iBMS by Interflexo


RuFuS
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por RuFuS »

RJSC Escreveu:Só não gostei da alimentação do sistema ser feita por parte do pack, mas para quem anda e carrega frequentemente acaba sempre por o equilibrar.
Acho o preço da versão de 16 células competitivo mas a diferença de preço para a versão de 24 grande, dado que o hardware extra são resistências para o divisor e multiplexers e o trabalho de investigação e desenvolvimento foi o mesmo para ambas as versões.
O divisor está com a mesma impedância em todas a células ou impedâncias crescentes para garantir igual corrente de descarga em todas?
Tens razão, com esse tipo de alimentação vai ser mais um desBMS que um BMS... :? :roll:

Por falar na alimentação fiquei na dúvida como esse consumo (que vai desbalancear as células da qual se alimenta) foi medido, pois 24mAh parece-me muito pouco para o tipo de circuito apresentado...!?? :?
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MRider
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MRider »

RJSC Escreveu:Só não gostei da alimentação do sistema ser feita por parte do pack, mas para quem anda e carrega frequentemente acaba sempre por o equilibrar.
Acho o preço da versão de 16 células competitivo mas a diferença de preço para a versão de 24 grande, dado que o hardware extra são resistências para o divisor e multiplexers e o trabalho de investigação e desenvolvimento foi o mesmo para ambas as versões.
O divisor está com a mesma impedância em todas a células ou impedâncias crescentes para garantir igual corrente de descarga em todas?

É uma boa questão .

Vamos esperar pela resposta :-)
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

jmal Escreveu:Exato, então e o pic lê em que tensão ? 4.096 certo ?

A partir do momento em que divide a tensão na entrada, tem uma perda de resolução, o que faz depois com elas serve apenas para atenuar ruídos.
4.096V certo.

O divisor é de 1M + 51,1K
A razão de amplificação do amplificador de instrumentação é de 17.9573

Da forma banal a que te referes ao assunto desde o início decerto é fácil calculares a dita perda de resolução. Depois de apresentares os teus cálculos a esta comunidade bem atenta esta irá validar os teus cálculos e eu juntarei mais essa especificação ás que já presentei. Se precisares de mais algum dado é só apitares.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

RuFuS Escreveu:Por falar na alimentação fiquei na dúvida como esse consumo (que vai desbalancear as células da qual se alimenta) foi medido, pois 24mAh parece-me muito pouco para o tipo de circuito apresentado...!?? :?
Como de costume os seus dados estão errados RuFuS.

Está escrito acima:

(...)
O consumo do próprio BMS das primeiras baterias é balanceados ao fim de alguns minutos. Mesmo 8 horas de uso (3 drive + 5 carga) significam 96mAh que balanceiam ao fim de 24 min no final da bulk charge.
(...)

O consumo foi medido com um amperímetro em série no cabo de balanceamento da bateria mais alta que alimenta o BMS. Campo de medida do amperímetro de 40.000 counts: 40mA; Resolução: 0.001mA; Accuracy: ±(0.15%+15cts)

O consumo parece pouco porque o projecto foi cuidado. E posso-lhe dizer que fácilmente retiro cerca de 5mA ao consumo ficando-se o total pelos 7mA tornando a actuação dos MOSFET de carga um pouco mais lenta sem qualquer consequência de maior.

MOSFETs de carga? Mas espere aí o seu BMS usa MOSFETs para cortar o carregador quando uma bateria está alta demais? Sabe, eu tenho alguns carregadores de 60A nominais... Para não efectuar o hijack deste tópico envie-me por favor por mensagem privada o link do seu tópico para eu me informar.
Última edição por MVS em sexta dez 27, 2013 9:11 pm, editado 3 vezes no total.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por RuFuS »

MVS Escreveu:
RuFuS Escreveu:Por falar na alimentação fiquei na dúvida como esse consumo (que vai desbalancear as células da qual se alimenta) foi medido, pois 24mAh parece-me muito pouco para o tipo de circuito apresentado...!?? :?
Como de costume os seus dados estão errados RuFuS.

Está escrito acima:

(...)
O consumo do próprio BMS das primeiras baterias é balanceados ao fim de alguns minutos. Mesmo 8 horas de uso (3 drive + 5 carga) significam 96mAh que balanceiam ao fim de 24 min no final da bulk charge.
(...)

O consumo foi medido com um amperímetro em série no cabo de balanceamento da bateria mais alta que alimenta o BMS. Campo de medida do amperímetro de 40.000 counts: 40mA; Resolução: 0.001mA; Accuracy: ±(0.15%+15cts)

Isso parece-me muito baixo para o circuito apresentado... :roll:

Fiquei então sem perceber por gafe sua ou má interpretação minha:

- indica que em 8horas consome 96mAh. Não quereria dizer 96mA de consumo em 8 horas de utilização (o que dá um consumo de 12mAh...)? ou estou errado?
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

RJSC Escreveu:Só não gostei da alimentação do sistema ser feita por parte do pack, mas para quem anda e carrega frequentemente acaba sempre por o equilibrar.
Acho o preço da versão de 16 células competitivo mas a diferença de preço para a versão de 24 grande, dado que o hardware extra são resistências para o divisor e multiplexers e o trabalho de investigação e desenvolvimento foi o mesmo para ambas as versões.
O divisor está com a mesma impedância em todas a células ou impedâncias crescentes para garantir igual corrente de descarga em todas?
Obrigado pelo seu input mostra reflexão ponderada.

O divisor é idêntico para todas as células na mesma board. Varia com a química e com o número total de células na board. Não é practico usar valores distintos por célula porque a razão de amplificação a seguir ao multiplexer teria de variar por escalões para manter as tensões dentros do valores óptimos para a leitura ADC por parte do PIC. Tudo na vida é uma solução de compromisso.

O consumo do BMS pode ser de 12mA ou 7mA a pedido do cliente. O BMS só consume quando a ignição está ligada ou a carregar. O consumo do divisor é permanente mas muito baixo. Já dei acima um exemplo de valores para o divisor.

As diferenças entre as placas de 16 e 24 células são muito maiores do que aquilo que parece:

A placa de 24 células tem:

Mais componentes e mais trabalho de montagem "through hole".
2 x PCBs maiores e com mais furações
PCBs com acabamento ENIG em vez de HAL
50% mais células para calibrar.
Multiplexers Analog Devices muito mais caros.
Isoladores fotovoltaicos de 10V muito mais caros.
MOSFETs muito mais caros multiplicados por 10 unidades.
Duas alimentações reguladas 5V e 10V, a placa de 16 células apenas tem uma de 5V.

e devo estar a esquecer algo...
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por O_volt »

Adorei o facto do BMS desligar qdo a mota está parada...
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e_bike
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por e_bike »

Parabéns ao MVS pelo seu excelente trabalho! Muito sucesso no negócio!
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jmal
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por jmal »

MVS Escreveu:
jmal Escreveu:Exato, então e o pic lê em que tensão ? 4.096 certo ?

A partir do momento em que divide a tensão na entrada, tem uma perda de resolução, o que faz depois com elas serve apenas para atenuar ruídos.
4.096V certo.

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Da forma banal a que te referes ao assunto desde o início decerto é fácil calculares a dita perda de resolução. Depois de apresentares os teus cálculos a esta comunidade bem atenta esta irá validar os teus cálculos e eu juntarei mais essa especificação ás que já presentei. Se precisares de mais algum dado é só apitares.
Eu só fiz a pergunta por vi no display que usava 3 casas decimais, dai a questão.
Quanto a resolução, é natural que perca alguma porque todos os componentes têm margens de erro, só na conversão (divisão e multiplicação) perde 13%, salvo erro, depois terá as consecutivas somas diferenciais, não vou entrar em pormenores, ate porque mesmo com uma resolução de 0.02 chega para fazer o trabalho.

Boa continuação. :)
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Re: iBMS by Interflexo

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Obrigado jmal.

De facto resolução não perde mas é óbvio que esta aproximação tem limitações. Não é escalável para números muito elevados de células.

Quando se escala a tensão total do pack no divisor para ficar num range de 5V as primeiras baterias ficam com valores muito baixos. Quando após o multiplexer vamos amplificar as tensões diferenciais para ficarem no range correcto para uma boa leitura ADC o ruído também é amplificado. A única fonte de ruído que me causou problemas foi o gerado pelas próprias linhas digitais de endereçamento do multiplexer analógico. Isto depende muito da qualidade do multiplexer. Daí no caso do hardware para 24 células estarem a ser usados multiplexers da Analog Digital bem caros e fazem toda a diferença. Além disso são ainda utilizadas técnicas de cancelamento de ruído para a primeira bateria.

Existem uns comentários em letra pequena nas datasheets de alguns multiplexers analógicos de que podem aparecer misturados no sinal de saída componentes de tensão dos sinais digitais de endereçamento.

O divisor foi também cuidadosamente balanceado para que a impedancia fosse elevada para manter o consumo controlado mas por outro lado não demasiado elevado para que o ruído térmico causa-se problemas.

Esta filosofia funciona até ás 32 células.

Quanto ao consumo do BMS:

Quando me referi ao hardware para 32 células disse:
(...)
A medição de correntes pode ser feira por 5 resistencias de sense de 1mOhm em paralelo ou por um sensor de efeito Hall externo. No caso de ser usado o sensor de efeito Hall exteno este tem um consumo de 22mA (iria triplicar o consumo do BMS) e obriga é colocação de um DC/DC converter (TracoPower - Suiço) na placa CPU para que a alimentação do BMS seja feita pela totalidade do pack - esta opção está sempre disponível nesta placa mesmo para o current sense resistivo.
(...)

Esta solução de alimentação está disponível para todas as placas a pedido do cliente. Ou seja qualquer das placas propostas pode ser alimentada da totalidade do pack em vez da 3º ou 4ª células dependendo da placa. Simplesmento fica mais caro para resolver um problema que na realidade não o é.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

O_volt Escreveu:Adorei o facto do BMS desligar qdo a mota está parada...
Já reparamos dezenas de packs de lítio de químicas variadas de bicicletas eléctricas com sistemas de BMS duvidosos. Uns nunca desligam e matam o pack quando o utilizador não o carrega regularmente de 3 em 3 meses, outros não têm qualquer sistema de balanceamento, outros têm mas as resistências de bleed não foram sequer colocadas, outros têm células LiFePO4 e o sistema de balanceamento está preparado para células Li-Ion (3,7V). Em suma é um compêndio de tudo o que não deve ser feito.
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Re: iBMS by Interflexo

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e_bike Escreveu:Parabéns ao MVS pelo seu excelente trabalho! Muito sucesso no negócio!

Força com o projeto e espero poder conhecer o MVS um dia num dos encontros VE! ;)
Obrigado e_bike.

Vamos com certeza ter a oportunidade de nos conhecer. Este País é pequeno em área mas grande na sua gente...
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por O_volt »

Falando de ruído (eletrónico) , nas vossas experiências fizeram algum teste que permitisse verificar que o ruído normal de funcionamento de um VE não venha a interferir no bms como, por exemplo, Xenon ou a própria buzina?
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por RuFuS »

MVS Escreveu:
O_volt Escreveu:Adorei o facto do BMS desligar qdo a mota está parada...
Já reparamos dezenas de packs de lítio de químicas variadas de bicicletas eléctricas com sistemas de BMS duvidosos. Uns nunca desligam e matam o pack quando o utilizador não o carrega regularmente de 3 em 3 meses, outros não têm qualquer sistema de balanceamento, outros têm mas as resistências de bleed não foram sequer colocadas, outros têm células LiFePO4 e o sistema de balanceamento está preparado para células Li-Ion (3,7V). Em suma é um compêndio de tudo o que não deve ser feito.

Olhe que há aqui muitos defensores desses BMS chineses...talvez agora mudem de opinião... ;)
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Re: iBMS by Interflexo

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Há de tudo RuFuS. Há sempre o perigo e a injustiça de gereralizar.
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Re: iBMS by Interflexo

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Respondendo a si O_volt:

Uma das razões para as falhas em serviço de um sistema de BMS é justamente o ambiente agressivo do sistema (VE) onde este é instalado.

Tomamos todas as precauções necessárias na fase de projecto e depois submetemos o BMS a todo o tipo testes sem qualquer piedade e fomos melhorando ao longo dos anos sem que alguma vez tenha havido um reset do CPU ou qualquer mau funcionamento devido a transientes. O lema é: "estar sempre preparado para o pior...".

O CPU tem watchdog timer programado, em caso eventual de bloqueio um reset no intervalo de 1s inicializa todo o sistema (s/ registo até ao momento).

Tivemos duas únicas falhas devido a soldadura no circuito de bleed que deixou de funcionar para uma célula. O carregador deixa de carregar porque aquela célula não baixa abaixo dos 3,65V, na interface vê-se claramente um único bleed permanentemente actuado. Desmontagem, a inspecção visual confirmou a falta do chanfro de solda brilhante, rectificação á solda e ficou resolvido. O VE nunca ficou impedido de circular.

A solução do divisor impede que pelas células entrem transientes com tensões perigosas ou com capacidade de corrente pela secção de avaliação.

Pela secção de alimentação como já referi acima:
(...)
A alimentação dos reguladores especialmente desenvolvidos para o ambiente agressivo da industria automóvel é ainda protegia contra ligação reversa, corrente excessiva e transientes (TVS).
(...)

Os reguladores de tensão para alimentação do BMS são os LM2931 da ON Semiconductor c/ 60V Load Dump protection e -50V Reverse Transient Protection, a sua entrada está ainda protegida com diodos Schottchy de 100V, PTC de 0,75A, TVS de 18V 1500W e condensadores todos cerâmicos.

Os PFETS de bleed são 30V e são sempre usadas resistências de pull-ups ou pull-downs para que em caso de falha eventual e sistema reverta sempre a uma configuração o mais segura possível.

Os MOSFET de carga estão montados back to back nos MOSFET de descarga (common drain). A source dos MOSFET de carga é flutuante e a gate é comandada por um fotoisolador galvânico da (IRF).

Os testes de protecção contra-curto circuito foram os testes mais duros lançados sobre o sistema. O sistema corta um curto-circuito de 500A sem que um fusível ATO de 7,5A (I2t = 60A2s) tenha tempo de actuar.

Gráfico de corrente no corte de um curto-circuit de 500A (0,750mOhm sense) pelos MOSFET de descarga do BMS.

Imagem

Linha amarela: Elevação da tensão na célula 4 durante o "kick back" indutivo do corte to curto-circuito
Linha azul: Tensão da célula 4 limitada a 18V á entrada do regulador de tensão da placa depois de protegido com o TVS de 18V 1500W
Reparar que aqui a escala da base de tempo são 500 nanosegundos (ns). Um raio de luz (v = 300.000Km/s) percorre apenas 30cm durante 1ns.

Imagem

Linha amarela: Corrente durante o curto-circuito, corte pelos MOSFET de descarga do BMS e "kick back" indutivo.
Linha azul: Tensão total do pack durante o evento

Imagem

Desde motores potentes de escovas de corrente contínua, carregadores elouquecidos e falhas catastróficas de controladores de motor já foram lançadas uma boa quota parte de bolas com efeito sobre o sistema até hoje apanhou-as todas sem deixar cair. A equipa que trouxe o projecto até aqui vai continuar por cá...

A buzina foi testada, o kit Xenon penso que não mas não antevejo qualquer problema.

O mesmo já não se pode dizer para os DC/DC converters baratos e não isolados que abundam por aí e que estão na origem da maior parte dos problemas de compatibilidade com os kits Xenon.
Imagem


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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por O_volt »

Fiquei esclarecido e convencido.
Agora falta só teres uma solução para 1 BMS para 40/42 celulas para Vectrix que mais tarde ou mais cedo serão todas convertidas.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por jmal »

MVS Escreveu:
O_volt Escreveu:Adorei o facto do BMS desligar qdo a mota está parada...
Já reparamos dezenas de packs de lítio de químicas variadas de bicicletas eléctricas com sistemas de BMS duvidosos. Uns nunca desligam e matam o pack quando o utilizador não o carrega regularmente de 3 em 3 meses, outros não têm qualquer sistema de balanceamento, outros têm mas as resistências de bleed não foram sequer colocadas, outros têm células LiFePO4 e o sistema de balanceamento está preparado para células Li-Ion (3,7V). Em suma é um compêndio de tudo o que não deve ser feito.
Algumas tecnologias Li e até outras, como nimh não necessitam de balanceamento, apenas de controlar os limites, dai não terem resistências ou sistemas de controle de tensão/corrente por célula, a sua resistência baixa após carga, faz o resto.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por RuFuS »

O_volt Escreveu:Fiquei esclarecido e convencido.
Agora falta só teres uma solução para 1 BMS para 40/42 celulas para Vectrix que mais tarde ou mais cedo serão todas convertidas.
Olha, nem mais...era mesmo isso que ia perguntar! ;)

Mas para a Vectrix também tem que alterar a potência de descarga...são 27kW de pico...pelo menos na minha Vectrix VX-1 Premium... :)
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Mumia »

O_volt Escreveu:Falando de ruído (eletrónico) , nas vossas experiências fizeram algum teste que permitisse verificar que o ruído normal de funcionamento de um VE não venha a interferir no bms como, por exemplo, Xenon ou a própria buzina?
Pois... donde conheço essa falha com a buzina donde donde loooool
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