BMS 1.4 za LiPo

Po dolgem času sem predelal master enoto za BMS. Glede na to, da je bilo potrebnih preveč kablov za priklop funkcij sem se odločil, da predelam obstoječo kontrolno enoto.

Napravil sem nov PCB, ki vsebuje vse priklope za Dupont natične konektorje. Potrudil sem se, da sem ohranil enako funkcionalnost v kompaktnem pakiranju. Enoto lahko obrnemo vertikalno glede na LCD za montažo v majhno škatlico ali pa pustimo priklopljeno horizontalno, če je zadaj dovolj prostora.

Program za pretvorbo vrednosti baterij je naredil Matjaž Kranjc. Vrednosti celic lahko skozi RS232 port mikrokontrolerja posnamemo na PC s terminal programom. Shraniti moramo vrednosti kot txt vrednosti brez prekinitve. Program prešteje položaje celic in določi št.stolpcev. Potem pretvori hex vrednosti v mV. Vrednosti v csv datoteki so ločene z ;. Tako lahko excel direktno uvozi stolpce.

converter

Funkcije v novi master enoti

• nadzor nad statusom baterij in prikaz Vh in Vl celice na LCD
• prikaz temperature pri celicah
• rdeča LED za opozorilo na kontrolni plošči
• Balansiranje baterij v zaključni fazi polnjenja cca 1A
• galvansko izoliran izhod za linearno zmanjšanje moči polnilca pri balansiranju
• galvansko izoliran izhod za odklop polnilca v primeru preseženja najvišje vrednosti celic
• serijski izhod za diagnostiko, lahko deluje preko PCja ali preko Bluetooth povezave.
• poseben kabel za hitro programiranje enote z novimi nastavitvami

Ker se je izkazalo, da ima BMS nekaj težav z balansiranjem LiPo celicsem se odločil, da predelam tudi BMS slave enote. Pripravil sem module za priklop do 8S celic. Seveda lahko priklopimo tudi manj celic, le povezave med njimi moramo napraviti.

Balansiranje pod 4V skoraj ni efektivno. Baterije se splača balansirat od 4V navzgor, nižje je notranja upornost celice tako majhna, da BMS ne more zaustavit celice.

Ravno tako sem opazil, da si trenutni moduli pri balansiranju podajajo naboj med sosednjima celicama. To se vidi tako, da pri balansiranju vrednost celice naraste za 0,05V in ostane tako, dokler balansiramo! Nekaj sem rešil z dodatkom 47uF kondenzatorjev med + in – kontakte BMS. Ne pozabimo pa, da je + pol ene celice hkrati tudi – predhodne!!!

Trenutno vsebuje BMS za 8S kar enoten 9polni kabel za priklop celic. Priklopljen je na sredi, zgoraj so tranzistorji za balansiranje, spodaj pa logični del. Na ta način tok ne potuje vzporedno s senzorskim odvzemom, kar zniža možnost za motnje. Hkrati pa sem napravil tranzistorski del samostojen. Darlington tranzistor TIP122 je hkrati tudi ponor toka. Aktiviramo ga z šibko bazo 10K, kar ga odpre za cca 3A.  Na ta način lahko za hlajenje uporabimo kar karoserijo od avta ali pa aluminijast kotni profil. Še razmišljam, da bi na BMS zaradi varnosti vgradil talilne varovalke 8A. Kar zalotal bi jo med sledi na PCB. Tako bi bil zaščiten, da v primeru odpovedi tranzistorja ta ne bi spraznil celice. Zaradi ločene sledi lahko sistem spremlja celoco tudi če tranzistor pregori!

Galvanska ločitev in BMS

Med vožnjo pri višjih vrtljajih sem opazil motnje v BMS prikazu. Master izgubi komunikacijo in za trenutek resetira. Preden sem dodal še 8 celic v verigo je BMS deloval zelo dobro. Sedaj pa izgublja kominikacijo tako med vožnjo in med polnjenjem. Zakaj?

Napako sem izsledil pri kontrolerju. V bistvu ni napaka… je pač tako narejen. Meritev napetosti DC je izvedena z uporovnim delilnikom v mega omskem rangu. To zadostuje za galvansko ločitev cca 280VDC, očitno pa je premalo za napetost nad 300VDC. Ker je senzorska plošča taka kot pač je, zaenkrat ne morem rešit nič. Potrebno bi bilo izdelati novo senzorsko ploščo z operacijskim ojačevalcem za meritev napetosti. Ta je galvansko ločen že iz tovarne, vendar zahteva komplicirano nastavitev in je dražji.

Dilemo o delovanju BMS sem rešil tako, da sem v verigo napajanja vložil galvansko ločen napajalnik DCDC 2W, ki loči BMS od karoserije. Tako vsa reč spet funkcionira normalno.

Sklenil sem, da v kabini vgradim vtičnico, ki bo priklopljena na 300VDC. Tako bom imel vedno na voljo elektriko za napajanje polnilca za telefon ali za računalnik v kolikor se bo spraznil. seveda je to vtičnica s poklopcem zaradi varnosti!

Tudi v prtljažnik sem vgradil eno vtičnico, ki pa jo bom uporabljal z ene faze na polnilnici. Tako bo mogoče polniti vse napravice, ki nas spremljajo vsak dan…