Le BMS parfait !?

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Dodécaèdre
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Re: Le BMS parfait !?

Message par Dodécaèdre » lun. 05 03 , 2012 17:20

nlc a écrit :Du coup la charge CC-CV est naturelle et vient du chargeur lui même, qui est une simple alim stabilisée en tension et limitée en courant. Durant la charge en CC, le BMS supervise chaque tension de cellule, et par un algo à mettre au point gère par avance l'équilibrage tout au long de la charge. En fin de charge le chargeur arrive en CV (si le BMS à bien fait son boulot d'équilibrage), et le BMS décide de couper quand le courant passe sous un certain seuil (implique donc un capteur de courant pour superviser le courant de charge).
.
A l'expérience les écarts de tension en court de charge des cellules Lifepo4 sont extrêmement faibles (quelques mV au maximum) ce qui rend ta stratégie d'équilibrage difficile compte tenu de la dispersion sur les mesures d'une cellule à l'autre. Les écarts de charge se révèlent en toute fin de charge par une divergence rapide des valeurs de tension. Or il ne reste alors quasiment pas de temps pour faire de l'équilibrage avec des valeurs aussi faibles que 200 mA, sur des cellules qui font 160 Ah ou 200Ah ... C'est intéressant quand même, tes modules BMS pourraient me servir pour remplacer mes CellLogs et faire un affichage centralisé des tensions et de la température; cela m'éviterait de les faire moi-même :)
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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » lun. 05 03 , 2012 17:24

200mA c'est peu, certes, mais j'ai prévu 2 belles bornes soudables pour ceux qui voudraient gonfler ce courant avec une résistance externe supplémentaire. Le mosfet qui fait la commutation tient 5A, donc ça laisse de la marge si besoin !! :D
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romelec
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Re: Le BMS parfait !?

Message par romelec » lun. 05 03 , 2012 19:10

nlc a écrit :
romelec a écrit :Prévois que le relais puisse être placé du coté secteur car certains chargeurs un peu plus intelligents (quoi que, pour le coup) qu'une simple alimentation CC/CV ne redémarrent pas une fois le coté batterie coupé en cours de charge.
Bah au pire si la charge ne redémarre pas une fois le contact coupé côté batterie c'est pas très grave, vu qu'en principe le chargeur sera débranché du secteur pour rouler dans le cas où le chargeur est embarqué ? Dans ce cas il devrait forcément redémarrer à la charge suivante ?

Ceci dit il y a un avantage à couper plutôt le secteur, c'est que le courant est plus faible et alternatif
Oui il va forcément redémarrer à la prochaine charge, mais l'équilibrage sera impossible s'il n'a pas une entrée pour diminuer le courant à la valeur du courant d'équilibrage.

Sauf si tu arrives à faire un algo qui prend en compte ce problème en estimant l'énergie à enlever lors de la charge suivante...

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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » lun. 05 03 , 2012 20:50

romelec a écrit : Oui il va forcément redémarrer à la prochaine charge, mais l'équilibrage sera impossible s'il n'a pas une entrée pour diminuer le courant à la valeur du courant d'équilibrage.
La sortie sera dispo si besoin sur la carte master.
Mais à mon sens de toute façon l'équilibrage est un faux problème, vu qu'en principe c'est vraiment pour rattraper des écarts faibles, et qu'en pratique s'il y a un élément plus faible que les autres c'est lui quoi qu'il arrive qui déterminera la capacité globale du pack.
romelec a écrit : Sauf si tu arrives à faire un algo qui prend en compte ce problème en estimant l'énergie à enlever lors de la charge suivante...
Ben l'algo le moins pire c'est d'estimer la capacité de chaque élément et piloter les 200mA d'équilibrage des éléments les plus faibles tout au long de la charge. Par exemple sur une charge de 5h ça permettrait de rattraper un écart jusqu'à 1Ah, c'est pas si négligeable que ça finalement ! :D
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Re: Le BMS parfait !?

Message par Citro » lun. 05 03 , 2012 23:38

nlc a écrit :Ben l'algo le moins pire c'est d'estimer la capacité de chaque élément et piloter les 200mA d'équilibrage des éléments les plus faibles tout au long de la charge. Par exemple sur une charge de 5h ça permettrait de rattraper un écart jusqu'à 1Ah, c'est pas si négligeable que ça finalement ! :D
Les éléments NiCd de nos VE PSA font 100Ah. La charge principale s'effectue à 20A (C/5) et la phase d'équilibrage à 5A (C/20). de mémoire.
Sachant que l'équilibrage dure régulièrement 2 heures sur mes voitures...

Pour la plupart de ceux qui suivent avec intérêt ton travail, le remplacement des éléments 100Ah NiCd se conçoit avec des éléments LiFePo en 160Ah minimum.
De ce cas, un équilibrage sur un différentiel de 2A (pour 10 heures de charge) semble trop faible, car le temps de charge principal diminue le temps de charge d'équilibrage.
C'est mon sentiment de profane, je n'arrive pas votre cheville en la matière. :oops:
L'electricité, c'est LA solution.

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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » mar. 06 03 , 2012 0:10

Citro a écrit : De ce cas, un équilibrage sur un différentiel de 2A (pour 10 heures de charge) semble trop faible, car le temps de charge principal diminue le temps de charge d'équilibrage.
J'ai pas compris la partie en gras !!

Après faut pas trop comparer avec le nicd : l'équilibrage dont tu parles c'est surtout une légère surcharge pour être sûr que tous les éléments soient chargés à bloc. Si un élément est plus faible que les autres il mourra très vite de toute façon, car la surcharge sera vraiment forte et il sera à 0 avant les autres, rien ne l'interdit, pas de bms pour surveiller les tension individuelles.

En lithium, il est de toute façon important que les éléments soient bien équilibrés au départ, l'équilibrage étant alors là pour rattraper des petites variations de capacité entre élément. Mais même sans aucun équilibrage, quoi qu'il arrive ça ne met pas en péril la bonne santé du pack, aucun élément ne pourra être surchargé ni sous déchargé, puisque la tension individuelle de chaque élément est supervisée.

La capacité totale du pack se calera de toute façon sur l'élément le plus faible, il atteindra le seuil bas avant les autres à la décharge, et il atteindra le seuil haut avant les autres à la charge. Le but de l'équilibrage étant alors de faire en sorte que quand l'élément le plus faible atteint la pleine tension, les autres aient la tension la plus haute possible, pour que la tension du pack soit toujours la plus haute possible à la fin de la charge.

Et l'équilibrage se fait sur le long terme, à chaque charge, si l'équilibrage intelligent qui anticipe n'arrive pas à faire arriver en même temps tous les éléments à la pleine tension c'est que les éléments sont trop déséquilibrés, il n'y a rien à faire, sauf à augmenter les courants d'équilibrage et gaspiller inutilement de l'énergie pour essayer de rattraper un truc irrattrapable (pansement sur jambe de bois)

De plus le fait d'avoir en continu toutes les tensions des éléments à la charge comme à la décharge permet d'anticiper ce genre de problème très facilement en analysant de temps en temps les courbes, un élément plus faiblard que les autres se repère de suite !
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Re: Le BMS parfait !?

Message par pdelagrange » mar. 06 03 , 2012 0:40

nlc a écrit :pour cette appli, un micro pas cher qui puisse s'alimenter à partir de 2V jusqu'à 5V (pour tenir le 4.2V) ça court pas les rues.
Ah ba en effet, j'ai regardé le prix et les specs du pic16F1823, ben... ça le fait.
Ceci dit, moi je prendrais le 12F1822 (8-pin), en package DFN (économie de PCB). Je tiendrais à garder une UART hard. Une UART lente, c'est du temps perdu, donc du courant perdu.

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Re: Le BMS parfait !?

Message par romelec » mar. 06 03 , 2012 10:22

pdelagrange a écrit :Ceci dit, moi je prendrais le 12F1822 (8-pin), en package DFN (économie de PCB). Je tiendrais à garder une UART hard. Une UART lente, c'est du temps perdu, donc du courant perdu.
Economie de PCB certes mais le composant est plus cher et je suppose que l'assemblage aussi.
Mais je suis d'accord avec toi, ca rentre sur un 8 pattes...

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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » mar. 06 03 , 2012 10:35

Il existe des micro moins chers encore, mais le problème c'est le voltage, aucun ne tient 5V !! Chez ST ils me certifient que les micros tiendront 4.2V, mais moi je prends pas le risque, car du coup toutes les spécifications ne sont plus forcément justes.
Sur mon proto, j'ai remplacé le 16F1823 par le 16F1503, un peu moins cher, sans eeprom et sans uart hardware. Il est pin à pin compatible donc si l'uart soft colle pas j'ai toujours moyen de revenir au 16F1823 avant de lancer la série.
Mais y a pas de raison qu'il ne colle pas, une com à 9600 bauds suffit amplement pour lire température et voltages d'un pack de 100 élément au moins une fois par seconde !! En plus avec ce que je suis en train de mettre en place c'est du quasi "simultaneous sampling" sur tous les éléments du pack au moment d'une lecture, c'est à dire que même si la trame mets 1 seconde à revenir au master, les voltages/températures auront été mesuré au même moment à quelques microsecondes près, important pour voir le comportement exact des tensions de chaque cellule sous le même courant. Et le baud rate va pas changer grand chose à la conso, la carte doit consommer dans les 5mA en opération, et une vingtaine de µA quand elle passe en veille quand il n'y a plus de communication au bout de quelques secondes !!

Sinon pour la version 8 pin du PIC je ne suis pas pour même si ça fait gagner un peu de place pcb, car ça m'obligerait à mélanger plusieurs fonctions pour économiser des pin, et je veux pas !! Il me faut 8 gpio :

- Rx
- Tx
- Mise en route de la référence externe et alimentation du pont diviseur contenant la NTC pour la mesure de température
- Valeur analogique du signal ci dessus pour mesurer de façon précise la NTC
- Valeur analogique du point milieu du pont diviseur NTC
- Valeur analogique de la référence externe (faut pas compter sur la référence interne du PIC, précision pourrie...)
- Sortie LED
- Sortie balancing

Le multiplexage de fonction, Elithion le fait ils utilisent un 12F510 en 8 pin donc. Sauf que leur signal mise en route référence externe pilote aussi le balancing et la led. En clair à chaque mesure de tension il faut absolument allumer la led et activer le balancing, je trouve ça con !
De plus ils n'ont pas le retour analogique de la tension réelle de sortie du signal mise en route référence externe qui alimente aussi la NTC, du coup la précision de mesure NTC n'est pas très bonne car une sortie de PIC mise à 1 ne sort jamais la pleine tension VDD !

Avec la version 14 pin c'est bien plus souple, par exemple je route le signal Rx aussi sur la pin INT du pic ce qui permet un réveil sur trame de communication même avec la version 16F1503 qui n'a pas d'uart (le 16F1823 peut se réveiller directement sur le signal Rx). Et également j'utilise 3 pin en sortie en parallèle pour activer la référence externe et alimenter le pont NTC, du coup la tension de sortie monte plus haut et se rapproche plus du VDD (mais je mesure quand même la tension en retour pour être au top en précision).

De plus le balancing et la led sont totalement indépendants, je les pilote comme je veux, je trouve ça plus propre ! :D
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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » mar. 06 03 , 2012 10:36

romelec a écrit : Mais je suis d'accord avec toi, ca rentre sur un 8 pattes...
Pas selon mes critères, voir ci dessus :D
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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » mer. 07 03 , 2012 11:55

Bon ca avance, l'uart soft full duplex bufferisée dans le 16F1503 est terminée et validée, ça marche nickel, pas besoin du 16F1823 qui est plus cher ! Une capture de l'endroit où les 8 bits sont échantillonnés après le start bit, toujours dans la zone en gris (persistance infinie activée dans l'oscillo).

Image

Le test de validation a été passé avec succès aussi, dans le while(1) de la tâche de fond, je renvoie tout ce que je reçois :

Code : Tout sélectionner

u8 c;

if ( _uartReceive( &c ) )
   _uartSend( c );
Du coup envoi par le PC d'un gros fichier d'un peu plus d'1Mo, réception en simultané de ce que renvoie la carte bms, et près de 20 minutes plus tard quand le transfert est terminé, comparaison des 2 fichiers, qui sont strictement identiques 8)
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Re: Le BMS parfait !?

Message par nlc » mer. 07 03 , 2012 11:56

Sinon j'ai pas eu de retour concernant l'architecture de la carte master, ça parle à personne !?? :D
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Re: Le BMS parfait !?

Message par poirot89 » mer. 07 03 , 2012 18:48

Pour la carte master, je suis un peux largué, mais voila les fonctions que je recherche:
-équilibrage des éléments
-une sortie lorsqu'un élément descends en dessous de 2,5V (pour coupure ou voyant rouge)

Ensuite pour le fun, pourquoi pas:
-un compteur d'Ah pour ne pas déclencher trop vite lorsque la batterie n'est pas sur sa fin (autoriser les éléments à descendre à 2V quand la batterie n'est pas en fin de décharge). Utile pour ceux qui comme moi mettent à genoux leur pack pour en sortir le maximum.
-un paramétrage simple via un fichier sur une SD ou un logiciel (tensions de déclenchement, températures, programmations des sorties de la carte pour avoir plusieurs seuils, etc...)
-remis à zéro du compteur journalier d'un Cycle Analyste (ou sortie écran et CA intégré) lorsque la charge est terminée

Voila ce qui me passe par la tête, je suis impatient que la version "de base" soit en vente pour pouvoir protéger mes futures packs.
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Re: Le BMS parfait !?

Message par dirk pitt » mer. 07 03 , 2012 20:44

Hé Hé, mister Poirot, vous ici ? ça fait plaisir de te voir passer sur le forum.
A bientot j'espere.
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Re: Le BMS parfait !?

Message par Citro » mer. 07 03 , 2012 22:06

nlc a écrit :Sinon j'ai pas eu de retour concernant l'architecture de la carte master, ça parle à personne !?? :D
Je suppose qu'il y aura une sortie afficheur pour la jauge, l'éconoscope (Ampères instantané), la puissance instantanée en kW...
Y aura-t-il possibilité de basculer en mode dégradé en fin de décharge pour éviter la panne sèche en roulant sous un courant limité.

Je verrais bien une communication bluetooth ou wifi avec une appli sous android ou iOS pour les smartphones ou tablettes (pour afficher la jauge, la puissance, la température de l'élément le plus chaud...). Bref unt tableau de bord déporté.
Eventuellement une sortie sur le bus can des véhicules équipés OBD, mais il faudrait savoir si les protocoles VE sont enfin normalisés.

Le plus gros point concerne le pilotage du chargeur, notamment celui des VE NiCd...
L'electricité, c'est LA solution.

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