iBMS by Interflexo

[RuFuS]

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

Ah sim, isso são os BMS chineses que o MVS estava a falar que desligam os circuitos na mota e os condutores perdem tudo de um momento para o outro...se tiverem a conduzir de noite deve ser um perigo!

[MVS]

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.

Uma solução acima das 32 células que se enquadre no espírito de qualidade acima descrito está na lista para o final de 2014.

Está também previsto o encaixe dum módulo standard de Bluetooth como daughterboard na placa CPU e uma App muito simples para Android para aceder á info geral do BMS no telefone. Nos VEs com controlador Sevcon a App pode comutar entre os modos Sport e Economy "on the fly" sem parar, a interface LCD com 3 botões já existente pode realizar a mesma função.

Ando também mortinho por por as mãos num Smart 450 e mais uma vez aqui faz sentido ter o BMS centralizado para gerar calor num único sítio e lidar com ele da forma correcta.

[MVS]

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...

A potência não é problemática na versão de 32 células. Como descrevi acima o current sense pode opcionalmente ser externo por sensor de efeito de Hall (LEM ±300A ±600A ±1.2KA). A descarga deixa de passar por MOSFETs. O corte geral da descarga passa a ser feito por contactor. A corrente carga pode passar por MOSFETs ou não. Já nas boards de 24 células podemos controlar relés solid state de ligam e desligam a circuito 220VAC de carregadores onboard. Nesta filosofia cai a protecção contra curto-circuitos mas mantêm-se as restantes funcionalidades.

[sergiomms]

Gostei do que vi, parabéns pela concepção.

...
Uma solução acima das 32 células que se enquadre no espírito de qualidade acima descrito está na lista para o final de 2014.

Está também previsto o encaixe dum módulo standard de Bluetooth como daughterboard na placa CPU e uma App muito simples para Android para aceder á info geral do BMS no telefone. Nos VEs com controlador Sevcon a App pode comutar entre os modos Sport e Economy "on the fly" sem parar, a interface LCD com 3 botões já existente pode realizar a mesma função.
...

Veremos de que forma poderei esperar pelas evoluções

[jmal]

Obrigado jmal.

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

Já tive oportunidade de fazer uns cálculos, pareceu-me estranho que a resolução fosse mesmo essa, também trabalho com este tipo de tecnologia e chamou-me a atenção esse fato, e também a compatibilidade com tecnologias lítio de tensão superior, as tensões são superiores a 4.096.

Então pegando nos valores que referiu, divisor de 1 Mohm e 51.1 Kohm, dará uma razão de 20.5694, se tem um amplificador de 17.9573, terá então uma perda de 13 %, isto para medições abaixo de 4.096 volts, portanto a resolução superior aquela que referiu, ainda assim muito boa e chega perfeitamente. A parte chata serão os ruídos influenciarem as medições e as tornarem lentas, como por exemplo na parte de balanceamento. Dai eu gostar mais de soluções modulares onde a tensão é lida mesmo nos terminais das células, e onde se pode aplicar correntes de balanceamento muito superiores.

[jmal]

Obrigado jmal.

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

Já tive oportunidade de fazer uns cálculos, pareceu-me estranho que a resolução fosse mesmo essa, também trabalho com este tipo de tecnologia e chamou-me a atenção esse fato, e também a compatibilidade com tecnologias lítio de tensão superior, as tensões são superiores a 4.096.

Então pegando nos valores que referiu, divisor de 1 Mohm e 51.1 Kohm, dará uma razão de 20.5694, se tem um amplificador de 17.9573, terá então uma perda de 13 %, isto para medições abaixo de 4.096 volts, portanto a resolução superior aquela que referiu, ainda assim muito boa e chega perfeitamente. A parte chata serão os ruídos influenciarem as medições e as tornarem lentas, como por exemplo na parte de balanceamento. Dai eu gostar mais de soluções modulares onde a tensão é lida mesmo nos terminais das células, e onde se pode aplicar correntes de balanceamento muito superiores.

Correção, para medições acima de 4.096 volts será a mesma, porque os 13 % dão uma margem até 4.6 volts.

[MVS]

Na resposta ao RJSC disse:

(...)
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.
(...)

A química de 3,7V nominais e 4,2V carregada tem um divisor com valores ligeiramente diferentes para ter o range correcto. O firmware no entanto é o mesmo porque a química é lá configurável.

As medições não são lentas porque o amplificador de instrumentação de precisão faz de buffer portanto a alta impedância de entrada junto ás células não tem qualquer impacto na velocidade da medição ADC que é feita no limite das capacidades do PIC da Microchip.

O ruído de relevo aparece apenas na célula 1 e tem a ver com o funcionamento do MUX analógico foram no entanto utilizadas técnicas de cancelamento de ruído. Utilizei várias marcas e modelos de MUXs e estudei bem esta questão. Se leres as datasheets do LTC6803 eles também têm issues de precisão de leitura na células 1 de cada banco - também usam um MUX interno.

O balanceamento é cortado selectivamente só nos cabos relevantes quando cada uma das células está a ver a sua voltagem lida durante apenas millisegundos.

[jmal]

Na resposta ao RJSC disse:

(...)
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.
(...)

A minha questão não foi essa, tem a ver com a resolução, e apresentei o cálculo que me pediu.
A questão RJSV tem a ver com a corrente consumida pelo divisor causar desbalanceamento nas células mais altas do pack, quanto maior a tensão, maior a corrente, mas com divisor desta impedância também não é relevante, a alimentação nas primeiras células é muito mais significativa.

A química de 3,7V nominais e 4,2V carregada tem um divisor com valores ligeiramente diferentes para ter o range correcto. O firmware no entanto é o mesmo porque a química é lá configurável.

Com base nos valores do divisor que referiu, nem será necessário.

4.2 * (51100 / (51100+1000000) ) * 17.95 = 3.6651 volts

As medições não são lentas porque o amplificador operacional faz de buffer portanto a alta impedância de entrada junto ás células não tem qualquer impacto na velocidade da medição ADC que é feita no limite das capacidades do PIC da Microchip.

Não me refiro à velocidade de leitura do pic, mas sim da variação na entrada devido à alta impedância.

O ruído de relevo aparece apenas na célula 1 e tem a ver o funcionamento do MUX analógico foram utilizadas técnicas de cancelamento de ruído. Utilizei várias marcas e modelos de MUXs e estudei bem esta questão. Se leres as datasheets do LTC6803 eles têm issues de precisão de leitura na células 1 de cada banco - também usam um MUX.

O balanceamento é cortado selectivamente só nos cabos relevantes quando cada uma das células está a ver s sua voltagem ser lida durante apenas millisegundos.

Exato, dai a minha observação em relação ao balanceamento.

[MVS]

A questão da N/ preferência relativamente ao scaling do divisor e ao range usado em ADC tem a ver com alguma falta de linearidade próximo dos valores superiores das entradas analógicas do PIC.

Nos cabos de balancemento que têm 0,5mm2 de secção vamos tomar como exemplo a célula 24 (LiFePO4) passam no máximo 83µA (mínimo 57µA) que é a corrente no divisor durante a operação de leitura ADC. A calibração indiviual é feita num valor intermédio (76µA) em run-time.

No cabo de balancemento da célula 4 que alimenta o BMS passa também o consumo do BMS. Mas mais uma vez o sistema foi calibrado em run-time a contar com esta situação que é razoávelmente constante.

O problema de que fala não se coloca ou é inferior a 1mV.

Não entendo o que quer dizer com isto:

(..)
Não me refiro à velocidade de leitura do pic, mas sim da variação na entrada devido à alta impedância.
(..)

Esta tecnologia não tem qualquer problema de balanceamento é tudo uma questão de preferência.


Posso dizer-lhe o que não aprecio num sistema distribuído em termos genéricos:

1. Apertar bornes de baterias com um parafuso M8 estando um PCB frágil a servir de anilha.

2. Gerar mais 7W de calor nos terminais de cada célula a balancear.

3. Ter resistências de bleed a mais de 100ºC perto de cabos de isolados com PVC com a resistência de 80ºC.

4. Ler milivolts fidedignos num pequeno PCB onde estou a gerar mais de 7W de calor.

5. Para encastelar baterias tenho de dar um espaço enorme entre elas devido á fragilidade das placas e ao calor produzido, o espaço num VE é precioso.

6. Se quiser ter açesso aos valores das células individuais de forma centralizada para tomar decisões de automação preciso de um bus de comunicação fiável o que eleva muito o preço do sistema. Sou alérgico a flatcable frágil e desprotegido no meio das baterias.

7. Para manter os custos controlados o bus do ponto 5 não existe e estes sistemas tornam-se pouco flexíveis.

Se formos particularizar depois tudo isto incluindo elementos de protecção a lista cresce considerávelmente.


Qualquer aproximação técnica tem sempre vantagens e desvantagens.

[jmal]

A questão da N/ preferência relativamente ao scaling do divisor e ao range usado em ADC tem a ver com alguma falta de linearidade próximo dos valores superiores das entradas analógicas do PIC.

Confirma-se os valores que apresentei ou não ?

Nos cabos de balancemento que têm 0,5mm2 de secção vamos tomar como exemplo a célula 24 (LiFePO4) passam no máximo 83µA (mínimo 57µA) que é a corrente no divisor durante a operação de leitura ADC. A calibração indiviual é feita num valor intermédio (76µA) em run-time.

No cabo de balancemento da célula 4 que alimenta o BMS passa também o consumo do BMS. Mas mais uma vez o sistema foi calibrado em run-time a contar com esta situação que é razoávelmente constante.

O problema de que fala não se coloca ou é inferior a 1mV..

?

Não entendo o que quer dizer com isto:

(..)
Não me refiro à velocidade de leitura do pic, mas sim da variação na entrada devido à alta impedância.
(..)

Qualquer dispositivo analógico e digital tem uma capacidade na sua entrada, não sei qual será, mas quanto menor a corrente, maior o tempo de carga, a analog devices tem as formulas para isso: http://www.analog.com/static/imported-f ... N-1024.pdf

Esta tecnologia não tem qualquer problema de balanceamento é tudo uma questão de preferência.

Eu não disse que tinha problema, disse que deve ser lento, considerando outros sistemas que medem enquanto balanceiam.

Posso dizer-lhe o que não aprecio num sistema distribuído em termos genéricos:

1. Apertar bornes de baterias com um parafuso M8 estando um PCB frágil a servir de anilha.

2. Gerar mais 7W de calor nos terminais de cada célula a balancear.

3. Ter resistências de bleed a mais de 100ºC perto de cabos de isolados com PVC com a resistência de 80ºC.

4. Ler milivolts fidedignos num pequeno PCB onde estou a gerar mais de 7W de calor.

5. Para encastelar baterias tenho de dar um espaço enorme entre elas devido á fragilidade das placas e ao calor produzido, o espaço num VE é precioso.

6. Se quiser ter açesso aos valores das células individuais de forma centralizada para tomar decisões de automação preciso de um bus de comunicação fiável o que eleva muito o preço do sistema. Sou alérgico a flatcable frágil e desprotegido no meio das baterias.

7. Para manter os custos controlados o bus do ponto 5 não existe e estes sistemas tornam-se pouco flexíveis.

Se formos particularizar depois tudo isto incluindo elementos de protecção a lista cresce considerávelmente.


Qualquer aproximação técnica tem sempre vantagens e desvantagens.

Nem mais, mas em ve's e até outras aplicações são os preferidos pelos fabricantes, até agora todos os sistemas proprietários que vi/conheço, usam sistemas modulares e distribuído.

Já agora esclareço alguns desses dos pontos que não aprecia, penso que verá algumas vantagens.

- As placas não servem de anilha, estão sim perto dos bornes.

- os 7w mesmo que atinja este valor não serão dissipados diretamente nos bornes, além disso este tipo de arquitetura permite ter balanceamentos controlados e variáveis por pwm, 7w parece-me um topo máximo raramente atingível, e quando acontece, dura apenas alguns segundos.

- o bleed não é feito apenas pelas resistências, talvez uns 15 %, o restante pelos transístores com o respetivo dissipador. E ainda permite ter 2 sensores de temperatura colocados estrategicamente, um para o bleed e outro para temperatura da célula.

-Esse problema não se coloca, até porque está a ler a tensão diretamente, sem divisores ou até conversões de tensão, sendo muito mais tolerante a ruídos, humidades e outros efeitos externos.

-Não necessita de espaço adicional, estas placas ficam entre os bornes, e até são mais baixas que as cabeças dos parafusos, e as baterias são para estar no local delas, não para se moverem, as placas são protegidas como todas as outras.

-um bus é um custo sim, mas permite ter outro tipo de dados, temperatura por célula, leituras mais rápidas e precisas, balanceamentos rápidos, não tem limitações de numero de células, permite analisar resistência do pack e por célula, e até parafusos mal apertados.

-Não existe ? até sistemas sem fios já se usa.

Mas é verdade, tudo tem um custo, vantagens e desvantagens.

[MVS]

A resolução de leitura é de aproximadamente 1mV, (...)

Na realidade é 1 ADC = 1.1mV nas células.

Não me faça perder tempo jmal. Já percebeu que eu tenho cuidado em tudo o que faço ou escrevo.

?

Com as suas capacidades se não percebeu foi porque não quis. O raciocínio é o seguinte se não passa corrente nos cabos de balanceamento (generosos) na altura da leitura da voltagem, ler na célula ou na extremidade do cabo é a mesma coisa pense no seu multímetro, tem cabo, divisores, amplificadores e leitura ADC. Se passa corrente e esta é baixa e constante, a calibração é feita em cima dessa realidade e a mesma fica contabilizada.

Claro que percebi a sua ideia sobre a impedância exterior de uma entrada ADC, se viu as minhas fotos estou literalmente careca de olhar para essa informação. Eu já lhe dei várias vezes a resposta mas o jmal ainda não percebeu. Cá fica mais uma vez:

Não passa corrente pelo divisor no sentido dos MUX porque á saída dos MUX está um amplificador de instrumentação com elevadíssima impedância de entrada - a intput bias current típica é de 80pA. A única impedância que a entrada ADC do PIC "vê" é a impedância de saída do amplificador de instrumentação que é muito baixa. A leitura ADC é feita da forma correcta e no tempo mínimo (charging time).

Eu não disse que tinha problema, disse que deve ser lento, considerando outros sistemas que medem enquanto balanceiam

Niguém está interessado no que "deve ser" apenas interessa o que na realidade é. Se não sabe, não conhece e não testou faça como eu (abstenho-me de comentar).

[jmal]

A resolução de leitura é de aproximadamente 1mV, (...)

Na realidade é 1 ADC = 1.1mV nas células.

Não me faça perder tempo jmal. Já percebeu que eu tenho cuidado em tudo o que faço ou escrevo.

Não estou a fazer perder tempo, não se esqueça que são efetivamente 1.13 mV na resolução do LCD, foi essa questão que coloquei e que me desafiou a fazer as contas, apenas pedi que confirma-se.

Continuo a dizer que é mais que suficiente.

?

Com as suas capacidades se não percebeu foi porque não quis. O raciocínio é o seguinte se não passa corrente nos cabos de balanceamento (generosos) na altura da leitura da voltagem, ler na célula ou na extremidade do cabo é a mesma coisa pense no seu multímetro, tem cabo, divisores, amplificadores e leitura ADC. Se passa corrente e esta é baixa e constante, a calibração é feita em cima dessa realidade e a mesma fica contabilizada.

Claro que percebi a sua ideia sobre a impedância exterior de uma entrada ADC, se viu as minhas fotos estou literalmente careca de olhar para essa informação. Eu já lhe dei várias vezes a resposta mas o jmal ainda não percebeu. Cá fica mais uma vez:

Não passa corrente pelo divisor no sentido dos MUX porque á saída dos MUX está um amplificador de instrumentação com elevadíssima impedância de entrada - a intput bias current típica é de 80pA. A única impedância que a entrada ADC do PIC "vê" é a impedância de saída do amplificador de instrumentação que é muito baixa. A leitura ADC é feita da forma correcta e no tempo mínimo (charging time).

Tenho a certeza que está a fazer no tempo mínimo possível, mas com impedâncias mais baixas faria-o com muito mais velocidade e menos interferência a ruídos, isto na entrada do mux, após divisor. Era isto que estava a falar.

Eu não disse que tinha problema, disse que deve ser lento, considerando outros sistemas que medem enquanto balanceiam

Niguém está interessado no que "deve ser" apenas interessa o que na realidade é. Se não sabe, não conhece e não testou faça como eu (abstenho-me de comentar).

Já o confirmou lá atrás, que para compensar o consumo do próprio sistema, necessita de 24 minutos, se ainda tem a parte de liga/desliga do bleed para ler a tensão, deve ser um pouco mais, portanto não se pode dizer que é rápido, baseando-me em testes com outros tipos de bms.

Bons negócios e vá reportando novidades que achar necessário.

[Jorge Rocha]

Quanto mais acompanho todo o desenrolar da matéria, mais gosto deste iBMS.

Muito bom mesmo MVS, e obrigado pelo seu tempo aqui investido, mesmo que por vezes desnecessariamente repetido!

[jmal]

Quanto mais acompanho todo o desenrolar da matéria, mais gosto deste iBMS.

Muito bom mesmo MVS, e obrigado pelo seu tempo aqui investido, mesmo que por vezes desnecessariamente repetido!

Não foi repetido, escusavas de mandar a boca.

Eu também estou a gostar, tem coisas boas e outras menos boas.

Espero que o incorpores nas tuas conversões para não andares sempre a medir packs.

[Jorge Rocha]

jmal,
Se há coisas que não têm relevância alguma, para quê estar a esmiuçar? Só para que se fique com a ideia de que não é perfeito? Não existem soluções perfeitas! Existem as que resolvem os problemas e outras que resolvem de uma forma mais eficaz, mas por vezes "isso tem um preço" (no duplo sentido).

Ainda bem que também estás a gostar!

Espero sim poder incorporar nas minhas conversões e para as dos meus amigos o recomendarei também. Mas não é para evitar de medir as células, é apenas para facilitar nas medições e para assim as acompanhar com muito mais pormenor/detalhe, e claro, para as proteger em alguma eventualidade (coisa que não deveria ser necessário, tal e qual um fusível não serve de interruptor, mas sim de protecção duma eventualidade).
As leituras num pack são muito rápidas de se fazer, e mesmo que tenha um bms, convém fazê-lo com a mesma regularidade! (trabalho facilitado para quem tem um bms que o permita, como é este o caso do iBMS)

[jmal]

jmal,
Se há coisas que não têm relevância alguma, para quê estar a esmiuçar? Só para que se fique com a ideia de que não é perfeito? Não existem soluções perfeitas! Existem as que resolvem os problemas e outras que resolvem de uma forma mais eficaz, mas por vezes "isso tem um preço" (no duplo sentido).

Ainda bem que também estás a gostar!

Espero sim poder incorporar nas minhas conversões e para as dos meus amigos o recomendarei também. Mas não é para evitar de medir as células, é apenas para facilitar nas medições e para assim as acompanhar com muito mais pormenor/detalhe, e claro, para as proteger em alguma eventualidade (coisa que não deveria ser necessário, tal e qual um fusível não serve de interruptor, mas sim de protecção duma eventualidade).
As leituras num pack são muito rápidas de se fazer, e mesmo que tenha um bms, convém fazê-lo com a mesma regularidade! (trabalho facilitado para quem tem um bms que o permita, como é este o caso do iBMS)

Que não era perfeito já eu sabia, não existem coisas perfeitas, mas não vale a pena dizer que é mais perfeito do que aquilo que é, meti uma questão e como já é habito, gosto de a ver respondida.

Ainda bem que achas que tudo tem um preço.

Não entendo, mesmo com um bms que te dá os valores, vais abrir a mota para ver com o multímetro.

[Jorge Rocha]

...
Não entendo, mesmo com um bms que te dá os valores, vais abrir a mota para ver com o multímetro.

Correto, não entendeste mesmo!
Eu disse que era conveniente fazer as leituras ás células, mesmo que tivessem um BMS a controlar, se este BMS não tiver disponível esses valores no seu visor. Como são uma grande parte...
Agora se o proprio BMS, para além de nos disponibilizar as suas tensões instantâneas, também nos mostra qual a célula que esteve com a tensão mais baixa e a mais alta (durante um período), qual foi o pico de corrente mais forte tanto em carga como em descarga, entre outros..., então podemos simplesmente verificar no visor todos estes valores e ainda mais alguns que como função de CB (computer board) e CA(cycle analyst) aparece! Porreiro pá!

[RuFuS]

...
Não entendo, mesmo com um bms que te dá os valores, vais abrir a mota para ver com o multímetro.

Correto, não entendeste mesmo!
Eu disse que era conveniente fazer as leituras ás células, mesmo que tivessem um BMS a controlar, se este BMS não tiver disponível esses valores no seu visor. Como são uma grande parte...
Agora se o proprio BMS, para além de nos disponibilizar as suas tensões instantâneas, também nos mostra qual a célula que esteve com a tensão mais baixa e a mais alta (durante um período), qual foi o pico de corrente mais forte tanto em carga como em descarga, entre outros..., então podemos simplesmente verificar no visor todos estes valores e ainda mais alguns que como função de CB (computer board) e CA(cycle analyst) aparece! Porreiro pá!

Já usaste algum BMS?

[jmal]

...
Não entendo, mesmo com um bms que te dá os valores, vais abrir a mota para ver com o multímetro.

Correto, não entendeste mesmo!
Eu disse que era conveniente fazer as leituras ás células, mesmo que tivessem um BMS a controlar, se este BMS não tiver disponível esses valores no seu visor. Como são uma grande parte...
Agora se o proprio BMS, para além de nos disponibilizar as suas tensões instantâneas, também nos mostra qual a célula que esteve com a tensão mais baixa e a mais alta (durante um período), qual foi o pico de corrente mais forte tanto em carga como em descarga, entre outros..., então podemos simplesmente verificar no visor todos estes valores e ainda mais alguns que como função de CB (computer board) e CA(cycle analyst) aparece! Porreiro pá!

Desde que faça o trabalho como deve ser e atue as seguranças em tempo certo, ver as tensões é apenas um "gadjet" para o utilizador, é mais importante a funcionalidade do mesmo que propriamente a consulta de dados para o utilizador normal.

[O_volt]

Ora aí está um conceito interessante "gadjet"...a indústria vive disso....qts e qts pessoas comprarm um extra num carro que nunca mais usam...conehço mts pessoas assim e até nos ve's que adoram isso e claro estão dispostos a pagar por isso, mas não podia estar mais de acordo contigo: o + importante é a funcionalidade...