Balancující BMS typu 2, verze 3.3

Balancující BMS typu 2, verze 3.3

Battery Management System Návod k použití

Vývoj, výroba, servis: MGM compro, Ing. G. Dvorský Sv. Čecha 593, 760 01 Zlín, Czech Republic

Tel.: +420 577 001 350 E-mail: [email protected] Info: www.mgm-compro.cz

Obsah: Koncepce a princip reálně balancujícího BMS (Battery Management System) typu 2. .................................3 Řídící jednotka BMS-2 MASTER V3.3 .........................................................................................................5 Popis konektorů. ............................................................................................................................................7 Programovatelné parametry. .........................................................................................................................8 Popis jednotlivých parametrů. ........................................................................................................................9 Instalace a ovládání programu Controller 2. ................................................................................................13 Update programu Controller 2 .....................................................................................................................13 Update SW v BMS-2 (firmware). .................................................................................................................14 Nastavení parametrů / Vyčítání dat z regulátoru. ........................................................................................15 Monitorování systému v reálném čase. .......................................................................................................16 Historie – vyčítání uložených dat v BMS-2...................................................................................................17 Datalog – vyčítání uložených událostí v BMS-2 ...........................................................................................17 Zobrazované údaje řídící jednotky. ..............................................................................................................17 Balancující / Měřící modul BMS-2-xxx BAL V4.0.........................................................................................18 Adresování modulů. .....................................................................................................................................20 Proudový snímač HALL 400 B. ....................................................................................................................21 Příklady. .......................................................................................................................................................22 Dostupné položky. .......................................................................................................................................23 Doplňky a díly...............................................................................................................................................24 Záruka a Záruční podmínky. ........................................................................................................................25 Servis a Technická podpora ........................................................................................................................25 Celkové zapojení část A ..............................................................................................................................26 Celkové zapojení část B ..............................................................................................................................27 Pozn.: Obsah …………….. všechny položky obsahu vás přes CTRL+ levé tlačítko myši navedou přímo na odpovídající kapitolu. modré podtržené ….. texty, kdekoli v tomto manuálu, vás rovněž přes CTRL+ levé tlačítko myši navedou přímo na odpovídající kapitolu (odkaz). V manuálu ve formátu „pdf“ se na takto označených textech a položkách obsahu změní kurzor na symbol ruky ( V tomto případě stačí jen kliknout levým tlačítkem myši (bez CTRL).

BMS-2, Stránka 2 z 27

).

Koncepce a princip reálně balancujícího BMS (Battery Management System) typu 2. NABÍJENÍ: Na rozdíl od „balancujících nabíječek“ není nabíjen a balancován nabíječkou samostatně každý článek, ale je použita jedna nabíječka na celkové napětí / proud a každý článek má přiřazen svůj vlastní inteligentní balancující obvod. Pokud uvažujeme kapacitu trakční baterie 100Ah, je při neshodě článků ±2,5% (a to může být v případě některých článků i podstatně více) zapotřebí vyvažovací proud až 5A pro nabíjení 100A (1 hodinové nabíjení) – to v případě, pokud je vyvažování aktivní po celou dobu nabíjení, tedy od počátku nabíjení, ne jen na konci (vyvažování „na konci nabíjení“ potřebuje buď velké vyvažovací proudy nebo velmi dlouhý čas – obojí je nevýhodné). Pro 200Ah baterii a proudy 200A je to dvojnásobek nebo 100A a prodloužení nabíjecího času na cca 2 hodiny, atd. Jinak řečeno, během noci (8 hodin) je možno nabíjet baterie až 400Ah proudem 50A a na vyvažování stačí odvádět proudy 2,5A nebo až 800Ah proudem 100A a vyvažovat proudy do 5A. K dispozici jsou také balancovací / měřící jednotky pro balancující proudy až 10A a jednotky balancující 12V baterie. Energetická bilance (ztrátové výkon, teplo) pro nejhorší případ (jeden článek s větší kapacitou, zbytek, třeba 33 článků Lipol s menší kapacitou pro 125V nominální napětí baterie) – musíme odvádět výkony cca 5A × cca 4V × 33 článků = 660W, což je sice docela dost, nicméně obvod balancující jeden článek bude nucen vyzařovat při 5A vyrovnávání „jen“ asi 20W, což je řešitelné. Toto vede na koncepci samostatných reálných balancerů (balancování po celou dobu nabíjení), které jsou řízeny jednou základní jednotkou. Je tedy možné vytvořit BMS pro libovolný počet článků („n“) zapojených do série pomocí „n“ balancerů + 1 řídící jednotky. Jednotlivé samostatné balancující / měřící jednotky jsou připojeny k jednotlivých článkům baterie a jsou ovládány základní řídící jednotkou se kterou neustále komunikují. Řídící jednotka, kromě řízení balancerů, zprostředkovává také měření napětí, teplot, proudů, bezpečnostní odpojování, komunik aci s nabíječkou, komunikaci s regulátorem(y) motorů, komunikaci s obsluhou.

komunikace s nabíječkou

12V napájení

nabíječka

Signál „sniž proud“

USB komunikace s PC a ovládání, nastavování, servisní data, … komunikace CAN

Nabíjecí proud

230V nebo 380V

řídící jednotka BMS proudová sonda

1

2

3

4

5

n trakční „n“ článková baterie

komunikace RS-485 / RS-232

1

2

3

4

balancery

5 + měření

n Vybíjecí proud

Analogové / digitální výstupy (ovládání „palivoměru“, atd ….) 4+4 kanály ….

spojení s balanc. / měřícími jednotkami komunikace s řídící jednotkou motoru (CAN) řídící jednotka motoru

8×spínač Signál „odpojení rekuperace“ odpojovače


Motor

Velmi vhodné je, pokud řídící jednotka skutečně může komunikovat jak s nabíječkou, tak s řídící jednotkou motoru. Pak lze snadno zařídit hladkou spolupráci i v hraničních situacích (nestíhá se balancovat, je nutno omezit nabíjecí proud, baterie ho dně vybitá, nutno omezit výkon motoru, ….). Pokud nebude zajištěna tato komunikace, nezbývá nic jiného (v těchto mezních situacích) než aby BMS odpojila nabíječku / motor, což není úplně optimální. Odpojovače by měly být aktivovány jen pro opravd u havarijní situace (nabíječka se zbláznila, motor shořel apod.).

VYBÍJENÍ: Jednotlivé balancující / měřící jednotky jsou využívány jako měřící jednotky i v rámci vybíjení baterie. Opět je řídící jednotkou vyhodnocován stav každého jednotlivého článku, hlídána teplota článků, napětí každého článku, jeho vnitřní odpory, celkový pr oud, celkový stav oproti ostatním článkům, … a v případě překročení nastavených limitů je zátěž odpojena. Jednotka může rovněž v předstihu upozorňovat na blížící se vybití apod.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Základní informace: BMS řídící jednotka lze přizpůsobit pro všechny současné typy trakčních článků (Pb, A123, LiPol, LiFe…), vyjma Nixx článků. Tzn. všechny typy nabíjecích článků, u kterých se pohybuje provozní napětí mezi 1,8V a 5V, resp. mezi 9 – 18V pro „12V“ verze. Konkrétní rozsahy napětí a balanc. proudů záleží na typu balancující / měřící jednotky. BMS řídící jednotka komunikuje s PC (nastavení parametrů, přenos aktuálních nebo uložených hodnot, …) přes linku USB. Nutný je modul galvanicky odděleného připojení USBCOM 4i BMS. Řídící jednotka může ovládat různé ukazatele např. zbývajícího náboje, odebíraného proudu atd. jednak sama, jednak může tyto informace poskytovat jinému systému přes CAN sběrnici nebo přes RS232 či RS-485 (zobrazovací jednotce, řídící jednotce motoru, nabíječce apod. …). BMS řídící jednotka může indikovat provozní stavy a sledované veličiny 4-mi digitálními výstupy typu otevřený kolektor pro proudy až 1A a napětí 12V (palubní napětí), tj. řízení LED diod nebo 12V žárovek a 3-mi analogovými výstupy 0 – 3.3V nebo 0 – 10V a jedním analogovým nebo frekvenčním výstupem pro řízení analogových (ručkových) přístrojů na palubní desce. Pokud se tyto informace předávají spolupracujícímu systému pomocí CAN sběrnice (tzn. také indikují na jiném zobrazovači) – zůstávají digitální a analogové výstupy volné a lze je použít pro jiné účely. Řídící jednotka BMS dlouhodobě ukládá naměřená data k pozdější analýze, může je kdykoli přenést do připojeného PC přes USB. Může upozorňovat na poškozené či vadné články a lze tak předejít haváriím typu totálně zničený článek a nedojetí do cíle.


Základní moduly a technická data systému BMS-2. Řídící jednotka BMS-2 MASTER V3.3 (pro balancery BMS-2-xxx BAL-V4.xx) Firmware řídící jednotky, včetně firmware připojených balancerů, lze updatovat po internetu programem MGM Flasher a připojením k PC pomocí modulu USBCOM 4i BMS. To přináší významnou výhodu v podobě možnosti mít neustále aktuální SW (tzn. snadné opravy a úpravy, přístup k novým vlastnostem a možnostem BMS, ….). Nastavení řídící jednotky a získávání dat z této jednotky je realizováno programem „Controller 2“, viz dále. Řídící jednotka zajišťuje jednak komunikaci s balancujícími / měřícími moduly (BMS-2-xxx BAL V4.0), jednak umožňuje komunikaci s jinými systémy přes sběrnici CAN nebo RS-485, případně RS-232. Ovládá silové odpojovače (stykače) systému jednak pro korektní připojování, jednak při havarijních situacích. Řídící jednotka sleduje i speciální stavy, jako je nabíjení (přebíjení) již nabité baterie rekuperací při jízdě z kopce – jednotka poskytuje signál „vypni rekuperaci“ pro jednotku řízení motoru, aby se zabránilo přebíjení baterie. Tato řídící jednotka má oproti starší verzi (V 2.0) galvanické oddělení CAN sběrnice a komunikační port RS-232 lze alternovat s portem RS-485, oba mají také možnost galvanického oddělení. Jednotka je stejná pro všechny dostupné typy balancerů verze V4.xx a liší se pouze nahraným SW. Pro všechny typy balancovacích jednotek je použita stejná řídící jednotka – rozdíly jsou jen v nahraném SW. Je tedy potřebné, abyste v rámci objednávky specifikovali, který z dostupných standardních SW budete potřebovat (záleží na konkrétní aplikaci a vašich požadavcích). Pokud pro vaši aplikace potřebujete funkce nebo vlastnosti jiné, než obsahují a umožňují standardní programová vybavení, je nutno modifikovat standardní SW o vaše specifické požadavky (placená činnost). Standardní SW „je v ceně“ zařízení.

Rozměr (včetně krabičky) 130 × 95 × 25 mm Váha (včetně krabičky) ~140 gram Napájecí napětí +12 V Proud v aktivním stavu dle stavu a počtu připojených balanc. jednotek Proud ve stavu „vypnuto“ cca 5 mA Počet připojitelných balanc. jednotek (max.) 64 + 64 + 64 Výstupy pro odpojovače 8 × max. 4A / 12 V Indikační výstupy digitální (otevřený kolektor) 4× max.1A / 12 V Indikační výstupy digitál. / analog. *) 3× 3.3V / 10V Indikační výstupy digitál. / analog. / frekvence *) 1× 3.3V / 10V Impedance výstupů 2, 3 a 4 470 pro 3.3V / 100 pro 10V Impedance výstupu 1 100 pro 3.3V analog / 100 pro 10V frekvence

*) Poznámka 1: Výstupní indikační signály (konektor A, piny 6 – 9) jsou v základním provedení analogové (připojení analogových zobrazovačů). U výstupů AD2, 3 a 4 lze propojkami (zkratospojky U3) mezi konektory „A“ a „C“ nastavit výstupní napětí (buď 0 až 3.3V nebo 0 až 10V). U výstupu AD1 pak lze přepínat mezi analogovým výstupem (0 až 3.3V) nebo frekvenčním výstupem (interní převodník U/f s výstupním signálem s amplitudou 10V). Na přání lze všechny tyto výstupy 1 - 4 (nebo jen některé z nich) modifikovat na digitální (ON-OFF nebo PWM)

Standardně jsou pro volbu typu výstupu AD1 – AD4 osazeny piny (pole U3) a zákazník si sám může určit typ výstupu propojkou. Na přání lze typ výstupu zapojit „natvrdo“ (propájením) podle požadavku zákazníka již ve výrobě.


Řídící jednotka BMS-2 MASTER 192 (verze 3.3 - vyjmuto z krabičky, max. konfigurace) Propojky pro specifikaci výstupů pro indikace: Standardně jsou pro volbu typu výstupu AD1 – AD4 osazeny piny (pole U3) a zákazník si sám může určit typ výstupu propojkou. Na přání lze typ výstupu zapojit „natvrdo“ (propájením) podle požadavku zákazníka již ve výrobě.

3.3V analog 10V analog výstup AD4 výstup AD3 výstup AD2

Propojovací plochý vodič se správnou orientací (zde zobrazen bez konektoru, barevné značkování k pinu 1 )

Tlačítko 2

10V frekvence 3,3V analog

8× výstup indikace Číslo pinu konektoru (volné) OUT D4 (volné) OUT D3 (Error) OUT D2 (Rezerva paliva) OUT D1 GND (pro tyto výstupy) (článek s min.U) OUT AD4 (článek s max.U) OUT AD3 (proud) OUT AD2 (nabití v %) OUT AD1

1

Ext. teplotní čidla

Zkratospojka připojení koncové impedance pro RS-485 Port RS-232 nebo RS-485 (příp. galvanicky oddělený)

Servisní displej

SEKCE 1

I

A

Připojení balanc. / měř. jednotek adr. 0 – 63 (články 1 až 64)

2 3 4

1

C

5

1

6

2

7

3

3

2

8

1

B

3

3

4

5

4

E

1 4 3 2

H

7

1

8

2

SEKCE 3

K

+12V

1 4

F

9

3 2

10

1

L

1

Indikační LED spínačů

GND +12V Zapínání systému

Napájení systému (samostatné vodiče k baterii 12V)

CAN bus (příp. galvanicky oddělený)

U2

2

Spínače 8× výstup 4A / 12V


1

2 GND

6


1

D

1

SEKCE 2

J

U1

2

2 4

G

4

U3

9

1

GND (mínus baterie 12V) GND (mínus baterie 12V) Proud do zátěže (Motor) PO 1 Proud „antispark“ (Baterie) PO 2 Proud nabíjecí 1 (slabý/hlavní) PO 3 Proud nabíjecí 2 (silný) PO 4 Topení Baterie PO 5 Chlazení Baterie PO 6 Vypnutí rekuperace PO 7 AUX 2 PO 8

Tlačítko 1

Připojení proudové sondy

výstup AD1

Signál pro nabíječky „sniž proud“

M

Montážní otvor (4×)

Záložní baterie pro reálný čas

Propojka připojení koncové impedance pro CAN

119 × 87 × 20 mm

I2C port / Připojení galvanicky odděleného USBCOM 4i

Zapojení spínačů (konektor „B“ + část konektoru „A“):

+12V

Konektor B

V aktivním stavu je spínač sepnut „k zemi“, tedy na GND. Současně se rozsvítí odpovídající LED u konektoru „B“. V klidovém stavu je spínač rozpojen. Spínače jsou využívány k ovládání jednak silových odpojovačů a stykačů (viz příklad zapojení na poslední stránce), jednak jako řídící signál (kontakt), např. pro ovládání vypnutí rekuperace.

PO 1 (pin 3)

PO 2 (pin 4)

PO 8 (pin 10) atd.

PO x

=

GND pin 1 a 2

Spínače jsou zde pro názornost kresleny jako mechanický kontakt, ve skutečnosti jsou použity výkonové MOSFETy.

ochranná dioda

Skutečné provedení +12V

Konektor A OUT D4 (pin 1)

OUT D1 (pin 4) atd.

Identické zapojení je použito pro výstupy OUT D1 až OUT D4 (pin 1 až 4 konektoru „A“), ale jsou použity součástky pro menší proud.

Jedná se o klasický optočlen, který zajišťuje galvanické oddělení tohoto výstupu. Při aktivaci je výstupní tranzistor optočlenu sepnut.

Skutečné provedení

OPT+ (pin 1) Konektor M OPT– (pin 2)

Standardní verze obsahuje vše mimo: - konektor „D“ a odpovídající obvody měření externích teplot - konektor „G“ a odpovídající obvody RS-232 / RS-485 - konektor „L“ a odpovídající obvody CAN Tyto požadavky, včetně možnosti galvanického oddělení, je nutno definovat v možnostech rozšíření, „options“

Poznámka: - konektor „I“ je osazen vždy (pro články 1 – 64) - konektory „J“ a „K“ a odpovídající obvody se osazují jen ve verzích „128“ a „192“.


ochranná dioda

=

GND pin 5

Zapojení výstupu pro jednoduché ovládání nabíječky (konektor „M“):

OUT Dx

Popis konektorů. Konektor C (proudová sonda  400A):

Konektor A (indikace):

 Pin 1: Digitální výstup otevřený kolektor D4 (1A / 12V) – volné ● Pin 1: Napájení sondy +12V  Pin 2: Digitální výstup otevřený kolektor D3 (1A / 12V) – volné ● Pin 2: Sense +  Pin 3: Digitální výstup otevřený kolektor D2 (1A / 12V) – Error ● Pin 3: proudový rozsah sondy  Pin 4: Digitální výstup otevřený kolektor D1 (1A / 12V) – Rezerva paliva ● Pin 4: GND  Pin 5: GND (mínus pól pro tyto indikační výstupy)  Pin 6: Analog. / digital. výstup AD4 (0 až +3.3V / 10V) – min. napětí článku [V]  Pin 7: Analog. / digital. výstup AD3 (0 až +3.3V / 10V) – max. napětí článku [V]  Pin 8: Analog. / digital. výstup AD2 (0 až +3.3V / 10V) – Proud z /do baterie [A]  Pin 9: A / D / frekvenční výstup AD1 (0 až +3.3V / 10V) – Nabití baterie [%] Pozn.: v základním provedení jsou výstupy 2 až 4, resp. i 1 analogové – na přání lze modifikovat na digitální (nutno uvést v objednávce)

Konektor B (výkonové spínače 4A, O.C.):

Konektor E (Napájení systému):

         

● Pin 1: napájení systému (+12V) ● Pin 2: mínus pól baterie 12V (system GND)

Pin 1: mínus pól baterie 12V ( power GND ) – vést samostatně k baterii ! Pin 2: mínus pól baterie 12V ( power GND ) – vést samostatně k baterii ! Pin 3: PO 1, Zátěž (připojení zátěže / regulátoru motoru, apod.) Pin 4: PO 2, Antispark (připojení kapacitní, regulátor motoru apod.) Pin 5: PO 3, Nabíjecí proud 1 (hlavní nebo slabší/dobíjecí nabíječka) Pin 6: PO 4, Nabíjecí proud 2 (nic nebo silnější nabíječka) Pin 7: PO 5, Topení Baterie Pin 8: PO 6, Chlazení Baterie Pin 9: PO 7, AUX 1 (vypnutí rekuperace) Pin 10: PO 8, AUX 2 (rezerva)

Konektor F (zapínání systému): ● Pin 1: (system GND) mínus zdroje 12V – samostatně k baterii ● Pin 2: Interní zapnutí napájení (+12V)

Konektor M (pomocné ovládání nabíječky): ● ●

Pin 1: OPT + Pin 2: OPT –

Konektor H (I2C, připojení PC přes USBCOM_4i):

Konektor D (Ext. teplotní čidla), option:

   

● Pin 1: teplotní čidlo 1: KTY 81-210 ● Pin 2: GND čidla 1 ● Pin 3: teplotní čidlo 2: KTY 81-210 ● Pin 4: GND čidla 2

Pin 1: +5V / +12V výstup Pin 2: SCL Pin 3: SDA Pin 4: GND

Konektor G (port RS-232/485), option:

Konektor L (CAN BUS), option:

 Pin 1: napájení interní nebo externí  Pin 2: RxD (232) / B linka (485)  Pin 3: TXD (232) / A linka (485)  Pin 4: GND Pokud je použita linka RS 485 a řídící jednotka je koncové zařízení (topologicky), je nutné na linku připojit koncovou impedanci (propojit zkratospojku U1)

● Pin 1: GND ● Pin 2: CAN L ● Pin 3: GND ● Pin 4: CAN H Pokud je řídící jednotka koncové zařízení pro CAN sběrnici (topologicky), je nutné na linku připojit koncovou impedanci (propojit zkratospojku U2)

Konektor I, J, K (sběrnice pro balanc. moduly): I = sekce 1, čl. 1 - 64, J = sekce 2, čl. 65 - 128, K= sekce 3, čl. 129 - 192 ● Pin 1: napájení (+5V) ● Pin 2: napájení (+5V) ● Pin 3: linka A ● Pin 4: napájení (+5V) ● Pin 5: linka B ● Pin 6: GND ● Pin 7: GND ● Pin 8: GND ● Pin 9: zapnutí modulů ● Pin 10: GND

GND Pin 10

Pin 9: zapnutí modulu

GND Pin 8

Pin 7: GND

GND Pin 6

Pin 5: A linka

napájení (+5V) Pin 4

Pin 3: B linka

napájení (+5V) Pin 2

Pin 1: napájení (+5V)

Důležité: 1) Nejprve musí být vždy připojeny linky I, J, K, následně konektor E (napájení systému 12V) a pak jakýkoli další konektor. Jinak řečeno, než zasunete konektory do patic v řídící desce (vyjma I,J, K), musí být systém napájen 12V !!! Není povoleno odpojit napájení systému (konektor E) dříve, než jsou odpojeny všechny ostatní konektory (opět vyjma linek I, J, K). Nezapomeňte na to např. také při „update firmware“ (je při tom nutno odpojit napájení 12V, konektor E). Veškerá aktivace a deaktivace již zapojeného systému se provádí přes konektor F (zapínání systému „klíčkem“), nikoli odpojením napájení 12V. Výjimkou je pouze update firmware. 2) Antispark (výstup PO 2) spíná po zapnutí sytému („klíčkem“) na dobu 3 sec. (nabití kondenzátorů zátěže omezeným proudem). Omezovací odpor musí být externí, vhodně dimenzovaný (proud i výkon). 3) Pokud bude mít spolupracující regulátor motoru vstup pro bezpečné odpojení (jako např. regulátory HBC 256063, HBC 40063 apod. MGM compro), lze výstup PO 1 konektoru B zapojit přímo do odpovídajícího vstupu regulátoru – detaily viz manuál regulátorů řady HBC-series: http://mgm-compro.cz/prumyslove/index.php?cat=regulatory-pro-prumysl-velke-vykony-hbc . 4) Současný stisk obou tlačítek při zapnutí napájení vyvolá defaultní nastavení !!! BMS-2, Stránka 7 z 27

Programovatelné parametry. Uživatelem nastavitelné parametry: parametr

rozsah

Firemní nastavení / poznámka

krok

P1

Odpojovací napětí

1.5 V

15 V

1 mV

2,5V

P2

Nízké napětí

1.5 V

15 V

1 mV

3,3V

P3

Balancovací napětí

1.5 V

15 V

1 mV

3,6V

P4

Nabíjecí napětí

1.5 V

15 V

1 mV

4,2V

P5 P6

Automatická detekce balancerů Počet připojených balancerů

1

192

P7

Kapacita baterie *)

0

655 Ah

P8

Účinnost dobíjení

50 %

100 %

1%

100%

P9

Spínání chlazení

0

100 °C

1 °C

50%

P10

Hystereze spínání chlazení

0

10 °C

1 °C

5%

P11

Spínání topení

0

100 °C

1 °C

5%

P12

Hystereze spínání topení

0

100 °C

1 °C

2%

P13

Proudová pojistka nabíjení

0

655 A

1A

0

P14

Proudová pojistka vybíjení

0

655 A

0

P15

Konstanta systému I

0

65 536

1A 1

P16

Konstanta balanceru U

0

65 536

1

200

P17

Ukazatel napětí NULA

0

100 %

0.1 %

0%

P18

Ukazatel napětí ROZSAH

0

100 %

0.1 %

100%

P19

Ukazatel proudu NULA

0

100 %

0.1 %

0%

P20

Ukazatel proudu ROZSAH

0

100 %

0.1 %

100%

P21

Ukazatel kapacity NULA

0

100 %

0.1 %

0%

P22

Ukazatel kapacity ROZSAH

0

100 %

0.1 %

100%

P23

Znovu zapnutí dobíjení

P24

Připojena silná nabíječka 2

P25

--

P26

Režim balancování

P27 P28

--

--

A-N

A

1

1

0.01 Ah 0 !!!

7800

A-N

N

A-N

N

-H

1

Blokování aktualizace bal. modulů

A-N

N

Inverze výstupních signálů

A-N

N

P29

Externí teplotní čidla

A-N

N

P30

Přepětí na baterii  vypnutí trakce

A-N

N

P31

Vypnutí tolerance výpadků balanc.

N

P32

Verze nastavení

A-N --

P33

Upozornění na blížící se vybití

0

100%

1%

10%

P34

--

--

--

--

P35

--

--

--

--

P36

--

--

--

--

P37

--

--

--

--

P38

--

--

--

--

--

--

--

--

H - volba z konkrétních hodnot, viz popis jednotlivých parametrů *) Pozn.: v případě potřeby vyšší kapacity baterie (parametr P7), lze kapacitu zvětšit za cenu menšího rozlišení (6550 Ah a rozlišení 0,1 Ah) – v tomto případě nás kontaktujte.


Popis jednotlivých parametrů. Pokud je v dalším popisu použit termín „napětí baterie“ nebo „napětí článku“, máme na mysli VŽDY interní napětí Ui, nikoli svorkové napětí Usv - tedy napětí nezávislé na velikosti proudů a vnitřního odporu baterie. Systém neustále sleduje svorkové napětí a proud a vypočítává aktuální vnitřní odpor baterie (každého článku). Systém využívá tuto metodu jak pro vybíjení, tak i pro nabíjení baterie. Pokud by se jednalo o svorkové napětí článku (baterie), je na to vždy upozorněno.

N-článková Baterie Li-xxx (N = 2 až 192)

Zátěž

proud I

U Ri Usv

Ui

N-tý balancer

svorko

N-tý článek baterie

Silové konektory

Usvbat

REGULÁTOR

MOTOR

svorkové

vé

U proud I

Ri Usv

Ui

2. balancer

svorko

2. článek baterie

vé

U Ri Ui

Usv

1. balancer

Proudová sonda

Řídící jednotka BMS

svorko

1. článek baterie

vé

Komunikace s balancery

Minimální pracovní napětí balancovacích /měřících jednotek (zkráceně balancerů) je 1,8V / článek. V tomto případě se jedná o svorkové napětí článků, nikoli o vnitřní napětí. Pokud svorkové napětí článků klesne z jakýchkoli důvodů pod tuto mez, odpovídající balancer přestává měřit a komunikovat až do doby, než se svorkové napětí daného článku zvýší nad 1,8V.

P1: Odpojovací (vypínací) napětí Pokud napětí článku klesne pod tuto mez na dobu delší než 30 sec., dojde k nouzovému odpojení zátěže (PO 1). Stav je indikován blikáním indikačního prvku na výstupu D1 (je vhodné snížit odběr proudu – „ubrat plyn“). Ke zrušení odpočtu dojde, pokud napětí článku vystoupí zpět (během odpočtu 30 sec.) na úroveň nastavenou v parametru P2. Pokud ale již dojde k odpojení, musí se systém vypnout / zapnout klíčkem znovu. Jedná se o napětí nejvíce vybitého článku, tedy článku s nejmenším napětím z celé baterie.

P2: Nízké napětí Je napětí, od kterého je povolen start systému a/nebo zrušení odpočtu nouzového odpojení zátěže (viz P1).

P3: Balancovací napětí Určuje hranici, od které začíná balancování článků při nabíjení. Pro různé typy článků je tato hranice různá. Lipol články je výhodné balancovat od co nejmenších napětí (3.2V), pro LiFePo4 články nemá smysl balancovat od takto nízkých napětí, protože po většinu nabíjecího cyklu je napětí téměř neměnné (v okolí 3.3V). U tohoto typu článků doporučujeme balancovat od hodnot cca 3,5 – 3,6V.

P4: Nabíjecí napětí Je max. povolené napětí článku při nabíjení – od dosažení tohoto napětí by se měla změnit charakteristika nabíjení z „konstantní proud“ na „konstantní napětí“ (standardní nabíjení CC-CV). Od dosažení tohoto napětí by měl proud díky této charakteristice klesat. Po postupném snížení proudu (nabíječkou) pod 5 – 10% nominálního nabíjecího proudu je baterie 100% nabita. Viz obr. A + obr. B na následující straně, kde jsou zobrazeny základní nabíjecí charakteristiky Lipol a LiFePo4 článků. Tento typ nabíječky se připojuje jako hlavní nabíječka k výstupu PO 3. Pokud použitá nabíječka nedokáže automaticky takto plynule snižovat proud, jsou možné tyto scénáře nabíjení: a) Nabíječka umí snížit proud (na externí signál) pod úroveň 5 – 10% nominálního nabíjecího proudu a současně pod úroveň balancovacího proudu, takže po dosažení napětí s úrovní P4 (bod SB) sníží proud a baterii následně dobije tímto sníženým proudem při současném balancování, obr. C. Nabíječka je připojen jako hlavní nabíječka k výstupu PO 3. b) Nabíječka neumí snížit proud. Zapojí se jako silná nabíječka do výstupu PO 4. Po dosažení napětí s úrovní P4 (bod SB) je tento výstup PO 4 odpojen a další nabíjení zajišťuje slabá nabíječka s malým proudem zapojená do výstupu PO 3 až do úplného nabití a vybalancování, obr. C. c) Pokud silná nabíječka neumí snížit proud a není použita druhá slabá nabíječka, systém při dosažení napětí s úrovní P4 nabíječku vypne. Po vybalancování nejvíce nabitých článků na úroveň nejslabších článků nabíječku opět zapne a takto stále dokola se cyklus zapínání a vypínání opakuje až do vybalancování všech článků, obr. D. Nabíječka je připojen jako hlavní nabíječka k výstupu PO 3.


U

Nabíjení Lipol článků nabíječkou CC-CV (hlavní nabíječka, spínač PO 3)

Obr. B U

4.2V

Nabíjení LiFePo4 článků nabíječkou CC-CV (hlavní nabíječka, spínač PO 3)

P4

4.2V

P4

4.0V

4.0V 3.8V

3.8V

3.6V

3.6V

100%

P3

3.4V

3.4V

Napětí článku

3.2V

Nabíjecí proud

3.2V 3.0V 2.8V 2.6V 2.4V

Nabíjecí proud

2.2V

P3 100%

2.6V 2.4V 2.2V

10%

1.8V

Napětí článku

3.0V 2.8V

Nabito

2.0V

Nabíjecí proud

.

Obr. A

Kapacita

Nabíjecí proud

2.0V

Kapacita

[Ah]

100%

Nabito 10%

1.8V

[Ah]

100%

Obr. C Nabíjení Lipol článků nabíječkou CC s možností snížit

proud na malou úroveň A2 (hlavní nabíječka, spínač PO 3) nebo nabíječkou CC bez možnosti snížit proud (silná nabíječka, spínač PO 4) s připojenou druhou nabíječkou s malým proudem (slabší nabíječka, spínač PO 3)

U

Obr. D Nabíjení Lipol článků nabíječkou CC U

Nabito

Bod SB

P4

4.2V

(hlavní nabíječka, spínač PO 3)

Nabito

4.2V

4.0V

P4

4.0V

nominální nabíjecí proud = 100%

P3 Napětí článku

3.2V 3.0V

proud hlavní nebo silné nabíječky

2.8V 2.6V 2.4V

3.2V 3.0V

2.6V

2.2V 2.0V 1.8V

Kapacita A2 malý proud slabé nabíječky nebo snížený proud hlavní nabíječky

100%

proud hlavní nabíječky

2.4V

< 10% nom. proudu < balanc. proud

1.8V

P3 Napětí článku

2.8V

2.2V 2.0V

100%

3.4V

Nabíjecí proud

3.4V

3.8V 3.6V

Nabíjecí proud

3.8V 3.6V

Oblast vypínání a zapínání nabíječky a balancování nejvíce nabitých článků na úroveň reference

Kapacita 100% [Ah]

[Ah]

Pozn.: Pokud se použije jen jedna nabíječka, hlavní (je jedno jestli inteligentní, CC-CV nebo obyčejná CC apod.), je nutné ji zapojit do výstupu PO 3. Pokud se použijí dvě nabíječky, slabší je ovládána výstupem PO 3, silnější výstupem PO 4. Dvě nabíječky má smysl použít pouze v případě, že silná nabíječka nemá charakteristiku CC-CV nebo nemá možnost snížit proud (vnějším povelem) na úroveň balancovacích proudů jednotlivých balancerů. Slabší nabíječka by měla mít nabíjecí proud jen takový, aby jej byly balancery schopny s rezervou odvádět a současně by měl být menší než 5 – 10% nominálního nabíjecího proudu.

Obr. E U

Vybíjení Lipol článků

napětí akumulátoru při vybíjení proudem: 0 - 0.5C 5C 10C 20C 3.9V / čl.

3.8V / čl. (vnitřní napětí)

4.2V

P4

4.0V

3.7V / čl.

3.8V 3.4V / čl.

3.6V 3.4V

3.0V / článek

3.2V

P2

3.0V

Protože svorkové napětí článků je silně závislé na protékajícím proudu a vnitřním odporu článku (viz obrázek vlevo), jsou pro vyhodnocování stavu článků používána vnitřní napětí článku, která jsou nezávislá na výše uvedených veličinách a tak se eliminuje jejich negativní vliv. Konkrétní hodnoty a průběhy vybíjení jsou závislé na konkrétním typu článků – viz datasheety výrobce článků.

2.8V 2.6V

P1

2.4V

2.7V / čl. (svorkové napětí) při proudu 20C

2.2V 2.0V

Minimální pracovní napětí balancerů

1.8V 75% 90% 100%

kapacita [Ah]

95%


P5: Automatická detekce balancerů  

NE – BMS pracuje pouze v případě, že počet systémem nalezených balancem je roven počtu zadaném v P6 ANO – BMS pracuje s jakýmkoli počtem balancerů (2 – 192). Toto nastavení je potenciálně nebezpečné, systém nedokáže poznat chybějící balancer – vhodné pouze pro testování

P6: Počet připojených balancerů Je součet všech balancerů na všech linkách.

P7: Kapacita baterie Nominální kapacita baterie v Ah.

P8: Účinnost nabíjení Určuje s jakou účinností nabíjení pro dané články může systém počítat (řádově 90%) – hodnotu lze postupně doladit.

P9: Spínání chlazení Hranice spínání chlazení. Pokud je teplota kteréhokoliv článku vyšší než zde nastavená teplota, BMS sepne silový výstup PO 6.

P10: Hystereze spínání chlazení Pokud je teplota všech článků klesne pod P9 o zde nastavenou hysterezi, BMS vypne silový výstup PO 6.

P11: Spínání topení Hranice spínání topení. Pokud je teplota kteréhokoliv článku nižší než zde nastavená teplota, BMS sepne silový výstup PO 5.

P12: Hystereze spínání topení Pokud je teplota všech článků stoupne nad P11 o zde nastavenou hysterezi, BMS vypne silový výstup PO 5.

P13: Proudová pojistka nabíjení Pokud proud z nabíječky překročí zde nastavenou mez, BMS odpojí silové výstupy PO 3, PO 4. Hodnota nula (=0) znamená pojistka VYPNUTA

P14: Proudová pojistka vybíjení Pokud proud z baterie překročí zde nastavenou mez, BMS odpojí silový výstup PO 1 i antispark PO 2. Hodnota nula (=0) znamená pojistka VYPNUTA

P15: Konstanta systému I Hodnota je pro daný systém dána z výroby dle proudové sondy. Pokud systém sami skládáte a potřebujete použít sondu s jiným rozsahem nebo jinou sondu, kontaktujte MGM compro.

P16: Konstanta balanceru U Hodnota je pro daný systém dána z výroby. Pokud systém sami skládáte z komponent MGM compro, kontaktujte MGM compro.

Kalibrace výstupů pro externí měřící přístroje zobrazující základní veličiny (výstupy AD1 až AD 4): P17: Ukazatel napětí - NULA Kalibrace nulové hodnoty analogového ukazatele napětí (výstup AD3 a AD4)

P18: Ukazatel napětí - ROZSAH Kalibrace rozsahu analogového ukazatele napětí (výstup AD3 a AD4)

P19: Ukazatel proudu - NULA Kalibrace nulové hodnoty analogového ukazatele proudu (výstup AD2), nula uprostřed stupnice

P20: Ukazatel proudu - ROZSAH Kalibrace rozsahu analogového ukazatele proudu (výstup AD2), ± plný rozsah

P21: Ukazatel kapacity - NULA Kalibrace nulové hodnoty analogového ukazatele kapacity baterie (výstup AD1), % nabití.

P22: Ukazatel kapacity - ROZSAH Kalibrace rozsahu analogového ukazatele kapacity baterie (výstup AD1), % nabití.

P23: Znovu zapnutí dobíjení  

NE – nabíjení je ukončeno dosažením napětí P4 na všech článcích. Pro start nového (dalšího) nabíjení je nutné odpojit a znovu připojit ovládací napětí na aktivační vstup (konektor F) ANO – nabíječka je periodicky spínaná po poklesu napětí na článcích pod hranici P4 po celou dobu aktivace systému BMS

P24: Připojena silná nabíječka 2 (výstup PO 4) Nastavte ANO, pokud je připojena silná nabíječka s vysokým proudem. V tomto případě MUSÍ být připojena slabší nabíječka do výstupu PO 3 !!! (pokud je připojen jen jedna nabíječka, musí být v PO 3 !!!)

P25: volné P26: Režim balancování    

PRŮBĚŽNÉ – systém zahájí balancování při dosažení napětí definovaném parametrem P3 ZPOŽDĚNÉ – systém zahájí balancování při dosažení napětí dané parametrem P4 (bod SB v obr. C) LIMITOVÁNÍ – systém pouze limituje články na napětí P4 VYPNUTO – balancování je vypnuto (systém ale hlídá a odpojuje podle potřeby)


P27: Blokování aktualizace modulů (balancerů)  

NE – BMS si aktualizuje firmware balancerů podle potřeby ANO – BMS je zakázáno aktualizovat balancery. Balancery se zastaralým nebo nekompatibilním firmware se budou chovat jako nepřítomné – pouze pro testování / oživování

P28: Inverze výstupních signálů (PO 1 až PO 8)  

NE – silové výstupy jsou spínány, pokud má být připojené zařízení aktivní ANO – silové výstupy jsou spínány, pokud má být připojené deaktivováno (odpojeno)

P29: Externí teplotní čidla  

VYPNUTO – na připojená teplotní čidla (konektor D) není brán ohled ZAPNUTO – připojená externí teplotní čidla (KTY 81-210) jsou přiřazena pro hlídání teplot pro chlazení / topení (konektor D). Obě čidla musí být pro korektní chování fyzicky připojená !!!

P30: Překročení napětí vypíná trakci (řízení trakce / rekuperace)  

VYPNUTO – přepětí baterie vypne nabíječky (PO 3 / PO 4) a aktivuje výstup „vypnutí rekuperace“ PO 7. ZAPNUTO – přepětí baterie vypne nabíječky (PO 3 / PO 4), aktivuje výstup „vypnutí rekuperace“ PO 7 a odpojí zátěž (motor) PO 1.

P31: Vypnutí tolerance výpadků balancerů  

VYPNUTO – BMS trvale toleruje 5% balancerů mimo provoz – chyba se pouze signalizuje výstupem Error (D2). ZAPNUTO – BMS netoleruje výpadek žádného balanceru překračující 5 pokusů o komunikaci.

P32: Verze nastavení Uživatel nevidí.

P33: Upozornění na blížící se vybití baterie Úroveň vybití baterie (zbytková kapacita), při které se aktivuje kontrolka „Rezerva paliva“ (výstup D1). Podobné jako kontrolka varování v autě, že se blížíte k prázdné nádrži.


Instalace a ovládání programu Controller 2. Instalace i ovládání tohoto programu jsou velmi jednoduché a intuitivní. Stáhněte si aktuální verzi programu “Controller 2” z firemního webu: http://mgm-compro.cz/index.php?cat=software Manuál není nezbytný. Nicméně detaily jsou popsány v samostatném souboru „Instalace programu Controller 2“, řiďte se prosím pokyny v tomto manuálu.

Instalací tohoto program se vám zpřístupní také program “MGM Flasher” (“Firmware update”).

Update programu Controller 2 Update SW verze programu Controller 2 je možné provést dvěma způsoby.

1. Po startu programu automaticky oznámí dostupnost nové verze v levém dolním rohu.

Verze SW před updatem

NEBO 2. Kdykoli můžete prověřit, jestli není dostupná nová verze  klikněte na Nápověda, Aktualizace aplikace a Zkontrolovat aktualizace

2

3. Pokud je nová verze dostupná, klikněte na Ano

3

Nebo na Update, záleží kterou cestu vyberete.

3 1

4. Počkejte na dokončení

4

Nová SW verze

5. Poslední krok je restart programu, poté již máte aktuální verzi.

5


Update SW v BMS-2 (firmware). Pro update SW vašeho BMS (firmware) na nejnovější dostupnou verzi, potřebujete modul USBCOM 4i a propojovací kablík CC_10 (stejné komponenty jako pro programování a standardní komunikaci s PC).

Komunikační modul USBCOM 4i BMS

1

Do „BMS“ konektoru

Do konektoru „H“ řídící jednotky BMS-2 Kablík CC-10 pro připojení USBCOM 4i

Po nainstalování programu Controller 2, vyber aplikaci Firmware update v submenu Controller 2 ve Start menu.

3a 6 3 5 Vyberte vaši BMS verzi B2 – starší verze B5 – nové verze

7 7A

Update firmware regulátoru provedete takto: 0. Ukončete nejdříve program Controller 2 a odpojte BMS od napájení 12V, konektor E (a také od většiny konektorů, viz „Důležité“) 1. Připojte USBCOM 4i k vašemu PC a k BMS, do konektoru „H“ (kablíkem CC_10). 2. Počkejte na dokončení instalace (pokud připojujete USBCOM 4i poprvé) 3. Spusťte aplikaci “Firmware update” (ukáže zprávu “čekám na zařízení”) 4. Zapněte BMS připojením 12V „Napájení systému“ (konektor „E“). 5. Počkejte několik vteřin na stisknutí tlačítka “Update”. Pokud zůstane šedé, vypněte BMS-2 a zapněte znovu. 6. Stiskněte tlačítko “Update” 7. Počkejte, až updatovací procedura skončí [7B]. V případě, že nastane nějaká chyba (přenosu apod.) [7A] zavřete MGM Flasher (Firmware update) a spusťte znovu od bodu 3. 8. Když procedura skončí, vypíše zprávu. Stiskni OK. 9. Když procedura a všechny testy skončí korektně, Flasher napíše zprávu “Update OK !” . Můžete vypnout BMS i Flasher – máte updatován firmware ve vašem systému BMS na poslední verzi.

7B 8

9

Updatovací proceduru můžete spouštět bez omezení, BMS-2 nemůže být poškozena špatným updatem, ale procedura musí skončit korektně (bez chyb) dříve než použijete váš systém BMS.

Pozn.: Prověřte současně, jestli není dostupná nová verze programu „Controller 2“, ve kterém jsou zohledněny změny ve firmware BMS (nové dostupné parametry apod.). Bez odpovídající verze programu „Controller 2“ nebude nastavení pracovat korektně!


Nastavení parametrů / Vyčítání dat z BMS-2. Pro nastavení parametrů nebo vyčítání dat z vašeho BMS-2 potřebujete, na připojení k vašemu PC, modul USBCOM 4i, ovládací SW „Controller 2“, který je volně ke stažení na firemních www i na CD a propojovací kablík CC_10. Současně vaše řídící jednotka BMS-2 musí mít verzi firmware 3.3 (nebo vyšší) nebo musí být updatována na tuto nebo vyšší verzi. Komunikační modul USBCOM 4i BMS

Do „BMS“ konektoru

Do konektoru „H“ řídící jednotky BMS-2 Kablík CC-10 pro připojení USBCOM 4i

1) Pokud je vaše BMS již zapnutá a běží, můžete tento bod vynechat. Pokud je BMS vypnutá, zapněte BMS připojením 12V „Napájení systému“ (konektor „E“) a „Zapnutí sytému“, konektor F. 2) spusťte program Controller 2 3) připojte USBCOM 4i do USB portu vašeho PC a kablíkem CC_10 propojte USBCOM 4i s BMS-2 (kablík CC_10 je zapojen v konektoru H řídící jednotky BMS) 4) nyní můžete komunikovat s BMS, vyčítat data, měnit a zapisovat požadované parametry atd. Pokud BMS přejde do režimu spánku (tzn., není aktivována „klíčkem“, konektor F), nelze komunikovat.

Ovládací okno v PC:

Volba jazykové verze

Ovládání a příkazy

Typ a verze BMS-2 se načtou automaticky

Oblast nastavení parametrů

Parametry, které lze nastavit jsou uvedeny přehledně v tabulce. Jejich detailní popis následuje za tabulkou.


Monitorování systému v reálném čase. Při provozu BMS-2 lze sledovat všechny provozní parametry systému v reálném čase. Kromě grafické prezentace v podobě grafu lze v samostatném okně spustit také číselné zobrazení sledovaných hodnot. Barvy a označení jednotlivých veličin odpovídají zobrazovaným křivkám v grafu. Kdykoli během provozu BMS-2 se můžete připojit k PC (přes USBCOM 4i) a spustit monitorování systému.

Volba jazykové verze

Aktuální hodnoty jednotlivých veličin se zobrazují v samostatném okně.

Parametry, které lze monitorovat: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)

- napětí trakční baterie - proud trakční baterie - kapacita trakční baterie - minimální teplota baterie - maximální teplota baterie - minimální napětí článku (napětí článku s nejmenší hodnotou) - maximální napětí článku (napětí článku s nejvyšší hodnotou) - reference - vnitřní odpor nejhoršího článku (článku s nejvyšším Ri) - vnitřní odpor celé baterie - adresa článku s nejmenším napětím - adresa článku s nejvyšším vnitřním odporem


Historie – vyčítání uložených dat v BMS-2 Funkce není v této aplikaci podporována.

Datalog – vyčítání uložených událostí v BMS-2 Bude zpřístupněno později. Bude nutný update jak firmware řídící jednotky, tak programu Controller 2.

Zobrazované údaje řídící jednotky. Ihned po zapnutí jednotka krátce zobrazí verze SW: MM.BB Příklad: 30.48

kde MM je číslo verze SW řídící jednotky a za tečkou BB je číslo verze SW balancovacích jednotek SW řídící jednotky je 3.0, SW balancovacích jednotek je 4.8

Jednotka zobrazuje na servisním displeji, stále dokola: Cx.xx dx.xx

napětí článku s nejvyšší hodnotou napětí článku s nejnižší hodnotou

Příklad: C3.14 d3.02

znamená článek s nejvyšším napětím má 3,14V znamená článek s nejmenším napětím má 3,02V

Dále jednotka zobrazuje chybová hlášení: FXXX XXXX AXXX

adresa balancovací jednotky s hlásící poruchou, a následuje číslo chyby adresa balancovací jednotky není následována chybou, protože je problém se spojením.

Seznam chybových hlášení: Chyba BMS značí která balancující / měřící jednotka je vadná (jeho adresa, čili F041 = článek číslo 42), seznam chyb balancujících jednotek je následující: 0000 : 0001 : 0002 : 0003 : 0004 : 0005 : 0006 : 0007 :

Chyba komunikace Poškození EEPROM s kalibračními daty Vadný balancovací FET - proud neteče - balancer nebalancuje Vadný balancovací FET - proud teče trvale, balancer vybíjí článek !!! Vadný měnič napětí balanceru Přehřátí balanceru > 130 °C Přerušené teplotní čidlo Přerušené teplotní čidlo baterie

Ve všech těchto výšeuvedených případech je nutný servisní zásah !!! 0255 : Nenastavená BMS (chybí parametry) Toto je výchozí stav nové BMS – některé parametry MUSÍ uživatel nejprve nastavit podle své konkrétní situace pomocí PC, programem „Controller 2“.


Balancující / Měřící modul BMS-2-xxx BAL V4.0. Tyto moduly jsou použity jednak pro samotné balancování článků v průběhu nabíjení sledované baterie, jednak pro měření napětí a teplot ve všech provozních režimech. Pro každý článek sledované baterie je nutný jeden modul. Max. počet modulů v systému (max. počet článků) je 192. Lze připojit články Pb, A123, LiPol, LiFe…), vyjma Nixx článků. Tzn. všechny typy nabíjecích článků, u kterých se pohybuje provozní napětí mezi 1,8V až 5V, resp. mezi 9 až 18V pro „12V“ verze. Konkrétní rozsahy napětí a balanc. proudů záleží na typu balancující / měřící jednotky. Tyto moduly, ve všech dostupných variantách (tedy 5A verze, 10A verze a 12V verze), mají unikátní měření teploty výkonového prvku „PC_x“ (jeden nebo dva kusy, dle typu), kdy je měřena přímo teplota čipu. Tím plně odpadají případné problémy s chybným měřením teploty výkonových prvků v důsledku ofukování čidla chladícím vzduchem nebo špatným kontaktem čidla na chladič. Dále byla významně zvětšena izolační bariéra mezi komunikační linkou (tedy řídící jednotkou) a jednotlivými články baterie (elektronikou balancovacích / měřících jednotek). Rozměry modulu jsou u všech variant stejné, liší se jen osazením, SW a počtem výkonových prvků (jeden nebo dva). Moduly mají ve všech variantách 3 provedení – jednak standardní, jednak zakončovací (značeno ZR) a průběžný, s přídavným konektorem K2 (značeno ACC). Poslední modul na propojovací sběrnici každé větve musí být typ se zakončovacími odpory (BMS-2xx BAL Vx.x ZR). Nezáleží na adrese modulu, ale jen na tom, který modul je na sběrnici (v každé sekci) připojen jako poslední (mechanicky, na konci ploché ho vodiče). Pokud je baterie rozdělena mechanicky do několika částí v rámci jedné sekce, je vhodné mít na krajních článcích moduly s přídavným konektorem (BMS-2xx BAL Vx.x ACC) a jednotlivé mechanické celky spojit samostatnými plochými vodiči s konektory zapojenými právě do těchto přídavných konektorů na modulu. Rozměry ………………………………………………………………………………… 74 × 53 mm Váha ………………………………………………………………………………… xx gram Upevnění na chladič ………………………………………………………… (2+1+1) × šroub M3 (výkonový prvek PC_x se montuje na chladič pouze přes silikonovou pastu) Odběr modulu ze sledovaného článku v módu „vypnuto“ ………………………….. cca 100 µA Odběr modulu ze sledovaného článku v režimu „provoz“ …………………………... cca 30 mA Izolační napětí mezi komunikační sběrnicí a článkem (elektronikou) ………………….. > 3kV BMS-2-5A BAL V4.0 Napětí sledovaného / balancovaného článku …………………………………….. 1.8V až 5.0 V Vyrovnávací proud pro článek ……………………………………………………… 0 až 5 A BMS-2-10A BAL V4.0 Napětí sledovaného / balancovaného článku …………………………………….. 1.8V až 5.0 V Vyrovnávací proud pro článek ……………………………………………………… 0 až 10 A BMS-2-12V BAL V4.0 Napětí sledovaného / balancovaného článku …………………………………….. Vyrovnávací proud pro článek ………………………………………………………

9V až 18V 0 až 3 A

Poznámka: - konektor K2 se osazuje pouze v modifikaci „ACC“ jednotky V4.0 - vodiče teplotního čidla (teplota článku baterie) mohou být přímo zapájeny do plošného spoje modulu místo použití konektoru K3 – toto provedení (bez konektoru K3) je preferováno a je považováno za standard. 2

Vodiče 1.5 mm s oky (SCO 1.5 - 15 / 8) pro připojení ke sledovanému článku

K4 K3

K2

Modul s vodiči a oky (SCO 1.5 - 15 / 8) pro připojení ke sledovanému článku a teplotním čidlem (TEMP-SW 20) pro měření teploty tohoto článku. Teplotní čidlo (TEMP-SW 20) s vodičem RADOX pro měření teploty článku. BMS-2, Stránka 18 z 27

Balancující / měřící modul BMS-2 BAL V4.0 Rozměry a upevňovací otvory:

Vodiče teplotního čidla článku

6.3 5 13.5

3.15

Výřez pro vodiče

vývody článku

3.2

27

K4

36

H1

H3 PC_1

11

53

K3 H4 1 K2

propojovací konektor K1

21

orientační výřez 9 7 5 3 1

H2 K1

8.5

propojovací konektor K2

PC_2

10 8 6 4 2

74 17 max.

nastavení adresy modulu (odpovídá pořadí článků)

Chladící / montážní profil 1

2 3 4 5

6

ON

Propojovací plochý vodič s konektorem a se správnou orientací

Spínač vypnut

(barevné značkování k pinu 1)

Spínač zapnut v poloze „ON“

Plošný spoj modulu

Výkonový prvek PC_x se montuje na chladič přes silikonovou pastu SP-100 pomocí šroubku M3×6 (M3×8) a podložky pod šroubek.

Výkonový prvek (PC 1 / PC 2)

šroubek M3 podložka, příp. i pérová Silikonová pasta *)

závit M3

H1, H2 H3, H4

- otvory pro upevnění modulu - otvory pro upevnění výkonových prvků na chladič

Pozn.: vodiče teplotního čidla (teplota článku baterie) mohou být přímo zapájeny do plošného spoje modulu místo použití konektoru K3 – toto provedení (bez konektoru K3) je preferováno a je považováno za standard.

BMS-2-10A BAL V4.0


Chladící profil

*) pastu je nutno nanést na spodní stranu výkonového prvku (PC_x) a rozetřít do rovnoměrné tenké vrstvy (~0,1 mm).

Adresování modulů. 1

2 3 4 5

6

1

ON 1

2 3 4 5

1

1

6 6

6

1

6

1

ON 1

6

6

1

6

1

ON 1

6

1

6

6

1

ON 1

6

6

1

6

1

ON 1

6

6

1

6

2 3 4 5

6

1

6

1

ON 1

6

6

1

6

1

6

ON

1

6

6

6

1

1

1

6

6

1

1

6

6

1

1

6

6

1

1

6

6

1

1

6

6

1

1

6

1

ON

2 3 4 5

6

2 3 4 5

6

2 3 4 5

6

2 3 4 5

6

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

1

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON

ON 1

1

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

1

6

ON 2 3 4 5

2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

1

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 1

1

ON 2 3 4 5

2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 2 3 4 5

ON 1

1

6

ON 2 3 4 5

ON

Adresa 63

Adresa 47

Adresa 31

2 3 4 5

6

ON 2 3 4 5

6

1

2 3 4 5

6

Adresa 15

Adresa 62

Adresa 46

Adresa 30

Adresa 14

Adresa 61

Adresa 45

Adresa 29

Adresa 13

Adresa 60

Adresa 44

Adresa 28

Adresa 12

Adresa 59

Adresa 43

Adresa 27

Adresa 11

Adresa 58

Adresa 42

Adresa 26

Adresa 10

Adresa 57

Adresa 41

Adresa 25

Adresa 09

Adresa 56

Adresa 40

Adresa 24

Adresa 08

Adresa 55

Adresa 39

Adresa 23

Adresa 07

Adresa 54

Adresa 38

Adresa 22

Adresa 06

Adresa 53

Adresa 37

Adresa 21

Adresa 05

Adresa 52

Adresa 36

Adresa 20

Adresa 04

Adresa 51

Adresa 35

Adresa 19

Adresa 03

Adresa 50

Adresa 34

Adresa 18

Adresa 02

Adresa 49

Adresa 33

Adresa 17

Adresa 01

Adresa 48

Adresa 32

Adresa 16

Adresa 00

ON

ON

V principu nezáleží na tom, který modul (s jakou adresou) má ten který článek přiřazen. Z důvodů snadné orientace, např. pro případ identifikace vadného či horšího článku, je výhodné přiřadit nejnižšímu článku s číslem 1 (nejblíže „– „ pólu baterie) adresu „00“ a dalším článkům pak přiřadit následující adresy „01“, „02“, atd. Poslední modul na propojovací sběrnici každé větve musí být typ se zakončovacími odpory (BMS-2xx BAL Vx.x ZR). Nezáleží na adrese modulu, ale jen na tom, který modul je na sběrnici (v každé sekci) připojen jako poslední (mechanicky, na konci plochého vodiče). Pokud je baterie rozdělena mechanicky do několika částí v rámci jedné sekce, je vhodné mít na krajních článcích moduly s přídavným konektorem (BMS-2xx BAL Vx.x ACC) a jednotlivé mechanické celky spojit samostatnými plochými vodiči s konektory zapojenými právě do těchto přídavných konektorů na modulu.


Proudový snímač HALL 400 B. Rozměr Otvor pro proudový vodič Snímaný proud Izolační napětí Napájení Připojení do obvodu Orientace

„kladný“ směr proudu

55 × 43 × 23 mm Ø 22 mm ± 400 A 2500 VAC z jednotky BMS-2 MASTER V2.1-xxx provlečení snímaného vodiče středním otvorem vybíjecí proud musí téct snímačem ve směru šipky LED „provoz“

Konektor připojení K regulátoru Trakční baterie

Proud do zátěže (vybíjecí proud)

K nabíječce

Nabíjecí proud

HALL 400 B

Pozn.: - Snímač je galvanicky oddělen od měřeného obvodu, tzn. lze jej zapojit i kamkoliv mezi články. - Snímač se dodává se dvěma typy konektorů, buď s průmyslovým JST (nakrimpované vodiče) nebo se šroubovacím.

Zapojení proudové sondy: HALL 400 B / JST

HALL 400 B / SC

(hnědý) GND

+12V

(bílý) proudový rozsah

+SENSE

(zelený) +SENSE

Proudový rozsah

(žlutý) +12V

GND GND

Pozn.: barvy se vztahují k vodičům kabelu HSC-2


Příklady. Trakční baterie 77 × Thunder-Sky 40Ah s balancery systému BMS-2 ve spodní části kufru Toyoty (hybridní systém)

Část trakční baterie 180 × Thunder-Sky 300Ah s balancery systému BMS-2-10A


Dostupné položky. Dostupné položky – základní popis

Označení

BMS-2 MASTER-V3.3 hlavní jednotka pro 64 článků BMS-2 MASTER-V3.3 hlavní jednotka pro 128 článků BMS-2 MASTER-V3.3 hlavní jednotka pro 192 článků

BMS-2 MAST-64 BMS-2 MAST-128 BMS-2 MAST-192

Možnost připojení 2 externích teplotních čidel Galvanicky oddělený CAN Galvanick oddělený RS-232 NEBO: Galvanicky oddělený RS-485

EXTS-2 GI-CAN GI-232 GI-485

Zvýšená odolnost jednotky proti vlhkosti a vodě

WRM

konektor Phoenix Contact 2 pinový, pro kabel konektor Phoenix Contact 4 pinový, pro kabel konektor Phoenix Contact 9 pinový, pro kabel konektor Phoenix Contact 10 pinový, pro kabel

PCC-2 PCC-4 PCC-9 PCC-10

proudový snímač +/- 400A s konektorem kabel s konektorem k proudovému snímači HALL 400 B / SC v délce 2m

HALL 400 B / SC / JST HSC-2

galvanicky oddělené připojení na USB (pro PC) spojovací kablík (mezi USBCOM 4i BMS a řídící jednotku

USBCOM 4i BMS CC_10

ovládací SW do PC update SW přes internet

xxxx

BMS-2-5A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka (1.8V – 5.0V) BMS-2-5A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka koncová BMS-2-5A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka se 2 konektory

BMS-2-5A BAL BMS-2-5A BAL-ZR BMS-2-5A BAL-ACC

BMS-2-10A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka (1.8V – 5.0V) BMS-2-10A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka koncová BMS-2-10A BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka se 2 konektory

BMS-2-10A BAL BMS-2-10A BAL-ZR BMS-2-10A BAL-ACC

BMS-2-12V BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka (9V – 18V) BMS-2-12V BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka koncová BMS-2-12V BAL-V4.0 externí měřící / balancující jednotka se 2 konektory

BMS-2-12V BAL BMS-2-12V BAL-ZR BMS-2-12V BAL-ACC

teplotní čidlo KTY 81-210 tep. čidlo KTY 81-210 s vodičem RADOX (délka do 30 cm) 2 extra ohebný vodič (pár) 1.0 mm se silikonovou izolací (délka do 30 cm) 2 extra ohebný vodič (pár) 1.0 mm se silikonovou izolací (délka do 30 cm) s oky 6, 8, 12 nebo 16 mm

TEMP - S TEMP - SW xx SC 1.0 - xx

Jen pro BMS-2-10A BAL-V4.0: 2 extra ohebný vodič (pár) 1.5 mm se silikonovou izolací (délka do 30 cm) 2 extra ohebný vodič (pár) 1.5 mm se silikonovou izolací (délka do 30 cm) s oky 6, 8, 12 nebo 16 mm

SCO 1.0 - xx / 6 / 8 12 / 16 SC 1.5 - xx SCO 1.5 - xx / 6 / 8 12 / 16

(parametr xx udává požadovanou délku vodičů v cm – pokud není zadáno, dodává se délka 15 cm) plochý propojovací vodič (propojení modulů) samořezný konektor pro plochý vodič 10 pin (připojení modulu) přídavný konektor 10 pin do modulu BMS-2 BAL-V24 (propojování sad)

FC-10 (dodáváno v metráži) CON-10 ACC-10

Pozn.: Moduly BMS-xxx BAL xxx lze dodat přímo s namontovaným tep. čidlem a vodiči s oky , viz obrázek níže. - tento požadavek uveďte v poznámce v objednávce


Doplňky a díly. Konektor ACC-10 do DPS modulu BMS-2 BAL V4.0

Samořezný konektor CON-10 na plochý kabel

Plochý propojovací vodič FC-10

Růžové značení plochého vodiče (spojeno s pinem č.1 konektoru)

Plochý propojovací vodič s nalisovanými konektory CON-10

Konektor Phoenix Contact 9 pinový Konektor Phoenix Contact 2 pinový Extra ohebný vodič (pár) „SCO 1.0 - xx / D“ resp. „SCO 1.5 - xx / D“ s průřezem 1.0 mm2 nebo 1.5 mm2 se silikonovou izolací a oky s otvorem 6, 8, 12 nebo 16 mm a délkou specifikovanou parametrem „xx“ (< 30 cm).

Teplotní čidlo s vodiči Radox, TEMP-SW xx (xx =délka v cm (< 30 cm) specifikace dle přání) Konektor Phoenix Contact 4 pinový

Konektor Phoenix Contact 10 pinový

do konektoru „C“ řídící jednotky Proudový snímač HALL 400 B / xxx:

(liší se jen použitým konektorem)

Kabel pro připojení proudové sondy HSC-2 (připojeno k proudové sondě)

HALL 400 B / SC

HALL 400 B / JST

Komunikační modul USBCOM 4i BMS:

Kablík CC-10 pro připojení komunikačního modulu USBCOM 4i: do konektoru „BMS“

do konektoru „H“ řídící jednotky


Záruka a Záruční podmínky. MGM compro garantuje, že tento výrobek je prost výrobních a materiálových vad. Záruční doba je 2 roky od dne nákupu v rámci EU. Záruční doba v zemích mimo EU se řídí podmínkami v dané zemi. Záruka je limitována opravou nebo výměnou produktu. Záruku lze uplatnit za následujících podmínek: Výrobek je (byl) používán v souladu s návodem, technickými parametry a doporučeními a pouze k účelu uvedenému v návodu. Současně s výrobkem je nutno předložit: - řádně vyplněný záruční list (faktura je současně záruční list) - doklad o koupi - popis závady, jak se projevuje a za jakých podmínek k ní došlo (počet a typ článků, jejich kapacita, nastavení, použité konektory, atd.). - je vhodné uvést telefon a/nebo e-mailovou adresu, aby bylo možno konzultovat problém se zákazníkem. Záruka se nevztahuje na případy poškození způsobeného:  násilným mechanickým poškozením, havárie, apod.  chemickými přípravky  neodbornou manipulací  jakýmkoliv zásahem do zařízení (pájení, výměna vodičů, součástek, atd.)  přepólováním  přetížením větším počtem článků (vyšším napětím), než je specifikováno  provozem z nespecifikovaného zdroje (např. síťové zdroje místo specifikovaných akumulátorů)  zkratem na výstupu  přetížením  vodou podobnými substancemi  slanou vodou  provozem s nevhodnými (nedoporučenými) konektory  nedodržením pokynů v návodu, provozem v rozporu s návodem nebo s doporučeními v návodu Záruka se rovněž nevztahuje na případy:  běžné opotřebení  zásahem vyšší mocí (blesk ap.)

Servis a Technická podpora Výrobky na servis zasílejte na adresu: MGM compro, Sv. Čecha 593, 760 01 Zlín, Česká republika Případné dotazy volejte na: +420 577 001 350 nebo pište na: [email protected] . Informace o výrobcích, technické detaily, rady a doporučení: www.mgm-compro.cz Update firmware a SW na: www.mgm-compro.cz

Recyklace Tento symbol na produktu nebo v dokumentaci znamená, že použité elektronické výrobky nesmí být přidány do běžného komunálního odpadu. Ke správné likvidaci a recyklaci doručte tyto výrobky na určená sběrná místa, kde budou přijata zdarma.

Prohlášení o shodě Výrobek odpovídá specifikacím elektromagnetické kompatibility.

Vývoj, výroba, servis: MGM compro, Ing. G. Dvorský Sv. Čecha 593, 760 01 Zlín, Czech Republic BMS-2, Stránka 25 z 27

Tel.: +420 577 001 350 E-mail: [email protected] Info: www.mgm-compro.cz

Celkové zapojení část A

Rozdělení baterie na více boxů v rámci jedné větve BOX 2

BOX 1

Proudový snímač HALL 400 B článek N

článek 2

článek 1

+

+

článek N+1

+

článek 64

+

– trakční baterie (GND) (k regulátoru a nabíječi)

tep. čidlo 1. sekce, články 1 - 64

Adr. 63

Adr. N

typ „ACC“

typ „ACC“

základní

základní

Propojení mezi boxy

Adr. N-1

Adr. 01

3. sekce, čl. 129 - 192

Adr. 00

2. sekce, čl. 65 - 128

typ „ZR“

BOX 3 článek 66

základní

základní

+

Adr. 62

základní

základní

Jeden box v rámci jedné větve

+ trakční baterie (k regulátoru a nabíječi) BMS-2, Stránka 26 z 27

článek 128

článek 127

+

Adr. 02

Adr. 01

Adr. 00

Případně k dalším článkům (129 až 192)

článek 67

+

+

+

Adr. 63

článek 65

typ „ZR“

+

Nabití baterie

Celkové zapojení část B

Proud

Max U

min U

–

–

Rezerva paliva

Error +12V

–

–

*) hodnota je závislá na napětí baterie, počítejte s počátečním proudem do 5A

F

0

Ukazatele veličin

-

– pól trakční

+

+

MP 2

+

100

0

A

FUEL

MP 1

0

V MP 3

+

LED 2

100

0

V MP 4

+

=

Ž2

Ž1

Indikační žárovky 12V nebo LED

+ pól trakční baterie

baterie

560 / 0,5W

Externí teplotní čidla T2 (KTY 81-210)

Vypnutí rekuperace

BLDC MOTOR

rezerva

T1

Stykač 1

MOTOR CONTROLLER

~400A Stykač 2 Antispark rezistor

Povel Sniž proud

~10A Hodnota *) Stykač 3 rezerva

Nabíječka 1 (hlavní nebo slabší)

~40A Stykač 4

Nabíječka 2 (silná)

~40A Stykač 5

Jiné možné spínání nabíječek

Topení pro baterii

Nabíječka 1 Chlazení pro baterii

„systémová“ zem (GND)

Všechny GND jsou spojeny na mínus pólu baterie

–

~40A

BATERIE 12V

Stykač 6

+

~40A

Nabíječka 2 BMS-2, Stránka 27 z 27

Povel Sniž proud

„výkonová“ zem (GND)

Napájení systému

+12V

Zapínání systému

Balancující BMS typu 2, verze 3.3

Recommend Documents