Le BMS parfait !?

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Une photo pour comparer avec le produit concurrent elithion (en haut) le moins cher du marché actuellement (mais cher quand même ).



Bon la pièce de 2€ c'est juste pour comparer la taille, c'est pas le prix hein, faut pas exagérer

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Au fait, y a des personnes qui bosse dans la logistique ? Je cherche un moyen économique de générer des étiquettes avec un nom + numéro de série aléatoire codés sous forme de QR code.

[ng72]

Un petit programme en PHP pourrait le faire:
La lib tcpdf génère du qr-code avec la méthode: write2DBarcode.
Moi j'utilise aussi html2pdf qui intègre tcpdf et semble plus facile d'utilisation.

Voici un exemple http://html2pdf.fr/en/example

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Ca me paraît d'autant plus excellent que j'imagine bien une chaîne logistique uniquement web !
Merci pour le tuyau !! Reste à trouver une A4 sticker prédécoupés à la taille que je souhaite, et générer une feuille de QR-code qui tombe bien sur les stickers à l'impression. Mais bon faire une mise à page en html/php c'est pas trop compliqué !!

[Citro]

Le BMS élithion semble fagile, je suppose qu'il est pourvu d'un boitier que tu as retiré pour la photo.

Sur ton circuit, on voit à gauche 2 tracés qui représentent un "I" et un "L" si on penche la tête à gauche.
Je me demandais si tu avais envisagé d'usiner 2 encoches dans la platine pour enfiler et sertir la cosse avant de la souder.

[nlc]

Non non le BMS elithion n'est pas fragile, car l'ensemble est très compact ! il n'y a pas de boîtier car la carte se monte directement sur l'élément. Mais rien n'empêche l'utilisateur d'en mettre un mais ça complique le montage directement sur cosse

Oui les fraisages à gauche ont 2 rôles :

- Quand on veut coller la carte à plat directement sur l'élément, du coup le capteur de température tout en haut à gauche est isolé thermiquement du reste du pcb et sa température peut évoluer plus vite que le reste du pcb (une goutte de pâte thermique sous le PCB à l'endroit de la thermistance et c'est le top).

- Pour enfiler une cosse (contact de masse de l'élément) comme sur la carte elithion et la souder directement au pcb (pas de sertissage). Dans ce cas, la cosse se retrouve soudée au bout de pcb qui soutient la thermistance, du coup ça permet un très bon transfert thermique cosse/thermistance, et donc ça permet de mesurer la température de l'élément par son électrode négative et également de détecter une mauvaise connexion busbar/élément qui deviendrait résistante et s'échaufferait.

On le voit pas sur les images, mais j'ai aussi prévu :
- Que la thermistance de la carte soit désactivée (coupure d'un strap au cutter, repositionnable par boulette de soudure si besoin) afin d'en déporter une à un endroit éventuellement plus propice à la mesure de température (les pastilles pour le déport de la thermistance externe sont prévues)
- Que l'utilisateur puisse booster le courant d'équilibrage si besoin avec une résistance de puissance externe, car dans certain cas 200mA c'est peut être un peu juste. Les plots de soudure sont également prévus pour connecter la résistance externe.

[dirk pitt]

juste deux remarques pour ma part.
le courant d'equilibrage est un point essentiel quoiqu'en dise certains.
quand tout va bien dans le meilleur des mondes, il y besoin d'un tres faible courant d'equilibrage voire pas du tout. mais un BMS est là pour rattraper le coup lorsque il y a un desequilibre.
mon experience m'a montré que l'interface avec le chargeur est tres importante. en fait, si on a un courant d'equilibrage de quelques centaines de mA, celà est tres faible devant le courant de charge, d'ou l'importance du type d'action du chargeur.
lorsque le chargeur debite plusieurs A voire dizaines d'A, le seuil d'alerte en tension haute est atteint et dépassé tres vite car la "pente" de tension est tres élevée. si on se contente de couper le chargeur a ce moment là, les shunts vont effectivement redescendre lentement la tension vers le seuil max mais le désequilibre restera présent car la charge se sera arretée sur la seule et unique cellule de plus faible capacité. pour moi, c'est comme si l'equilibrage ne servait a rien. une simple detection de tension.
il est donc important je pense d'avoir une information "proportionnelle" de la tension de cellule comme dans le BMS de dodecaedre qui module donc a la baisse le courant de charge jusqu'a ce que la tension ne depasse plus le seuil (donc que le courant de charge soit egal au courant de shunt)
cette solution permet moyennant un peu de patience de continuer a faire monter les cellules en retard jusqu'a ce qu'elles soient toutes au seuil.

2eme point et non des moindre: le cout. une simul sur le site elithion m'indique 660$ pour un ensemble a 44cellules en deux blocs: cas de nos VE PSA
pour que ça vaille le cout de se lancer, il faut que ça coute 20 à 30% moins cher je pense (prix de vente) soit moins de 400 euros prix de vente, avec toute la main d'oeuvre et le developpement. sacré challenge. et amorti sur combien de BMS vendus?
bravo pour ta motivation en tout cas.

[nlc]

Pour la 1ere remarque, tu as 100% raison. C'est pour ça qu'au niveau de la carte mère j'indiquais (enfin il me semble que) au début, qu'il faut 3 sorties :

1) Au moins un élément a atteint le seuil haut
2) Tous les éléments ont atteint le seuil haut
3) Au moins un élément a atteint le seuil bas

La 1ere sortie étant là dans le but de dire au chargeur de passer en mode courant d'équilibrage, c'est à dire baisser sa limite en courant à une valeur inférieure au courant d'équilibrage des éléments. Sinon en effet ça ne sert à rien, l'élément plein sera surchargé quand même.
La 2eme sortie permettant de couper complètement le chargeur quand tous les éléments sont pleins et que le courant devient inférieur à C/10, C/20 ou C/50, je sais plus exactement.

Si le chargeur ne sait faire que du tout ou rien, l'équilibrage aura un rôle très faible, car dès qu'un élément est plein il faut couper de toute façon. Pour qu'il joue un rôle, il faut qu'il marche par anticipation, en surveillant les vitesses d'évolution des tensions des éléments et/ou par auto-apprentissage. Dès l'instant où on a toutes les tensions précises dans la carte mère et en temps réel, on peut imaginer pas mal de techniques, et qui peuvent évoluer au fur et à mesure des versions logicielles.

Par exemple une anticipation possible, si à la mise en route de la charge, on voit qu'un élément est à 3V alors que tous les autres sont à 3.1V, on peut directement activer l'équilibrage sur cet élément. Vous allez me dire mais non il faudrait l'activer sur tous les autres, mais en fait non car si après une décharge c'est lui qui a la tension la plus faible, c'est que c'est lui qui a la capacité la plus faible, et c'est donc lui qui atteindra aussi la pleine charge avant les autres !
Mais comme tu dis, et je l'ai dit plus haut aussi, c'est fait normalement uniquement pour rattraper des petits écarts de capacité, sinon c'est mettre une rustine sur une jambe de bois !!

Pour la 2eme remarque, chez elithion oui c'est environ 650$ pour 44 cellules, auxquels il faut rajouter transport+douane+TVA. Pourtant ce sont les moins chers du marché à priori.
Je peux pas parler prix ici mais il y a sans aucun doute moyen de faire bien mieux que ça, je travaille en ce sens en ce moment, et oui c'est un sacré challenge, car chaque 0.1€ de gagnés, chaque seconde de gagnées sur les manipulations font toutes la différences sur le prix final. C'est un sacré challenge mais il est interessant

Pour l'instant je n'ai pas de carte mère de prête, c'est ça le plus long finalement, car l'élément BMS est terminé, "reste plus" qu'à passer en production. Du coup, je crois que je vais simplement dans un premier temps développer une carte d'interface ultra simple (et le schéma pour les bricoleurs), à savoir un convertisseur RS232 vers le bus spécifique des éléments batterie, et fournir le protocole pour que n'importe qui puisse récupérer et exploiter les mesures des tensions/température des éléments, avec n'importe quel matériel dès l'instant qu'il a un port série de libre.
Ca peut ouvrir pas mal de porte. Je peux aussi fournir directement le code en C pour le protocole, y a déjà les fonctions haut niveau toutes prêtes pour récupérer le nombre d'élément du pack, tension/température de chaque élément, les compteurs d'erreurs de com (timeout, checksum, etc...), etc...
Y a juste les fonction bas niveau à adapter à la cible, uartSend, uartReceive et uartInit

[Arnaud M]

Je suivais de très loin mais ai perdu le contact visuel depuis BMS capacitif!! mais juste pour donner 1 idée de fonction carte mère :

Pour les erreurs à gérer par la carte mère, on peut prévoir une sorte de warning (mise en sécurité pour limiter le courant dans la batterie puis arrêt au bout de 30 s, pour des raisons de sécurité à la conduite) et les fatal error (coupure brutale, mais ça évite que la voiture prenne feu).
Par exemple, la chaine de BMS qui ne communique plus (un des éléments BMS à laché) avec un courant global restant dans les limites ne déclenche qu'une mise en sécurité.

[pdelagrange]

Merci nlc pour ce que tu fais.
Je pense aussi qu'il y a moyen de produire pour pas cher du tout ces éléments de bms, puisqu'ils sont tous identiques, et prennent peu de surface de PCB.
Je vote pour l'interface série simple. Vive la liberté.
Pour la thermistance, on peut tout simplement la déssouder (ou ne pas la souder) plutôt que de couper la piste.

[pdelagrange]

Autres remarques:
- je suis d'accord avec toi sur le courant d'équilibrage faible, ça doit suffire. Et oui, il faut anticiper (le maître doit mesure la capacité de chaque élément et déterminer le temps d'équilibrage ad hoc pour chacun, c'est assez simple au final). Pour moi, il ne devrait même pas y avoir besoin d'équilibrage, je trouve que c'est un jeu dangereux.
- l'opto sur la carte mère? Ah non, ça ne va pas. Il ne faut pas faire transiter des tensions liées à la HT par autre chose que les connexions HT principales. Je n'envisage pas de mettre des gaines oranges sur les fils du BMS... Donc l'isolement doit être 100% interne.
- microchip peut préprogrammer les puces, donc le connecteur de programmation peut gicler
- il y a probablement moins cher (ou plus performant) que microchip (motorola, ST, renesas, etc). Et attention aux normes "automobile". Il y a aussi sans doute des puces dédiées qui existent et se connectent directement sur I2C (ça? ça (t° uniquement), ça (8-bit pour la tension) ? ou bien ça !)
- je me dis depuis un petit moment que d'une point de vue coût ce serait plus intéressant de regrouper les mesures de plusieurs éléments, vu que les chips de mesure ont souvent plusieurs entrées analogiques...

[nlc]

Pour la thermistance, on peut tout simplement la déssouder (ou ne pas la souder) plutôt que de couper la piste.

Je sais plus si j'en ai parlé sur ce fil, la flegme de vérifier, mais sur la dernière version en date de mon pcb, j'ai prévu une piste "coupable" et réparable avec un strap à boulette de soudure, et 2 pastilles pour souder l'éventuelle thermistance externe. Du coup on peut réutiliser si on souhaite la thermistance d'origine sans avoir à la dessouder/ressouder (tout le monde sait pas dessouder ou ressouder un composant CMS)

[nlc]

Autres remarques:
- je suis d'accord avec toi sur le courant d'équilibrage faible, ça doit suffire. Et oui, il faut anticiper (le maître doit mesure la capacité de chaque élément et déterminer le temps d'équilibrage ad hoc pour chacun, c'est assez simple au final). Pour moi, il ne devrait même pas y avoir besoin d'équilibrage, je trouve que c'est un jeu dangereux.

Pour le jeu dangereux de l'équilibrage c'est aussi l'avis du maître des lieux Philippe
Mais bien géré, donc pendant la charge et pas simplement à la fin puisqu'il n'empêche pas la surcharge d'un élément si le chargeur ne peut baisser son courant à une valeur inférieure à celle de l'équilibrage, ça peut avoir un intérêt. J'ai préféré le mettre, quitte à pas l'utiliser, vu que sa mise ON/OFF est uniquement décidé par la carte mère qui en donne l'ordre.

- l'opto sur la carte mère? Ah non, ça ne va pas. Il ne faut pas faire transiter des tensions liées à la HT par autre chose que les connexions HT principales. Je n'envisage pas de mettre des gaines oranges sur les fils du BMS... Donc l'isolement doit être 100% interne.

L'opto pour la carte mère c'était juste pour le 1er élément, la masse du pack. Mais j'avais déjà décidé que ça n'allait pas, car dans les cas ou toute la chaîne de traction est isolée, il vaut mieux avoir des fils au potentiel du chassis véhicule qui vont vers le pack que l'inverse. Du coup les optos sont tous au niveau du pack, tous les éléments esclaves sont identiques, il y a juste un opto à rajouter sur la 1ere et sur la dernière carte.

- microchip peut préprogrammer les puces, donc le connecteur de programmation peut gicler

Je l'ai déjà viré dans la dernière version de mon pcb, je ressors juste les pastilles sur le bottom, dans un premier temps je compte les programmer moi même (enfin de façon automatique sur le banc de test), après oui il y a moyen de gagner quelques secondes par carte on se les faisant livrer pré-flashé par microchip.

- il y a probablement moins cher (ou plus performant) que microchip (motorola, ST, renesas, etc). Et attention aux normes "automobile".

Déjà sache une chose je déteste microchip, en tout cas ces séries de microcontrôleurs !! Dès que je peux éviter j'évite !! Mais là pour cette appli, un micro pas cher qui puisse s'alimenter à partir de 2V jusqu'à 5V (pour tenir le 4.2V) ça court pas les rues.
Pour la norme automobile, microchip propose la gamme étendue, -40/+125°C. J'attends la réponse de mon fournisseur habituel pour voir la différence de prix, il se peut que je parte sur cette version plutôt que la "simple" version industrielle -40/+85°C.

Il y a aussi sans doute des puces dédiées qui existent et se connectent directement sur I2C (ça? ça (t° uniquement), ça (8-bit pour la tension) ? ou bien ça !)

Je ne les connais pas tous mais j'en ai regardé quelque uns, ça manque souvent de souplesse. Ex pour les chips i2c : faut un i2c isolé pour chaque élément, pas simple, et il y a l'adressage à gérer. Pareil pour le SPI. Ca fait plusieurs signaux à faire transiter entre les éléments, donc ça complique l'ensemble, en plus de baisser la fiabilité, etc...
Et comment rajouter la possibilité de gérer la mise ON/OFF de l'équilibrage par ordres de la carte mère ? J'ai tourné le problème dans tous les sens, le microcontrôleur me semble le plus adapté pour le principe d'une carte par élément, de par la souplesse que ça apporte, et la simplicité du câblage final (1 seul fil entre chaque élément).

- je me dis depuis un petit moment que d'une point de vue coût ce serait plus intéressant de regrouper les mesures de plusieurs éléments, vu que les chips de mesure ont souvent plusieurs entrées analogiques...

En effet, c'est ce que je pense pour les petits pack. Pour les gros, amha une carte par élément reste le top, ça simplifie vraiment le câblage et chaque carte peut mesurer la température de son élément sans avoir à déporter la thermistance.

J'ai lancé plusieurs pcb en fab (version d'avant mes dernières modifs mais ça va me permettre de finaliser le soft), ils arrivent lundi !

[Dodécaèdre]

Salut nlc,

tes BMS ont l'air sympatiques. Avant de te dire ce que j'en pense, je souhaiterai savoir si tu as l'intention de publier le schéma et le code source (autrement dit, est-ce de la conception "libre" auquel cas une collaboration ouverte sur ce forum est possible) ou bien c'est strictement commercial ?

[poirot89]

Très bon projet, le BMS reste pour moi le maillon faible car il est très difficile d'en trouver des fiables et abordables, surtout quand on a peut de place...
Quelle est la taille de la carte mère?
Quand pense-tu pouvoir sortir les premiers exemplaires et à quel prix?

Je suis avec attention et grand intérêt l'avancement du projet