ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon odyssey » Di 26. Apr 2016, 12:11

Ja, die Stiftleisten ;-) Danke für die Erinnerung - hab' ich mal ergänzt...
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon AlterAmi » Di 26. Apr 2016, 12:15

Zur Odysseys Auswertung von Kadege Daten:
Sehr gute Analyse! Vor allem der Vergleich nach Ladeende und am naechsten Tag ist interessant. Muss ich auch mal machen...

Ich bin immernoch verwirrt wie das Balancing beim smart funktioniert. Wenn ich Dich richtig verstehe, glaust du es wird nach Abschluss der Ladung gebalanced, und dann substraktiv (d.h. durch gezieltes Entladen der volleren Zellen). Der Spannungsvergleich passt ja zu der Hypothese.

Die Zelle mit der niedrgsten Spannung ist auch komisch. Bei wievielen von uns ist es immer die gleiche Zelle? Bei mir immer #8, bei Dir wohl nicht immer die gleiche. Von den anderen haben wir noch nicht genug Daten.

Aber selbst wenn imm er die gleiche Zelle hinterherhinkt? Was bedeutet das? nichts macht so richtig Sinn:
-Die Kapazitaet ist im Mittelfeld
-Selbstentladung ist es nicht, da schon sofort nach der Volladung die Spannung kleiner ist, und sich der Unterschied nach dem Warten nicht vergroessert.
-Bleibt nur das der Ladezustand (SoC) is einfach niedriger, aber das sollte das Balancing doch irgendwann ausgleichen?

Hier mal eine wilde Hypothese:
Die Spannungsschwankung nach dem Laden ist alles nur zufaelliges Rauschen, es findet garkein Balancing statt. Balancing wird nur ausgefuehrt wenn der Unterscheid zwischen den Zellen eine Schwelle ueberschreitet, und das ist noch nicht von uns beobachtet worden.
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon Teeyop » Di 26. Apr 2016, 12:27

Danke schön, habe die Teile gleich bestellt.....
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon odyssey » Di 26. Apr 2016, 12:34

AlterAmi hat geschrieben:
Hier mal eine wilde Hypothese:
Die Spannungsschwankung nach dem Laden ist alles nur zufaelliges Rauschen, es findet garkein Balancing statt. Balancing wird nur ausgefuehrt wenn der Unterscheid zwischen den Zellen eine Schwelle ueberschreitet, und das ist noch nicht von uns beobachtet worden.
Sind bei mir ja auch nur Hypothesen ;-) Uns sagt ja mal kein Insider was ...
EDIT:Die Spannungswerte sollten aber mit einer Auflösung von +-1mV kein Rauschen sein. Natürlich gibt es einen Temperatureinfluss und die Messgenauigkeit kennen wir ja auch nicht!

Also ich glaube das Balancing wird nur durchgeführt, wenn der OCVtimer abgelaufen ist. Dann schaltet die CSE (im Modul) Shuntwiderstände ein und "verbrät" Leitung - so mit <100mA -> Dauert also ziemlich lang -> und wenn nur noch eine Zelle zu klein ist, soll er da die anderen 92 Zellen thermisch umsetzen? Die maximal umzusetzende Energie wird sehr wahrscheinlich das Balancing begrenzen.

Hier meine Messung zum OCVtimer und seiner Temperaturabhängigkeit. Kann dann auch schon mal 8h oder mehr sein, bis der Wagen meint, die Zellspannungen sind stabil. Wenn es einem nicht auf eine Kapazitätsmessung ankommt, würde ich immer direkt nach der Fahrt laden, dann wird auch in <30min das Balancing angeschmissen weil der Pack nicht auskühlt und die Zellen schnell stabil sind...

OCVtimer vs temperature.png
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon odyssey » Di 26. Apr 2016, 18:00

Wollte dies noch zum Balancing ergänzen:

Hier ein Beispiel wieso die OCV stabil sein sollte, um sinnvoll das Balancing zu steuern. Für die Spannungsdifferenz wurde direkt nach einer Fahrt ausgelesen (OCVtimer = 1430s), dann wurde am folgenden Morgen die Veränderung ermittelt:
Balancing_Example#2.png

Die Spannungen haben sich für einige Zellen erst einmal erholt und sind angestiegen. Das BMS muß diesen Zustand erst abwarten, um zu entscheiden welche Zellen abgesenkt werden sollen. Leider habe ich keine Messung nach ~24min gemacht, um die Stabilisierung zu sehen - man lernt ja dazu ;-)

Die größte Energie wurde im mittleren Modul abgeführt - hier die Temperaturen am Morgen:
Code: Alles auswählen
-----------------------------------------
Temperatures in Battery-Unit /°C:
1: 14.3;16.0;15.3
2: 15.7;20.3;16.1
3: 15.0;18.7;15.5
-----------------------------------------


P.S.: Der OCVtimer zählt nicht runter. Wahrscheinlich wird ein anderer interner Timer für die Zeitdifferenz genutzt?!
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon AlterAmi » Fr 29. Apr 2016, 13:47

Ich hab' mal die Spannungen vor- und nach dem Parken (ohne Laden) beobachtet. Um sie interessanter zu machen, hab ich die Aenderung der Zellspannung zusammen mit der Abweichung vom Mittel (vor dem Parken). Eimal tagsueber waehrend der Arbeit, und einmal nachts zuhause.

Ich denke der wichtigste Einfluss hier ist Temperatur: Tagsueber blieb die Mitteltemperatur der Batterie konstant, der leichte Anstieg der Zellspannungen is die erwartete Erholung nach der Belastung waehrend der Fart. Nachts fiel die Temperatur um 10C ab, das scheint die Erholung der Zellspannungen etwa auszugleichen. Ich rate mal das die Zellen in der mitte 30 - die am Abend hoehere Spannungen haben und dann staerker nachlassen als die anderen - die waermsten Zellen waren.

Zelle 8, mit der niedrigsten Spannung, zeigt keinen Unterschied zu den anderen.
Dateianhänge
relaxation_night.png
http://www.goingelectric.de/forum/resources/image/27589?sid=a791ae7bbaa128f3d5dec5680f2ca65d
relaxation_night.png (10.87 KiB) 348-mal betrachtet
relaxation_day.png
relaxation_day.png (9.75 KiB) 348-mal betrachtet
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon mweisEl » Sa 30. Apr 2016, 15:39

Hallo,
ich habe hier schon länger mitgelesen und es scheint echt ein tolles Tool zu sein :)
habe aber noch zwei Fragen :)

Beim Bestellen des SparkFun CAN-BUS Shield via amzon hatte ich scheinbar Pech, jedenfalls ist noch nichts gekommen. den günstigeren CANdiy-Shield v2 CAN-Bus Shield Bausatz habe ich aber bekommen.

Die Schaltpläne der beiden Shiled-Varianten unterscheiden sich allerdings etwas, außerdem gibt es beim CANdiy Jumper, von denen ich nicht weiß wie die zu setzen sind (für RAILirgendwas gedacht

? hat den CANdiy-Shield jemand erfolgreich ingesetzt? wie ist das sind die Jumper
- oder sollte ich besser auf den CAN-BUS Shield warten.

? ich hab noch nicht nachgeguckt, wo ist überhaupt der ODB-Anschluss in unseren Smarts?
1 smart fortwo electric drive, 3 Fahrräder und 0,0 Verbrenner.
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon Kadege » Sa 30. Apr 2016, 15:41

Du kannst doch bei Amazon die Lieferung ganz einfach verfolgen? Es sollte kein Problem geben, und falls das Teil gerade nicht lieferbar ist wird man informiert.

Der OBD-Anschluss befindet sich an der unteren Kante des Armaturenbretts unter dem Lenkrad, etwas nach rechts versetzt.
Smart ED3 aus Mai 2012, Kaufbatterie
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon odyssey » Sa 30. Apr 2016, 16:22

mweisEl hat geschrieben:
...Die Schaltpläne der beiden Shiled-Varianten unterscheiden sich allerdings etwas, außerdem gibt es beim CANdiy Jumper, von denen ich nicht weiß wie die zu setzen sind (für RAILirgendwas gedacht...
Das CANdiy-Shield ist für die CAN-Bus-Steuerung von Märklin-Eisenbahnen entwickelt - deshalb der Verweis auf "Railduino".

Du kannst alle Jumper setzen: JP2, JP3 sind für die Versorgungsspannung. Davon muß mindestens JP3 (GND) für Massebezug gesetzt sein. Ist JP2 gesteckt, wird die Baugruppe vom Wagen gespeist (12V) (falls entsprechend auch verkabelt).
JP1 setzt den Abschlusswiderstand vom CAN-Bus. Der sollte an beiden Enden - einmal in Diagnosegateway (OBD) und am Endgerät (CANdiy-Shield) abgeschlossen sein. Bei den kurzen Leitungslängen entstehen aber keine Reflexionen, die kritisch sind.

Das CANdiy-Shield hat den Vorteil, daß man die Betriebspannung für die I/O's von 5V (default) auf 3,3V anpassen kann, um auch andere Controller zu nutzen. Zudem ist der CAN-Transceiver etwas ESD fester - dafür hat das SparkFun-Shield eine extra ESD-Schutzdiode.

Ich selbst nutze es seit einem Jahr problemlos und AlterAmi anscheinend auch ;-)

Viel Erfolg...
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Re: ED BMSdiag - a free battery diagnostics tool

Beitragvon odyssey » Sa 30. Apr 2016, 17:19

...und nun wieder zur Diskussion von Messdaten:

@AlterAmi: Vielen Dank für Deine Messungen! Um wirklich alles einordnen zu können, müssen wir uns wohl noch in die Zellchemie einarbeiten - oder? Ich habe folgende Dissertation ausgegraben: ...Characterisation Test Techniques for Li-ion Battery cells for Automotive Application, die sich u.a. auch dem Thema OCV vs. Temperatur widmet.
-> die OCV - wenn stabil - ist wohl nicht sehr temperaturabhängig.
-> der Innenwiderstand aber sehr wohl und deshalb wird eine stabile OCV auch in sehr unterschiedlichen Zeiten erreicht. (siehe vorherigen Post).
-> Wenn die Zelleigenschaften temperaturabhängig sind, kannst Du dann die Spannungen wirklich auf eine mittlere Spannung beziehen?

Wir sollten also immer die Zelltemperaturen mit beobachten. Der mittlere Sensor sitzt unter der Steuerplatine im Modul und erfaßt auch die Temperatur durch passives Balancen. Hier mal ein Beispiel ohne jede Balancing-Aktivität. Ich habe direkt nach der Fahrt gemessen und dann die Werte am folgenden Morgen für einen Vergleich ausgelesen. Im Diagramm habe ich mal den Temperaturgradienten eingetragen + Kühlmitteltemperatur:
wo Balancing.png
Die Spannungsdifferenzen +-1mV sind wohl wirklich auf die Messauflösung rückführbar.

Und hier noch mal die Messung mit aktivem Balancing während der Nacht (nun auch mit den Temperaturen im Diagramm):
Temps after Balancing.png
Man erkennt ein deutlich größeres Temperaturdelta zwischen äußeren und mittigen Sensoren. Zudem wurden die Spannungen in Modul 3 sehr viel geringer abgesenkt, was auch zu einer geringeren Erwärmung durch die Shunt-Widerstände geführt hat.

@Kadege: Leider ist immer noch keine Kapazitätsmessung vom BMS angelaufen. Wie lange hat der Wagen vor der Ladung gestanden? Lt. OCVtimer sollte er mindestens 4018 Sekunden (= ~1h 7min) stehen - erst dann sollte mit der Ladung begonnen worden sein.
Hast Du auch mal mit eingeschalteter "Zündung" ausgelesen? Manchmal werden die neuen Messwerte erst nach einer Aktivierung des HV-Schützes sichtbar!

Insgesamt sieht der Pack ja sehr schön aus (zumindest +2,5h nach der Ladung), aber was das BMS dann in der Zwischenzeit (bis +16h) da angefangen hat, weiß ich auch nicht? Das Bild der alternierenden Zellspannungen hat ja auch schon mal eSmart aufgezeichnet?!
-> Hat da jemand eine Idee? Hier mal die Spannungen nach 16h:
2016-04-29_Kadege.png
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