BMS voor 4S LiPo met middenaftakking?

fatbeard

Honourable Member

Ik heb een analoge schakeling die uit een 4S LiPo pack gevoed wordt.
"Nou en?" zou je denken...

Ik heb echter ook de middenaftakking nodig: die schakeling heeft een symmetrische voeding.
Dus alleen de negatieve pool van het pack onderbreken (wat een 'standaard' BMS doet) gaat het niet worden.
Vanwege stoorspanningen wil ik zeer zeker geen switcher(s) als regulator, is met 30mA ook wel een beetje onzin.
En, omdat problemen nooit alleen komen: de belasting is niet symmetrisch; de positieve spanning ziet 30mA meer dan de negatieve...

Nu wordt de schakeling nooit gebruikt als de lader is ingeplugd, dus ik zie twee mogelijkheden:

  1. twee 'standaard' 2S packs die parallel geladen worden (met elk hun eigen laadcircuit) en bij gebruik in serie staan, omschakeling met een relais wat meelift op de inkomende laadspanning. Zit ik alleen nog met het over-ontladen (rare term eigenlijk): beide packs moeten afschakelen als een van de twee te ver ontladen raakt...
  2. een 'standaard' 4S pack en een apart gegenereerd virtueel middenpunt.

Nu kan ik me heel goed voorstellen dat ik niet de eerste/enige ben met dit dilemma, dus wellicht zijn er nog andere opties?

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

In essentie: dat mag je NOOIT als een 4S pack beschouwen. Gewoon als twee 2S packs beshouwen.

Dat parallel laden: Daar ben ik het niet mee eens: Zodra de spanning voldoende verschillend is kan er bij het parallel zetten een enorme stroom van de ene naar de andere batterij gaan lopen. Makkelijk meer dan de maximum laadstroom.

Ik denk dat ik de "lader" gewoon als "energiebron" zou opvatten en dan met een isolated DCDC de andere accu zou laden. (de eerste met een gewone current limited DCDC.)

Eventueel kan je jou schakeltruuk gebruiken om beide minpolen op dezelfde spanning te krijgen en dan beide met een eenvoudig DCDC laadcircuit op te laden.

Een alternatief is (zoals je al suggereert) om met een opamp de middenspanning te maken. Dat kost je dus 30mA extra uit de negatieve twee cellen. Is dat een probleem? Ik zou zeggen: Nee. Klinkt als "zonde" maar je levensduur of uithoudingsvermogen vermindert daardoor niet.

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

Honourable Member

Ik neigde (neeg?) ook al in die richting; dank voor het herbevestigen van de vermoedens.

Bij het laden zouden ze trouwens niet echt parallel geschakeld worden, ze zouden allebei een eigen lader en BMS krijgen: echt twee 'onafhankelijke' packs.
Het probleem met die oplossing is het afschakelen bij over-ontlading: het bovenste zal eerder leeg zijn dan het onderste en afgeschakeld worden door de BMS, maar dan moet óók de onderste BMS afschakelen...
Lastig.

Virtual GND is dan een stuk simpeler...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

het probleem blijft dat je verschillende belasting hebt, en dat gaat 2 cellen dus altijd meer leegtrekken dan het andere.

2 losse accu van 2S lijkt mij ook niet handig, als de ene afschakelt omdat de accu leeg is, gaat de andere misschien verder werken?

dubbele voeding maken met analoge regelaars?
dus 1 DC spanning met spanningsverdubbelaar en daar 2 regelaars achter om de + en de - spanning te maken.

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
fatbeard

Honourable Member

als de ene afschakelt omdat de accu leeg is, gaat de andere misschien verder werken?

Dat is dus precies mijn probleem...

dus 1 DC spanning met spanningsverdubbelaar en daar 2 regelaars achter om de + en de - spanning te maken.

Dat impliceert een switcher, en dat wil ik dus persé NIET...

Door het 'nulpunt' met een opamp te maken wordt de stroom altijd uit de 4 cellen getrokken, ongeacht of die belasting de positieve of negatieve helft is...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Op 12 juni 2022 11:18:39 schreef rew:
Dat parallel laden: Daar ben ik het niet mee eens: Zodra de spanning voldoende verschillend is kan er bij het parallel zetten een enorme stroom van de ene naar de andere batterij gaan lopen. Makkelijk meer dan de maximum laadstroom.

Dat zou je denken, en we hebben dat een keer geprobeerd als experiment, met 2 80A cellen in goede conditie (op een betonnen parkeerdek, ver weg van auto's e.d.)

Eigenlijk viel het heel erg mee; initieel gaat er even een stevige stroom lopen, maar de interne weerstand van beide cellen helpt op de stroom te beperken, en de celspanningen komen al heel snel dicht bij elkaar in de buurt; de lege cel stijgt snel, en de volle cel zakt snel van zijn maximale naar de nominale spanning, en met een klein verschil is de stroom dus ook nog beperkt. Vooral voor de lege cel zal het niet bevorderlijk zijn voor de levensduur.

Dit zou ik zeker niet opzettelijk en herhaaldelijk doen, ons experiment was vooral gericht op "als dit per ongeluk gebeurd, hoe groot is het vuurwerk dan", en dat leek dus wel mee te vallen. Echter, als je een pakket aan het opbouwen bent met verschillende cellen, en je dus net een plaatje gaat vastschroeven, met in eerste instantie slecht contact, zit hij waarschijnlijk wel vast gebakken.

Het lijkt me ook verstandig om een rail splitter te maken; de bruikbare capaciteit van het hele pakket is toch gelijk aan de capaciteit van de helft die je het zwaarst belast, dus aangenomen dat de helften gelijk zijn, trek je de bovenste cellen nooit leeg, en die energie blijft dus sowieso onbenut.

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

Op 12 juni 2022 12:57:55 schreef fatbeard:

Dat impliceert een switcher, en dat wil ik dus persé NIET...

vroeger waren er tal van schema's om een positieve en negatieve spanning te maken uit 1 enkele accu (veelal voor opamps of versterkers te voeden) en daar zaten geen switchers in.

van de schakelingen hier op het forum:
https://www.circuitsonline.net/files/imagecache/circuits-schematic/schakelingen/schematics/000139.gif

https://www.circuitsonline.net/files/imagecache/circuits-schematic/schakelingen/schematics/000103.gif

https://www.circuitsonline.net/files/imagecache/circuits-schematic/schakelingen/schematics/000138.gif

https://www.circuitsonline.net/files/imagecache/circuits-schematic/schakelingen/schematics/000102.gif

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
fatbeard

Honourable Member

Die 555 schakelingen ZIJN switchers (switched capacitor)... :7
Die anderen zijn precies wat ik van plan ben (vooral de laatste).
Power opamp en klaar...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Met een klein torretje er naast kan je een random opamp gebruiken. Het schema van fcapri kan zowel leveren als sinken. Aangezien jij alleen hoeft te sinken kan je het eenvoudiger maken. Tenzij je "altijd 30mA meer" niet echt altijd is.... Bedenk wel dat je een kwart watt in de tor zult gaan stoken. Met 200 graden per watt wordt ie dan "merkbaar warm". :-)

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