iBMS by Interflexo

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MRider
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MRider »

Muito obrigado por mais esta lição.

Agora vejo que é mais vantajoso que seja o BMS a controlar tudo.

Obrigado :-)
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Emanuel Couto
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Emanuel Couto »

Já vi que o (MVS) tem muito conhecimento na matéria!
Continua......

Até vou copiar o seu último post para o meu bloco de notas, para quando tiver mais tempo, estudar um pouco um tema com muito interesse.
Imagem

Sistema Para Autoconsumo Off-Gride com (2185wp) http://www.novaenergia.net/forum/viewto ... 11&t=16450

Adoro Fotografia... http://olhares.sapo.pt/ecc/

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Jorge Rocha
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Jorge Rocha »

Por demonstrar uma enorme cultura, e por não ter qualquer problema em transmitir seus conhecimentos de forma gratuita e de fácil interpretação, só me resta agradecer e seguir esses evoluídos passos.
Será que com esta protecção do iBMS, poderá diminuir o risco de avaria dos controladores, visto que em caso de curto cicuito o iBMS desliga o circuito num tempo muito reduzido?
Volto a citar, por achar que seria um enorme desperdício aparecer em apenas uma pagina :)
MVS Escreveu:
visitante2 Escreveu: Posso estar enganado mas ... Prefiro que a corrente principal não passe pelo BMS.
A questão da protecção do sistema eléctrico do VE é um excelente ponto de discussão e muitas vezes negligenciado.

O curto circuito:

O curto circuito num VE é extremamente difícil de proteger para todos os casos possíveis devido ás dezenas, centenas (ou milhares) de fontes de tensão existentes.

Estamos a falar de BMSs para scooters eléctricas vamo-nos concentrar nas dezenas de células.

Um pack de 72V constituído por 24 células em série contém 300 curto-circuitos potenciais que um sistema de protecção contra curto circuitos convencional para lá do Pack + ou anterior ao Pack – não tem capacidade de cortar. Não estão aqui considerados os curto-circuitos potenciais dentro das próprias células. Apenas a possibilidade de se ligarem extemporaneamente dois pontos de diferentes potenciais nas ligações dos terminais de cada célula do pack. A probabilidade de cada uma destas possibilidades varia muito com a disposição do pack, tipo de isolamentos, distâncias, etc.

Uma comparação para várias voltagens:

48V 16 Cells -> 136 curto-circuitos potenciais nas ligações do pack
60V 20 Cells -> 210 curto-circuitos potenciais nas ligações do pack
72V 24 Cells -> 300 curto-circuitos potenciais nas ligações do pack
96V 32 Cells -> 528 curto-circuitos potenciais nas ligações do pack
126V 42 Cells -> 903 curto-circuitos potenciais nas ligações do pack

Há aqui uma correlação polinomial quadrática entre o número de curto-circuitos potenciais nas ligações do pack e o número total de células.

Não é viável semear fusíveis entre todas as células porque o circuito em série está dimensionado para correntes elevadas e um curto circuito entre os terminais de uma célula de 3V tem características distintas de um curto circuito de por exemplo 72V. Quando o pack está dividido por vários locais dentro do VE a colocação de um fusível nas interconexões é uma boa ideia.

De notar ainda que existem veículos que usam a massa do chassis como elemento condutor criando ainda problemas adicionais de isolamento.

A instalação do pack deve ser feita com todo o cuidado na escolha de materiais, routing e protecção do isolamento de todos os cabos e conectores. Devem ser antecipados e verificados todos os cenários desfavoráveis. Esta é uma das razões pelas quais um VE dependendo da proveniência deve ser completamente revisto antes de ser colocado ao serviço do cliente.

Para os curto circuitos que não ocorrem directamente entre células os sistemas de protecção devem estar bem dimensionados e existir redundância.

Um vulgar fusível ATO de 30A usado nos automóveis funde com 60A entre um tempo de 0,1s a 5s. Esta enorme variação pode ser suficiente para proteger cabos eléctricos bem dimensionados mas pouco mais. Estão vulgarmente limitados a 32v DC.

Um vulgar fusível ATO de 7,5A funde com 200A na melhor das hipóteses ao fim 1,5ms. Este tempo é uma eternidade para equipamentos electrónicos delicados.

Os vulgares fusíveis ANE, CNL, CNN de 80A, 160A, 200A, 250A, etc. que abundam nos VE estão na sua maioria limitados a 32V DC. A extinção do arco eléctrico resultante da ruptura do fusível a tensões superiores dá-se de forma deficiente, tardia, ruidosa e com projecção aleatória de matéria incandescente. Existem destes equipamentos para tensões superiores mas são mais caros e têm ser especificamente seleccionados de outras fontes. A maior parte dos fornecedores on-line de material EV barato opta por nem sequer divulgar a sua tensão nominal.

Um vulgar fusível ANE de 160A pode permitir a passagem de 400A durante no máximo 300s (5 minutos). A combinação destes eventos com o tempo frio pode tornar inútil este tipo de protecção.

Chegamos ao disjuntor. É muito útil até para funcionar também como seccionador para intervenções no circuito eléctrico.

A maior parte dos VE que vêm do oriente equipados com disjuntor geral este não têm a especificação correcta para o fim a que se destina.

Aquecem em demasia e passado pouco tempo começam a disparar em circunstâncias normais.

Um disjuntor para o mercado residencial ou industrial AC não tem geralmente especificações para trabalhar em DC ás mesmas tensões. O corte de uma corrente DC é muito mais problemática do que em AC 50Hz em que a corrente se anula 100 vezes por segundo favorecendo a extinção do arco eléctrico.

Costumo utilizar como seccionador e protecção redundante disjuntores Siemens Curva C, largura 1.5, tarados para o corte de curto-circuitos em DC de 10KA segundo a norma EN 60898-2 e 15KA segundo a norma IEC 60947-2.

Porque a corrente total passa através do BMS, na primeira linha utilizo a protecção de corte rápido via MOSFETs do iBMS em que posso programar o valor da corrente em degraus (36A-360A ou 63A-630A dependendo dos valores das resistências de current sense) bem como um delay na detecção entre 50µs e 500µs.

Esta reacção é tão rápida que é possível provocar um curto-circuito de 500A com um fusível de ATO de 7,5A, a corrente é cortada sem que o fusível tenha a oportunidade de fundir.

O leitor poderá dizer: Muito bem. Impressionante, mas em que é que isso contribui para a minha felicidade?

Quando se parametriza a configuração de um VE é suposto os valores máximos de corrente de carga e descarga ocorrerem em certas circunstancias. Quando algo se altera durante o padrão normal de utilização é sinal de que algo está a funcionar fora de especificações e deve ser investigado o quanto antes. Falhas catastróficas em controladores de motor e carregadores têm geralmente custos elevados associados.

O elo mais fraco nos controladores de motor bem projectados são os condensadores electrolíticos do DC bus. Quanto maior for a temperatura de funcionamento menor será o seu tempo de vida.

Quando a corrente total passa pelo BMS este funciona como um corte geral de corrente quando a ignição está desligada – segurança acrescida, aqui nada se passa.

Quando se liga a ignição em vez da corrente carregar de forma violenta os condensadores do DC bus do controlador do motor retirando-lhe dias de vida por cada uma destas operações o iBMS carrega de forma controlada os condensadores e monitoriza a subida da tensão – esta operação denomina-se por pré-carga. Se a tensão deixar de subir significa que existe uma fuga em um dos condensadores e a falha do mesmo será eminente. O processo de pré-carga é interrompido o circuito principal dos MOSFETs nunca é fechado. O controlador pode ser reparado de forma barata trocando apenas os condensadores. Isto mais tarde ou mais cedo acaba por acontecer com todos os controladores é uma questão de tempo e temperatura. A falha pode obviamente acontecer em marcha e aqui a capacitância do DC bus encarrega-se de fazer a festa mas uma grande parte destas falhas dão-se no startup.

Durante as falhas catastróficas neste tipo de eventos por vezes até desaparecem pistas da placa de circuito impresso e muitos outros componentes dispendiosos são levados na avalanche. A reparação torna-se muitas vezes inviável. Um bom controlador é bem mais caro do que o BMS.

Mas podemos ter um contactor, uma resistência, um circuito e uma posição na chave p/ pré-carga. Claro que podemos. Mas quando finalmente ligamos o contactor ninguém sabe se a pré-carga foi realizada com sucesso ou não e aí...

Mas podemos ter um controlador Sevcon que controla directamente um contactor externo e também faz a pré-carga controlada. Claro que podemos. Mas nem todas as instalações têm um Sevcon e no caso do Sevcon o iBMS faz a pré-carga e não precisamos de um contactor no meio das pernas a dar tiros a toda a hora. Um contactor Albright pode custar mais cerca de 100€ até nos chegar a casa.

Quando toda a corrente passa pelo BMS a operação do disjuntor não tem qualquer risco. No caso contrário temos de novo o problema da pré-carga quando se fecha o circuito. Mas podemos ter uma resistência a fazer o by-pass do disjuntor. Claro que podemos. Mas o propósito do seccionamento fica desvirtuado. Permanecem constantes as correntes de fuga pelo circuito de descarga do DC bus e os erros de operação manual são frequentes.

Quando toda a corrente passa pelo BMS podemos usar cargas rápidas em DC com toda a segurança e carregar a maior parte do pack em uma hora estando a instalação eléctrica preparada para tal.

Quando toda a corrente passa pelo BMS podemos usar um mix entre carregador on-board e carregador externo com segurança estando a instalação eléctrica preparada para tal.

Quando toda a corrente passa pelo BMS podemos partir com a moto carregada do restaurante e descer até á barragem sendo a travagem regenerativa cortada pela análise individual da tensão de cada célula e não pela avaliação da tensão total no controlador do motor.

Quando toda a corrente passa pelo BMS podemos trabalhar com todo o tipo de carregadores. Já me cruzei com vários carregadores que amuam quando são cortados apenas num sentido – caso de todos os BMSs que cortam o carregador em separado com o recurso a MOSFETs. Também alguns amuam quando são cortado por um período breve de tempo, mais uma vez aqui o iBMS tem ajustes para estes casos exóticos.

De corte de carregador por relés nem vale a pena falar dada a baixa capacidade de corte de corrente, falta de fiabilidade, susceptibilidade á vibração do VE na estrada, vida limitada e diminuída pelas operações de balanceamentoo, preço e atravancamento elevados se for seleccionado um equipamento á altura da circunstância.

A desvantagem de tudo isto é um aumento de resistência interna no path de corrente. O valor global continua muito baixo face aos benefícios.

Um contactor Albright de 250A tem uma queda de tensão de 40mV nos contactos por cada 100A de corrente. Os contactores baratos nem publicam os respectivos valores, por boa razão não será certamente.

O iBMS na versão de 5KW (3 x 1mOhm sense + (5 + 5 MOSFET) x 2mOhm) tem uma queda de tensão de 120mV por cada 100A de corrente.

A 100A (7KW) ainda se dissipa mais potência na bobine do contactor do que por efeito ohmico no current sense e MOSFETs do iBMS. Até do ponto de vista energético esta solução é ligeiramente mais eficiente embora alguns controladores como o Sevcon possam ainda baixar a corrente na bobine do contactor depois do armar (se a bobine não possuir economizador).
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

Existe uma protecção ao controlador do motor no sentido em que:

É feita sempre a pré-carga lenta dos condensadores do DC Bus do controlador.

Em caso de consumos e regenerações fora da parametrização normal (que deve ser bem feita, os valores variam com a temperatura) é feito o corte e fica o registo do evento com os respectivos valores para análise.

A protecção de overload protege também contra consumos altos durante demasiado tempo, permite também proteger os motores contra aquecimento excessivo.

No entanto não nos podemos esquecer do seguinte:

Os condensadores do DC Bus do controlador aramzenam uma quantidade elevada de energia e conseguem restituí-la de forma muito rápida. Quando os transistors do controlador entram em curto ou cede um condensador em marcha a energia destrutiva do curto-circuito já está dentro do controlador e é libertada sem qualquer controlo. Neste caso nada há a fazer...
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jmal
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por jmal »

É uma boa proteção adicional para controladores de baixo custo, tipo kelly, alguns modelos já trazem proteção neste sentido, em veículos com eletrónica mais proprietária já é usual esta e outras proteções tais como testes à parte de potência, testes de resistência MOSFET/IGBT, testes ás fases do motor, como aquele que foi detetado no controlador da mota do ogadiv. O da vectrix tem inclusive um teste de verificação dos bobinados do motor calculando diferenças de resistência entre fases, entre outros como calibração e alinhamento do encoder.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

eCity 500 - MTB eBike Performance - Percurso de 6Km


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Celestino
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Celestino »

MVS Escreveu:eCity 500 - MTB eBike Performance - Percurso de 6Km
Muito bem...
6Km em menos de 10m é qualquer coisa :!:
Os travões desse "canhão" são suficientes para essa performance, MVS?
=> Automóvel Eléctrico
=> Micro Produção Fotovoltaica
=> Painel Solar AQS
=> Aquecimento central a Pelets
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MVS »

A velocidade máxima do motor em terreno plano com ciclista são 45Km/h (50Km/h de roda no ar). A descer as relações de transmissão (21) mais longas permitem velocidades maiores em que o motor não é usado - está em roda livre.

Os pneus 2,0x26" são citadinos s/ tacos. Os travões são do tipo V-Brake com calços BBB Tristop e travam muito bem.

Dão mais trabalho a manter afinados mas tem mais progressividade (particularmente em paralelo molhado), são mais leves, baratos e s/ arrasto. É também mais fácil obter manetes com switch eléctrico. Quando comparamos na altura da decisão a hipótese de discos de comando hidráulico.

Recomendamos sempre aos utilizadores regulares deste tipo de veículos além do equipamento de segurança, um seguro pessoal de responsabilidade civil (Ex. FPCUB - Federação Portuguesa de Cicloturismo e Utilizadores de Bicicleta < 30 Eur/ano).
Última edição por MVS em sábado jan 11, 2014 11:33 pm, editado 2 vezes no total.
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MRider »

Eu também prefiro uns bons V brake :-)

As vezes dependendo do caso . Um bicicleta electrica é mais vantajosa que uma scooter .
Mesmo no vídeo aquele atalho era impossível fazer de scooter :-)
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RuFuS
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por RuFuS »

visitante2 Escreveu:Eu também prefiro uns bons V brake :-)
Preferes v-brake a uns hidráulicos?
Montador de Bereco, Vectrix VX-1 Premium, Vectrix VX-1 Limited Edition entre muitas outras scooters eléctricas

Mais de 70.000km a electrões em 5 anos... ;)

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MRider
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MRider »

RuFuS Escreveu:
visitante2 Escreveu:Eu também prefiro uns bons V brake :-)
Preferes v-brake a uns hidráulicos?
Como eu sou pobre :-)
Prefiro uns bons V brake a uns de disco baratos de cabo.
Live long and prosper!


Fidel
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Fidel »

Para meter disco de cabo, chamados mecanicos, mais vale manter os v-brake, mas nada se compara a hidraulicos, eu apanho cada susto quando passo para v-brake.

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MRider
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por MRider »

Era isso que me estava a referir
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eBike jump starts a car

Mensagem por MVS »

Facto curioso neste último fim-de-semana.

Um Nissan Micra 1.0 (CI) depois de ficar algum tempo com uma luz ligada esgotou por completo a bateria que não acendia sequer as luzes do painel de instrumentos.

Não tendo mais nada á mão do que uma bicicleta eléctrica com um pack de 48V de Headways de 12Ah e uns cabos de ligação.

Fez-se a ligação das 4 primeiras células do pack em paralelo com a bateria e 20 minutos depois mantendo o paralelo o carro pegou á primeira através do motor de arranque.

O balanceamento automático do pack da eBike demorou depois cerca de 24 horas a concluir.
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BondadeSua
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por BondadeSua »

:mrgreen:
MVS Escreveu:Não tendo mais nada á mão do que uma bicicleta eléctrica com um pack de 48V de Headways de 12Ah e uns cabos de ligação.
Assim se fará a futuramente. :lol:
Em vez de pneu suplente, passa-se a andar de "bicicleta" suplente, em cima/dentro do carro. Bem ... pode ser só na garagem! ;)

BondadeSua
Não se nasce empreendedor. Aprende-se!!![/b]


Fidel
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Fidel »

hehehehehe, muito bem :D
isso é que é desenrascar.

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Batlight Thunder 5KW - iBMS

Mensagem por MVS »

Batlight Thunder de 5KW de 2010 c/ 16.000Km
Motor BLDC de "6 fases" e controlador de origem
22 células LiFePO4 Thundersky de 100Ah, 66V nominais 80,3V carregada

Substituição do BMS de origem que tinha problemas de balanceamento pelo sistema iBMS.

Com o sistema anterior um grupo de 11 células ficava encostado aos 4,2V e o outro ficava muito por baixo durante a carga, a capacidade útil do pack era inferior a 20Ah. Este mau trato sistemático ao longo dos anos teve impacto na saúde actual das baterias.

O sistema eléctrico tinha um DC/DC converter instalado que alimentava o relé de ignição e os relés do BMS híbrido. Este conversor estava sempre ligado mesmo com a chave de ignição da scooter e disjuntor desligados, provocando a descarga lenta do pack. Tudo isto foi reformulado.

O carregador onboard estava a debitar 106V por mau funcionamento, foi substituído.

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A capacidade do pack é agora de 95,3Ah a 10ºC com 110Km percorridos a uma média de 69Km/h (GPS).

Registo GPS dos primeiros 101Km do teste de capacidade feito a fundo em piso molhado (4 voltas á VCI):

http://sportypal.com/Workouts/Details/3645339

Temperatura ambiente: 10ºC
Tempo: 1:27:49
Valor máximo da corrente: 88,7A
Potência máxima: 5823W
Voltagem mínima do pack: 61,6V
Maior abaixamento de célula: Nr 1 c/ 2,53V

Os Mosfet do iBMS atingiram um máximo de 21ºC durante o teste.

Melhores 7,5Km feitos a: 81,91Km/h
Velocidade máxima: 105,68Km/h (Descida após o Corte Inglés - Gaia em direcção a Sul)

A estrada molhada não permitia muitas veleidades.

Esta scooter com 6290Wh reais deverá ter uma autonomia de 185Km em estrada nacional com médias á volta dos 45Km/h seguindo o tráfego.

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marcopns
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por marcopns »

Muito bom voltar a ver estas motas na estrada, bom trabalho!

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BondadeSua
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por BondadeSua »

:mrgreen:
MVS Escreveu:Esta scooter com 6290Wh reais deverá ter uma autonomia de 185Km em estrada nacional com médias á volta dos 45Km/h seguindo o tráfego.
É disto que o "meu povo precisa" :lol: ... Isto é musica para meus ouvidos!

-Venham mais cinco
-D'uma assentada q'eu pago já!

Eu ia jurar que foi esta que vi à cerca de 1 ano atrás em Rio Tinto, zona cidade jovem, linha do metro. Ia em direcção a Baguim!

BondadeSua

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Jorge Rocha
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Re: iBMS by Interflexo

Mensagem por Jorge Rocha »

Este trabalho de conservação e melhoramentos é fundamental para a mobilidade eléctrica!
Só dessa forma se pode transmitir que, o que em tempos foi problema, hoje já está superado, e está muito bem, para muitos e bons anos de km realizados!

Muito bom trabalho MVS!

Nesse caso o carregador estava a elevar muito a tensão, não fazendo a diminuição de corrente no final, para balanceamento, e nem desligando à tensão máxima admissível do pack.
Por acaso não verificou a qual tensão o controlador desligava, por tensão baixa? É que o que cá tenho de uma Batlight 4000W, só desliga aos 39V. A essa tensão, as 22, ou mesmo que só fossem 20 células, já estariam lindas!
Quando queremos segurança, se for mais do que um sistema a fazê-lo, menor as possibilidades de surpresas desagradáveis!
Tudo por um mundo mais limpo!

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