka sina egna BMS:er och är väldigt hemlighetsfulla med sina finesser.
De lägger ut miljontals kronor för att utveckla absolut bästa funktion.

BMS:ens funktion är ju att göra en kompromiss mellan lång körsträcka och lång livslängd på batteriet.
Viktiga funktioner är förutom den självklara spänningsövervakningen för varje cell:

* någon form av balanseringsmetod (shunt, omfördelning, m.fl metoder)
* temperaturövervakning av celler
* felhantering / varningssystem för trasiga celler, dåliga anslutningar mm..
* styrning av laddare
* larm / varning / begränsning av uttagen ström vid närmande av låg spänning
* beräkning av SOC (state of charge) och SOH (state of health)

övriga options:
* olika användarprofiler
* underhållsladdningsprogram
* loggning, statistik
* energiberäkning (antal kWh kvar)

Jag håller på med att utveckla en BMS bl.a. för Mercedes ... Den testkörs just nu i några bilar.
Vi håller också på att utveckla ett färdigt system med laddare och batterier för hemmakonverterare som bygger på Mercedes-BMS:en.

[blueint]

@jesse, utveckling för Mercedes som jobb? (R&D)

Var kom batterierna till elbilen från början?,

Kretskortet ovanpå batteripacken verkar intressant. Närbild?, schema?
Hur hanteras situationen att batteriet är farligt lågt urladdat. Men kretskortet behöver egen el?

[jesse]

Kortet är en specialbeställning från kund.

>Var kom batterierna till elbilen från början?,

eh.. hur menar du? Vilka batterier?

>vid farligt låg spänning....

alla kretsar stängs av förutom ADC som står på standby.
(efter viss fördröjning, larm aktiverat mm...)

[blueint]

Tänkte på detta "Det är Thundersky-celler. Batteriet är begagnat (från en f.d elbil)". Vad gick elbilen på isåfall? bild?

[Electricguy]

vad kostar en sån där battericell ungefär?

[jesse]

Importerar du själv stora partier kan du närma dig ner mot 1US$ per Ah, annars ligger de nog närmare 1.5 US$ eller mer.
DVS. en 40 Ah cell = ca 390 kr /st.

[Thorped]

vad kostar en sån där battericell ungefär?

http://www.alliancerenewableenergy.com/ ... ies_c3.htm

[blueint]

Hur är det med transportrestriktioner?, litium är ett extremt reaktivt ämne.

[Andy]

Transportrestriktioner?
Du tänker kanske på t ex; el-bil som korsar järnväg och träffas/mosas av tåget och sedan slungas ner i en bäck eller liten sjö? Intressant !