Planung BMS

Ich habe lange hin und her gegrübelt, was ich diesbezüglich mache, aber nun ist die Entscheidung gegen ein Daly BMS oder vergleichbares gefallen. Die Gründe sind einfach. Jede Änderung der Zellenanzahl führt zu einem Kauf eines neuen BMS, da es für diesen Zweck einfach zu unflexibel ist. Ein Batrium ist natürlich der Königsweg, schon allein die Bus-Struktur mit den Bat-Mons ist genial. Aber für eine kostengünstige Umsetzung schlicht zu teuer und damit absoluter Overkill.

Was macht ein BMS:

  • Zellenspannung erfassen
  • Stromfluß erfassen
  • passiver Balancer, die Unterschiede zw. den Zellen werden “verbrannt”
  • im Notfall abschalten

Was ich nun vorhabe basiert auf nem Wemos D1 Mini und je einem INA219 Stromsensor je Zelle, zusätzlich kommt ein weiterer Wemos D1 Mini mit einem INA226 Stromsensor. Zusätzlich werde ich einen aktiven Balancer einsetzen.

Mein Plan ist nun mit dem Sensor einerseits die Zellenspannung zu messen, aber andererseits auch den Ausgleichsstrom über den Balancer zu messen. So sollte es auch einfacher möglich sein, eine schlechte Zelle zu erkennen, wenn laufend die gleiche Zelle balanciert werden muss, ist das ein Indiz, was bei einer sturen Messung der Zellenspannung nicht auffällt, weil ja alles schön ausgeglichen wird, bevor Unterschiede auffallen. Temperatursensoren kommen als weiterer Punkt je Zelle dazu. Der INA219 kann auch die Richtung des Stromflusses erkennen – je nach Richtung ist die Spannung über den Shunt positiv oder negativ.
Der zusätzliche Sensor für das Gesamtpaket wird mit dem INA226 realisiert, da dieser eine höhere zulässige Messspannung hat. Der INA219 hat eine Grenze von 38V, verdammt nah(drüber) an der realistisch auftretenden Batterie-Spannung(12×3,45V) von 41,4V. Klar, das ist erst relevant, bei einem 12S Speicher. Der INA226 soll dann die Spannung des Akku-Blockes erfassen und über einen externen Shunt den Stromfluß und die Richtung messen – es ist also jederzeit erkennbar, ob der Akku geladen oder entladen wird. Zusätzliche Messungen zw. sind noch denkbar, z.b. was der Laderegler aus den Panels kratzt, was der Wechselrichter aufnimmt. Die Quelle ist ja dann über die 2 weiteren Meßpunkte zu berechnen. Grober Schaltplan kommt noch.

Die Kostenseite:

System4S8S12S
Batrium4×18€ + 370€8×18€ + 37012×18€ + 370€
Daly BMS110€120€122€
Wemos D1 mini+Ina219/2265x 6€9x 6€13x 6

Beim Batrium sind nur weitere Batmons erforderlich – pro Zelle 1 – der Ausbau von 4 auf 8/12 kostet zusätzlich nur die Batmons und damit für 4 Zellen 72€.

Bei einem Daly BMS braucht man immer ein anderes BMS, weil es nach meiner Kenntnis unmöglich ist, ein 12S BMS mit 4S oder 8S zu betreiben demnach kostet der Ausbau 350€ und ist alles andere als ökologisch.

Bei der von mir bevorzugten Variante fallen im Endausbau 13×6€ + Zubehör(Shuntwiderstände, 2 zusätzliche Meßstellen, Lasttrenner, Schmelzsicherungen auf DC-Seite und Kleinteile). Bei entsprechender Auslegung kann alles von der 4S Variante direkt weiterverwendet werden. Der aktive Balancer für 12S und 5,5A Ausgleichsstrom liegt bei 65€, zwar teurer, aber nicht vergleichbar mit einem im BMS integrierten passiven Balancer.

Rechts der Aufbau für den 4S Block, der aktive Balancer(unterhalb der Zellen) wird aber als 16S ausgelegt, alles was darüber liegt, wird dann parallel angeschlossen.
im unteren Bild ein Auschnitt von rechts, mit INA219, dem Wemos D1mini und dem Temperatursensor DS18b20. Der Wemos und der INA219 wird als Sandwich verkabelt und mit 3 Leitungen an die Batteriepole und den Balancer geklemmt – das kann dann relativ entspannt fernab der Zellen zusammengesetzt werden

https://github.com/syssi/esphome-jk-bms?spm=a2g0o.detail.1000023.2.1ad37507XgNlfI

https://github.com/NEEY-electronic/JK/tree/JK-BMS?spm=a2g0o.detail.1000023.1.1ad37507XgNlfI

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