SDS-SMALL-LIMO

Z onlinetechnology.cz

Přejít na: navigace, hledání

Obsah

SDS-SMALL-LIMO (Lithium Battery Monitor)

Rozšířená varianta SDS-SMALL-rev2 o vstupy pro monitorování LiOn (LTO) / LiFePo4 a podobných baterií až do zapojení 16S (to je 16 článků v sérii).

Modul LIMO nabízí vše co nabízí SDS-SMALL-rev2 plus plně galvanicky izolovaný blok pro měření napětí článků baterie.

Takovýto výrobek na trhu dodnes chybí, zejména za vhodnou cenu. A to i přes dostatek vhodných samostatných BMS modulů, které ale právě postrádají funkcionalitu SDS (programovatelnost, komunikaci) v jedné krabičce.


Aktuálně připravujeme revizi 1 pro první ověřovací sérii.


Měření napětí článků baterie

Měření článků baterie je speciálně vyvinuto s ohledem na vysokou přesnost a stabilitu, a tím se liší od většiny běžně dostupných cellmonitorů.

Každý článek je měřen fyzicky zcela samostatně s detailem (krokem) 152 mikroVoltů, přičemž volba použitých součástek zaručuje stejnost měření v rozsahu -35 až +60 degC.

Měření zajišťuje vhodný 16bit převodník, s vhodnou speciální napěťovou referencí (stabilní nízkošumová, nízký 1/f šum, teplotně kompenzovaná) a speciálním zapojením vlastního napájení (nízkošumové zdroje, plné dc/dc galvanické oddělení hlavního napájení). Celé měření je provedeno jako izolovaný blok vůči zbytku SDS modulu (= nejsou propojené GND).

Baterie se připojí na vstupy označené C0 až C16. Měření probíhá vždy mezi dvěma sousedními vstupy, tedy nejprve C1-C0, potom C2-C1, potom C3-C2 ... až nakonec C16-C15. Takto lze změřit přesné napětí každého článku samostatně.

Každý vstup umí měřit v rozsahu 0Vdc - 5Vdc, s chybou převodu +/- 3 INL a +/- 1 DNL (což je hluboce pod 1mV).

Pro dohled nad jednotlivými články je potřeba měřit napětí každého článku samostatně, s vysokou přesností (modul LIMO má měřící krok mnohem menší než 0.001V) a opakovatelností, v celém rozsahu provozních teplot a bez ohledu na hlavní napájecí napětí celého modulu.

Každý článek je typicky připojen v sérii s předchozím článkem baterie. To není pro modul LIMO problém, počítá se s tím.

Je potřeba zdůraznit, že měření neprobíhá na celém stringu (to by pak byl nejmenší krok měření moc hrubý a nešlo by to) ale naopak modul LIMO správně měří vždy jednotlivé články (postupně) jen v rozsahu 0-5Vdc a tím se dosahuje mimořádné přesnosti.

Právě metoda měření celého stringu se společnou GND je typická u běžných cell monitorů a podobných zařízení. To však není případ modulu SDS LIMO, který měří každý článek zvlášť (není tedy omezen nějakou společnou GND mezi modulem a nulou baterie).

Maximální nepřekročitelné napětí celé baterie (16 článků v sérii) připojené k modulu LIMO je 80Vdc, typické je cca 57Vdc (články cca 3.6Vdc) - ale typické hodnoty jsou jen orientační, každý má svou baterii provozovánu jinak.

Modul LIMO je připojen ke každému článku v sériové konfiguraci, takže pro 16S článek je potřeba 17 drátů. Modul si automaticky bere a měří postupně napětí mezi každým článkem, a nevadí mu že je jsou v sérii.

Zatěžovací impedance je dostatečně vysoká tak, aby nedocházelo k vybíjení článků.

Samozřejmě jednotlivé měřící vstupy lze provozovat i "odděleně", dokud je jejich napěťová "vzdálenost" do 350Vac respektive 400Vdc. Více viz připojovací schemata.

Elektrická izolační pevnost mezi vstupy je 3kV.

Každý měřící vstup (C1-C16) je uvnitř modulu jištěn pojistkou.


Blokové schema modulu

Soubor:Sds-small-limo-rev1.png


Pokud máte baterii o větším počtu článků než je 16, jednoduše můžete zařízení SDS-SMALL-LIMO použít vícekrát - díky tomu, že moduly mají plně galvanicky oddělené měřící části, tak to lze bez problému provést.


Funkce

Modul LIMO má dva procesory - jeden nezávislý měřící, který neustále měří články a hlídá nastavené limity (a spíná nouzové výstupy), a dále procesor samotné části SDS který poskytuje vše co se od SDS čeká (FULL-C programovatelnost, webové rozhraní, MQTT či MODBUS-TCP klienta atd.).

Výhodou je, že díky tomuto rozdělení je základní dohled na články (nouzové funkce) stále dostupné, i když např. ladíte svůj FULL-C program (který už dělá pokročilé funkce, jako je např. řízení vytěžování atd.).


Výstupy ovládáné přímo měřením

Měřící část pracuje nezávisle na činnosti zbytku modulu SDS. Modul SDS má možnost kdykoliv s měřící částí komunikovat, a nastavovat ji. Jedním z nastavení jsou bezpečnostní limity, tedy minimální a maximální napětí baterie a článků.

Odpojení zátěže

Pokud dojde k poklesu napětí na některém z článků, pod určenou nastavenou mez (a po určený čas), dojde k aktivaci relé O1.

Odpojení nabíječky

Pokud dojde k překročení napětí na některém z článků, nad určenou nastavenou mez (a po určený čas), dojde k aktivaci relé O2.

Generický reléový výstup

Třetí relé O3 má chování plně určeno uživatelským programem.


Použití

Primárně tento modul řeší dohled na celou "malou domácí FVE" kde jsou typicky LiOn/LiFePo4 baterie s vlastními balancéry, a je potřeba nad tím vším mít dohled, a dále programovatelné vytěžování, řízení nabíječky, a hlídání nouzových stavů. Nicméně pro svou univerzálnost není použití tohoto modulu omezeno jen na toto použití.

Ve spojení s MQTT klientem se také získá užitečný prvek propojující vlastní FVE s automatizací domu, a např. MODBUS-TCP klient umožňuje modulu SDS komunikovat i s různými měniči (Victron) a tím plně automatizovat provoz vlastní FVE.

Osobní nástroje
Translate