Zekering meten tussen parallel geschakelde accu's

Beste forum leden,

Ik ben bezig met een flinke accu voor een elekrische scooter.
Deze betaat uit 22 in serie geschakelde 18650 litium cellen en dat 15X 22S15P dus.

Als beveilig tegen overcharge/discharge/overcurret wordt er een BMS aan gekoppeld, maar die beveiligd alleen de groepen cellen die in serie staan.

Wat nou als 1 cel defect raakt en dan zodanig dat die cel kortgesloten is. Dan gaan de 14 parallel geschakelde cellen hun erergie dumpen in de defecte cel en gaan er dus gigantische stromen lopen. BMS schakelt misschien wel de verbruiker uit, maar intern is het vuurwerk met die dingen (schijnt bij boeing wel eens gebeurd te zijn).

Nu wil ik tussen de paralle cellen zekeringen plaatsen. Mocht er iets gebeuren dan knalt er 1 of meerdere zekeringen uit.

Nu komt het.

Hoe kom ik er ooit achter of een zekering kapot is zonder over iedere cel de spanning te meten en kijken om het omhoog gaat tijdens het laden?

this is my signature

Over elke zekering een R + LED zetten?

LiA (Leven is Avontuur)
High met Henk

Special Member

Je kunt gaan multiplexen in deellast en steeds andere series inschakelen. Kan evt ook alleen bij opstart, maar dan test je wellicht onbelast.

Als je steeds 1 string in schakelt kun je per cel op de nodes de spanning meten...

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Op 24 december 2017 21:48:02 schreef Mat...
Wat nou als 1 cel defect raakt en dan zodanig dat die cel kortgesloten is. Dan gaan de 14 parallel geschakelde cellen hun erergie dumpen in de defecte cel en gaan er dus gigantische stromen lopen..
..

Nee :)

Stel je hebt 22 in serie en één of meer cellen gaan stuk.
Of ze onderbreken de kring (of krijgen meer weerstand) er gaat dan geen of minder stroom lopen.
Of ze gaan meer geleiden (tot en met kortsluiting). De 22 cellen gaan zich dan gedragen als 21 cellen met een stukje koperdraad ertussen (de kortgesloten cel). Er kan dan stroom gaan lopen van de naast gelegen series maar die is nooit hoog want je hebt een 10A zekering per streng en de BMS kan ze apart bewaken zeg je.

Edit: ooh ik zie het al, je hebt een BMS die balanceert. Ik denk dat de BMS dit netjes kan rapporten. Die zal merken dat een bepaalde rij minder stroom opneemt.

Al leg je duizend cellen in serie, de stroom door elke cel wordt bepaald door wat er aan de hele streng is aangesloten (de BMS volgens jouw lezing), niet door cellen onderling. Weerstand verhogen of verlagen is geen enkel punt, als je niks aansluit gebeurt er niks. En als je de boel kortsluit gaat de stroom door alle cellen én dus de zekering en wordt niet nog hoger door cellen die stuk zijn (eerder lager).

in een tesla zit elke accu ( ook 18650 cellen ) gezekerd, word er 1 cel gaar dan sluit ie zich vanzelf af van de rest. dat komt weleens voor, dan wil je niet de kracht van 14 parallel staande cellen hebben..

met liion is het overigens standaard om de cellen allen parallel te zetten en dan weer in serie. dus geen pack van bijv 18V bouwen en dan weer parallel zetten, dan krijg je onderlinge verschillen tussen de packs..

waar rook was, werkt nu iets niet meer
Frederick E. Terman

Honourable Member

Waarom is eigenlijk het gevaar zoveel groter van de andere cel? De kortsluistroom van de kortgesloten cel zélf is toch nog groter?

code:


   +--------------------+----------- +
   |                    |
---+---              ---+---
    |S
 --+--                --+-- 
   |A                   |B
   +--------------------+----------- -

De lading op A zal veel méér stroom in sluiting S dumpen dan die op B, gewoon omdat de weerstand van (de rest van) A naar zijn eigen sluiting veel kleiner is dan van B naar de sluiting in A.
Ik zou me dus om B niet de meeste zorgen maken.

e:@SparkyGSX↓, ja, dat snijdt dan ook wel weer hout.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

vaak gaan die cellen juist met opladen stuk, dan heb je dus nog meer stroom om in die sluiting te duwen..

bij gereedschap accu's zit er geen beveiliging in, maar in packs voor voertuigen wel, leveren toch een stuk meer vermogen. je kunt als de cel geen beveiliging heeft makkelijk het ding met sluiting oranje stoken, dat levert nog meer gevaar op..

waar rook was, werkt nu iets niet meer

@K7Jz: De TS zet steeds 15 cellen parallel, dat ze ook nog in serie staan met andere cellen maakt voor dit geval niet uit. Als één van die 15 cellen in kortsluiting gaat, wordt de energie van alle 15 daarin gedumpt.

@FET: Maar als je dus geen 2 maar 15 cellen parallel zet, heb je die cel "B" dus 14x. De energie van cel A zelf is ook een probleem, maar daar kun je helemaal niets aan doen.

Daarbij komt nog het probleem dat de hele parallelschakeling ontladen is, en als dat op zich nog geen brand heeft veroorzaakt, ga je ze negatief opladen zodra er een stroom door de belasting gaat lopen, en dat vinden ze ook niet grappig. Deze situatie moet het BMS echter kunnen voorkomen, maar dan vertrouw je dus wel op de software daarvan (maar dat doe je toch ook voor andere situaties).

@TS: als je een goed BMS gebruikt, is het niet perse nodig om elke zekering apart te bewaken, want zodra er één door is, is de capaciteit van die parallelschakeling kleiner geworden, en zal deze dus sneller vol en leeg zijn dan de rest van het pakket. Als je één set plotseling overmatig veel moet balanceren, weet je hoe laat het is, maar dan moet het BMS wel slim genoeg zijn om te dat te kunnen detecteren.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 25 december 2017 00:44:54 schreef SparkyGSX:
@K7Jz: De TS zet steeds 15 cellen parallel, dat ze ook nog in serie staan met andere cellen maakt voor dit geval niet uit. Als één van die 15 cellen in kortsluiting gaat, wordt de energie van alle 15 daarin gedumpt.

Juist! die zekering in bijlage TS hoeft alleen vereffenings stromen in de gaten te houden, maar eenmaal gesprongen is ie lastig te meten van buiten af. Je kan bv niet de weerstand meten van links naar rechts door 14 zekeringen heen, want bij een gesprongen zekering, gaat meet stroompje door de cellen heen. Hoofdvraag is: Hoe meet je een kapotte zekering bij een accu pack die nog helemaal goed is?

ledje plus weerstand over de zekering werkt niet, want het verschil tussen de cellen is bij een goede accu pack te klein.

In het eerste bericht zit een bijlage met de situatie.
5S6P is in werkelijkheid 20S15P

this is my signature
maartenbakker

Golden Member

En met spanning meten van links naar rechts door de cellen heen?

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

alsof tesla losse cellen gaat vervangen als er 1 in sluiting ligt, die komt wel als het pack helemaal op is en vervangen wordt.

in normale situatie gaat er miss 1 cel stuk als het pack jong is, door slechte zekering, gammele puntlas of fabrieksfout in de cel. later als de leeftijd opgelopen is gaan er pas cellen uitvallen oneindig of in sluiting vallen, zeker als je snellaad komt dat moment eerder als met langzaam opladen..

je hebt dus niet echt iets aan een indicatie of de zekering eruit ligt, de cel kan ook dood gaan en gewoon niets meer opnemen of leveren. dan heb je net zo goed een cel minder maar de zekering blijft heel. dit heb ik met testen van 18650 cellen al eens gehad, midden in een ontlaadcycli overlijd de cel ineens, geen sluiting maar oneindig..

[Bericht gewijzigd door testman op maandag 25 december 2017 14:02:03 (12%)

waar rook was, werkt nu iets niet meer

@testman: het idee is natuurlijk dat een defecte cel geïsoleerd wordt, en de rest van het pack normaal blijft werken. Met meer dan 7000 cellen in een model S kan er een keer een slechte tussen zitten, hoe goed je productieproces ook is.

@TS: Ik denk je dat voorgestelde oplossing geen goede is; stel dat de cel linksboven in sluiting gaat, en de 5A zekering aan zijn - doorbrandt omdat de andere parallelle cellen hun lading daarin gaan dumpen. Vervolgens staat die kortgesloten cel nog wel in serie met zijn onderbuurman, maar die staan weer parallel met de rest van de 2 bovenste cellen, die de dubbele spanning hebben (2x 3.7V tegenover 3.7V + 0V). Dan zal er dus nog een zekering klappen, en staan de 3 bovenste cellen van de linker kolom in serie.

Uiteindelijk zal ofwel de hele rij geïsoleerd zijn omdat ook de 10A zekering bovenin gaat, maar dat wordt steeds minder waarschijnlijk naarmate je meer cellen in serie zet omdat het relatieve verschil in spanning steeds kleiner wordt. In plaats daarvan worden de overgebleven 4 cellen opgeladen tot 5 keer de celspanning (dus fors overladen), terwijl je BMS niets door heeft.

Als hetzelfde gebeurd bij de 2de kolom van rechts, blijft het pack nog grotendeels werken, je bent immers maar 1 kolom kwijt, dus mist wat capaciteit, maar alle cellen links van de defecte kolom worden niet meer bewaakt of gebalanceerd!

Ik denk dus dat het handiger is om de zekeringen niet tussen de kolommen, maar in serie met elke cel te zetten. Als er dan een cel stuk gaat, mis je alleen wat capaciteit in die rij, en dat moet het BMS tijdens het laden en ontladen wel vast kunnen stellen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ja. Sparky zegt wat ik net wilde gaan zetten. De oplossing (van Tesla) is om iedere plus van iedere cel te zekeren naar de "buslijn" van dat niveau. Die hangt dan direct aan alle minnen van het volgende niveau en dus aan alle andere 14 zekeringen van het huidige niveau.

Boeing heeft echt wel lopen kloten om het zo ver te laten komen dat er diverse vliegtuigen in de fik hebben gestaan. Boeing heeft de juiste beslissing genomen: "Wij hebben geen ervaring met lithium accus, laten we iemand anders inschakelen". Toen die de opdracht kregen dachten ze: Wij hebben ook geen ervaring, maar "how hard can it be?".

Daarnaast heeft boeing genoegen genomen met de demo: "kijk hier een accu: we slaan er een spijker in en dan gaat die cel kapot maar verder niets." Dat is NIET de worst-case scenario. Als je er mee gaat vliegen moet je zoiets testen in het worst-case geval. En dan nog liefst wat marge nemen ook. Anyway, boven de 60 graden krijg je bij lithium accus risico op "thermal runaway": De zelfontlading neemt zodanige vormen aan dat de energie die daarbij vrijkomt genoeg is om de boel verder op te warmen.... Boeing wilde dat de accus het bij 70 graden nog goed en veilig doen. Dan moet je ze ook testen met die spijker bij 70 graden. DAN gaat het fout. En dat is in de praktijk ook gebeurd.

En de derde kluns-actie was dat ze een fabriek hadden gekozen om die dingen te maken die nogal slordig omsprong met de veiligheid en zuiverheid. De inspecteurs die in die fabriek kwamen kijken hebben gezien dat iemand een cel aan het oprollen was terwijl z'n buurman met rondvliegende vonken aan het lassen was. Dus vuil/las-splinter/andere troep in een cel valt niet uit te sluiten. (als in: heeft waarschijnlijk bijgedragen aan het in de fik vliegen van minstens drie van die accus).

Anyway.... Bij normale, niet-tesla-formaat accus is het zo dat de meeste implementaties gewoon niet die zekeringen toevoegen. Maar als je het een fijn idee vind, moet je het gewoon doen. Als ie altijd "uitfloept" omdat het BMS vind dat cel-niveau-drie te laat is, dan heeft dat niveau minder capaciteit en mogelijk een gesprongen zekering.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

En daarom is de EASA nu lichtelijk allergisch voor Lithium accu's... Bedankt, prutsers!

Boeing gebruikte LiCoO2 in plaats van LiFePO4, die veel minder vatbaar zijn voor thermal runaway, naar verluid omdat die laatste nog niet specifiek voor de luchtvaart beschikbaar waren, maar de cellen die ze wel hebben gebruikt waren ook niet specifiek voor luchtvaart. Om dit op te lossen hebben ze 84kg (!) aan extra behuizingen moeten toevoegen om de brand binnen te houden, waardoor het geheel blijkbaar ongeveer even zwaar is als een NiCD accu van dezelfde capaciteit.

@TS: als je de kans hebt om van alle cellen de temperatuur te meten (eventueel door PTCs in serie te zetten o.i.d.) is dat ook zeker aan te raden.

Je kunt je wel afvragen of je het voor een elektrische scooter zo moeilijk moet maken, maar aan de andere kant: "anything worth doing is worth overdoing".

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

de accu's en generator zitten in de staart van een vliegtuig als ik me niet vergis, je heb t wel wat marge om goed te krijgen, volle zon op die vliegtuigen op de grond in abu dabi met 55 graden in de schaduw, en -70 tijdens vliegen. daar moet je goed aan testen om iets nieuws op accugebied te gaan proberen. gewicht is idd 1 ding, men haalt de oude verf er ook steeds af als zo'n ding herschilderd wordt, scheelt 200kg gewicht.

evengoed zijn er wel meer gewichtige dingen aan boord, waar gewonnen kan worden. de wand tussen piloten en de rest van t vliegtuig is kogelwerend, om maar wat te noemen, benieuwd of die van staal is of van kevlar..

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Die deur haalt niets uit. Tot nu toe iets van 150 doden door veroorzaakt. Ach. (zuurstoftekort, piloten hadden het niet door, gingen KO. Op een bepaald moment kwam er achterin iemand bij bewustzijn en had door dat er iets niet ok was en kon de cockpit niet in).

Als je als kaper de cockpit in wil en je hebt een pistool, dan ga je achter de deur staan, je vraagt de hoofd-stewardess om te rapporteren aan de cockpit wat er gebeurt. "doe de deur open binnen 60 seconden, of anders schiet ik stewardess 1 dood". ... 60 sec... pang. "doe de deur open of anders schiet ik stewardess 2 dood". Het duurt iets langer dan 1 of 2 minuten voordat die deur open gaat. Psychologie. Men vind het acute gevaar van dode collegas veel erger dan het gevaar wat iets verder weg is, dat je allemaal toch dood gaat als je die gast naar binnen laat.

Maar goed... Om 10000km met een modern vliegtuig te vliegen is eenhoeveelheid energie nodig equivalent met het omhoogtillen van alles wat vliegt over een afstand van 10000/Maxld. Die Maxld is ongeveer 18 voor een 747 en zal iets hoger zijn voor een dreamliner.

Neem je 100kg extra mee, dan kost dat 100kg * 9.8 *10000/20 = 500 MJ per vlucht extra. Bij 100% efficientie van de motoren kost dat rond de 12 liter brandstof (38MJ/liter).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Bedankt voor jullie post.

Als er een cel kapot gaat door een short in de cel, dan wordt de complete kolom geisoleerd. De cellen worden tot 4V/cel opgeladen voor een lange levensduur, dus de cellen die geisoleerd zijn krijgen dan 4.21 V/cel. Dat overleven die cellen wel en als ik ze via de balans draden oplaad, dan moet het zo te detecteren zijn.

this is my signature

Ik zeg het nog een(*) keer: Nee, je wilt niet een kolom isoleren. Je wilt de kapotte cel isoleren. Dan verlies je 1/(22*15) van je totale capaciteit. Doordat andere zekeringen mogelijk toch heel blijven, verdeelt de extra spanning zich over een deel van je kolom. Die krijgt dan te veel spanning. Doe zoals tesla, dat kost je nauwelijks echtra zekeringen, maar isoleert wel gewoon alleen de betrokken cel.

(*) een met van die streepjes, die ik niet meer weet hoe ik die moet typen (na een upgrade): 1, niet twee.

[Bericht gewijzigd door rew op dinsdag 26 december 2017 23:49:08 (12%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

@TS: Met het schema uit je eerste post isoleer je geen kolom, en je gaat de spanning ook niet verdelen over de resterende cellen in de kolom. De cel onder of boven de kortgesloten cel krijgt 8V op zijn donder, en die gaat dat niet leuk vinden.

Een enkele cel of een hele kolom isoleren geeft je exact dezelfde capaciteit, zolang je het hebt over één defecte cel, aangezien de capaciteit van het pack (in Ah) gelijk is aan de capaciteit van de slechtste rij. Een hele kolom isoleren is lastig, tenzij je ze alleen aan de onder- en bovenkant onderling verbindt, maar dan kan je BMS de losse cellen niet monitoren en balanceren.

Ik ben met rew eens dat elke cel een zekering in serie geven een beter idee is.

Je zou een PCB kunnen ontwerpen met SMD zekeringen waarmee je de cellen verbindt. Als je tabs maakt in je PCB voor flexibiliteit kun je daarmee contact maken met de cellen, als je het geheel aandrukt met stijf schuimrubber of zo. Je kunt dan ook vrij eenvoudig temperatuur sensoren plaatsen in de buurt van de cellen, en aansluitingen maken voor het BMS. Dit lijkt me een beter idee dan draadjes met zekeringen en nog meer draadjes naar het BMS.

@rew: alt+130

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 27 december 2017 01:45:30 schreef SparkyGSX:
@rew: alt+130

Met alt-1 gaat ie naar m'n eerst tab, met alt-3 naar de derde. Weer wat geleerd. alt9 springt weer terug naar deze. Laatste tab? alt-0 doet niet direct iets.

Ik heb hier Linux. Ik heb een hekel aan het "vertaalde engels" wat voor nederlands door moet gaan. Dus hij staat gewoon op NL. Ik heb het een keer ingesteld dat ik met alt-spatie van keyboard kon wisselen, en dan kon ik met dead-keys 'e typen om een e-met-streepje te krijgen. En dat is dus met een upgrade verloren gegaan. En dan gebruik ik het te weinig om het nog een keer uit te zoeken en inte stellen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

@rew: cijfers van het numeriek pad geprobeerd? Met de cijfers boven het normale keyboard werkt het onder windows ook niet. De control-shift-alt-forward-slash-rechtsklik-drie-rondjes-op-je-linkervoet-terwijl-je-indianengeluidjes-maakt+e, zogenaamde "sneltoets" van windows heb ik ook nooit begrepen. Niets snels aan ook.

Eigenlijk wel curieus dat er toch best wat tekens op een standaard toetsenbord zitten die vrijwel alleen gebruikt worden door programmeurs (zoals {}, [], ~, ^, | ), terwijl dit soort tekens, die "de doorsnee computergebruiker" waarschijnlijk vaker nodig heeft, zo moeilijk zijn. En wie gebruikt in vredesnaam ooit de back-quote ( "`", op de toets van de "~")?

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op donderdag 28 december 2017 19:08:20 (36%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Frederick E. Terman

Honourable Member

Bij mij (dus onder Windows) is de é natuurlijk gewoon een ' (als dode toets) en dan een e eronder. Zoveel rondjes hoef je daarvoor niet eens te draaien (al bevalt dat beeld me wel!). :)
De è is jouw 'back quote' (accent grave) en dan de e eronder.

Maar AltGr + e geeft bij mij ook een é; misschien bij jou ook? (AltGr is de rechter alt-toets).
Verder zou het nog Ctrl+Alt+e kunnen zijn (werkt hier ook).

(In een grijs verleden (denk: DOS 2 'en hoger') was er wel een Nederlandse keyboarddriver, maar hadden veel mensen, net als nu, een US toetsenbord, zodat daarmee je toetsen niet goed gemapped werden.
In zo'n geval gebruikte ik dan de Brazilliaanse keyboarddriver. Die werkte met de US-indeling, maar kende wel alle dode toetsen, voor é ñ ç ä ô etc.
Later heeft men die omgedoopt naar 'US-international', en die term zie ik nu nog steeds overal.)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
maartenbakker

Golden Member

Op 28 december 2017 19:04:02 schreef SparkyGSX:
En wie gebruikt in vredesnaam ooit de back-quote ( "`", op de toets van de "~")?

Degene die behalve een accent aigue ook een accent grave wil maken, hè :P

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

ik heb vaker dat het toetsenbord ineens van us internationaal naar NL is gegaan, komt door een toetscombo verkeerd indrukken welke schakelt tussen de landinstellingen.

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Nee, met de linker of rechter alt toets + e krijg ik het edit menu (of gewoon het enige menu in Chrome). Ik heb echt een hekel aan die "dode toetsen", omdat ik de helft van de tijd code zit te typen, en dan zit dat echt gruwelijk in de weg. Ik dacht dat Windows de forward slash en backslash gebruikte voor die accenten, maar dat zijn inderdaad de single quote en backquote.

Maar welk accent maak je dan met {, }, [ en ]?

Even terug on-topic, voordat er iemand zo boos wordt dat zijn nickname rood aanloopt. Een zekering in serie met elke cel lijkt me dus de juiste weg, maar het zal nog niet meevallen om een BMS te vinden dat op een handige manier aangeeft wat er aan de hand is. In principe zou het allemaal wel goed moeten gaan, omdat de rij die een cel mist een kleinere capaciteit heeft, en dus eerder leeg is als de rest. Als het BMS de cel spanningen meet, en de belasting afschakelt als één van de cellen te laag komt, ben je een klein beetje van de capaciteit kwijt (1/15de in het geval van 15 cellen parallel), maar ook bij het laden gaat het weer goed, omdat die rij van 14 cellen verder leeg was, maar door de lagere capaciteit ook eerder vol.

Dat kost je dus 330 zekeringen in totaal, en de vraag is hoe je die op een betrouwbare manier gaat bevestigen aan de cellen. Daarbij moeten er een boel losse draadjes naar het BMS, en als je het goed wilt doen, zou je die ook apart moeten afzekeren. Nu heb ik ook wel eens gezien dat ze die draadjes zo dun maken dat een zekering eigenlijk geen zin meer heeft, omdat die nauwelijks eerder zou doorbranden dan de rest van het draadje.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken