"Lastenheft" Flip-BMS - eure Wunschliste

Hallo zusammen,

Ich schaffe hier nun Platz für eure Wünsche. Das bedeutet nicht, dass ich die Eierlegende Wollmilchsau bauen werde, aber man kann ja mal alles Auflisten und dann Kosten/Aufwand/nutzen abwägen. Wenn die Anforderunge feststehen, kann ich die Entwicklungszeit abschätzen. Ein funtkionsfähiger Prototyp in deisem Jahr ist mein Ziel. Hier nochmal die Beschreibung:

Ich habe ein Modulares BMS für Hausspeicher, was wir auf die Verwendung im Twizy anpassen können. Dazu ist hauptsächlich Softwareentwicklung und tests zur validierung notwendig. Preislich wäre <<50€ möglich, da man es direkt fertig bestückt beim Fertiger bestellen kann und die Bauteile nicht die welt kosten.
Konzept ist ein Modulares BMS, wie häufig in EV-Akkus gibt es bis zu 255 Zellmodule, die jeweils 2 bis 8 Zellen betreuen. Das Management des Batteriepacks wie Coulomb-Zählung mittels Stromsensor, Hauptschütz, Vorladen, Interlock, Kommunikationsinterfaces (CAN, BT für configuration), Isolationsmessung etc. wird auf einem zusätzlichen "Gateway-Board" erledigt. Dieses kann speziell an die Bedürfnisse des T angepasst werden, es könnte aber auch mit meinem Universellen klappen. Da ein Hardware-Interlock/Watchdog durch alle Zellmodule geschleift ist, braucht das Gateway keine (zeit-/batteriegesundheits-)kritischen Funktionen verrichten, also kann man da auch ruhig ein RTOS einsetzen und recht entspannt Software entwickeln. Wenn leute aus dem Forum an der Firmware mitarbeiten und diese auch einverstanden sind, würde ich gerne vollständig die Quellen (HW/SW) offenlegen.


Leistungsmerkmale des aktuellen Zellmoduls:

• 2s bis 8s
• Einzelzellspannung 1-6,6V (deckt alle mit bekannten Li-Chemien ab)
• Messauflösung Zellspannung 1mV
• Standby-Strom ca. 10uA
• Balance-Strom 10mA/V
• Messung Zell-und Boardtemperatur
• Standalone-Betrieb bis 8S: ansteuerung eines Batterieschütz/Mosfet -> ggf interessant wenn man auch die Starterbatterie aus 4 LiFePO4 bauen will

Was sind eure Wünsche und Anforderungen an das Gateway-Modul?

elektrische Grüße

Flip

Für 14S oder 16S werden dann zwei oder mehr "in Reihe" geschaltet?

Also ich würde mir wünschen, dass es bis 14 oder 16s geht.

Dazu dann "normale" Stecker, damit man einen Kabelbaum konfektionieren kann, welcher "nur" angesteckt wird.

Die Kommunikation und Versorgung nur über den verbauten Jakazi Stecker, damit an der Außenhaut es originalen Akkus nichts verändert werden muss.

Eine Software, in welcher man auch Parameter von spezifischen Zellen einzeln verändern kann (ich denke da an den Messfehler an Zelle 1 vol Catl, wenn das Kabel zu lang ist...) (Also, dass z.b. Zelle 1 ein niedrigeres Vmin hat, als die andern)

Warum nicht direkt Stecker vom original BMS, nur umstecken und fertig - DAS wäre doch der Hammer!


Ich starte mal ne Liste, wo sich jeder mit dranhängen und erweitern kann:

* 14 oder 16s
* "normale" Stecker, damit man einen Kabelbaum konfektionieren kann, welcher "nur" angesteckt wird. EDIT: Warum nicht selbe Stecker wie original BMS??
* Die Kommunikation und Versorgung nur über den verbauten Jakazi Stecker
* Eine Software, in welcher man auch Parameter von spezifischen Zellen einzeln verändern kann (ich denke da an den Messfehler an Zelle 1 vol Catl, wenn das Kabel zu lang ist...) (Also, dass z.b. Zelle 1 ein niedrigeres Vmin hat, als die andern)
* normale OVMS Kommunikation - also es soll wie bisher über OVMS alle parameter ausgelesen werden (Zell- Temperaturen und Spannungen usw)

Steckerkompatibel und die Einstellungen ohne Linux-Masterstudium möglich.

Additiver Sonderwunsch.... Gehäuse passend zum Originalgehäuse wobei das wirklich ein Luxusproblem ist

FlipFlop schrieb: Was sind eure Wünsche und Anforderungen an das Gateway-Modul?
Flip

Ich fände es cool, wenn es möglich wäre, einen ESP8266 oder ESP32 mit drauf unterzubringen. Dann könnte man den Akku mit ins Energiemanagement einbinden und als Hausspeicher benutzen etc...

Grüße... Stefan

Ich habe nun etwas hin-und herphilosophiert. Rausgekommen ist ein "aus drei mach eins", da man ohnehin meist mit 14-16s Blöcken arbeitet, also ein Modul hat nun 16 Zellkanäle, enthält die Gatewayfunktionen wie Strommessung sowie Galvanisch getrennte schnittstellen für CAN, I/O, Interlock. Dank einiger Kleinteile schafft das der einzelne Mikrocontroller spielend alleine, was die Komplexität von Hardware und Software deutlich verringert. Anreihbar sind die Module immer noch, wer ein 400V-System will nimmt entsprechend 16 stück.

Goldbacher schrieb: Für 14S oder 16S werden dann zwei oder mehr "in Reihe" geschaltet?

Richtig, du kannst so viele zusammenschalten, wie du magst. Neuerdings ist bis 16s nur ein Modul nötig.

JPB schrieb: Dazu dann "normale" Stecker, damit man einen Kabelbaum konfektionieren kann, welcher "nur" angesteckt wird.
Eine Software, in welcher man auch Parameter von spezifischen Zellen einzeln verändern kann (ich denke da an den Messfehler an Zelle 1 vol Catl, wenn das Kabel zu lang ist...) (Also, dass z.b. Zelle 1 ein niedrigeres Vmin hat, als die andern)

Da mein Spannungsmessverfahren praktisch stromlos funktioniert, sind Leitungslänge und Querschnitt irrelevant. Die Messabgriffe sollten aber (wie für jedes BMS) direkt an den Zellverbindern sitzen, nicht weiter weg im Masse-oder Pluskabel. Kalibration oder Schwellwertvorgabe je einzelzelle ist aber prinzipiell machbar. Spannungsabfall am Innenwiderstand der Zellverbinder könnte man noch mittels des Stromsensors rauskalibrieren, das ist aber vermutlich overkill.

Steckverbinder, nun ja an der Zellseite wird man ohnehin eine konfektionierte Leitung mit ringösen oder offenen enden beim Platinenfertiger mitbestellen, die bekommt dann die von mir vorgesehenen verriegelbaren Crimpstecker. An der Fahrzeugseite ist original ein 24-Poliger Stecker, kennt jemand dessen Bezeichnung? Außen am Akku ist es ja wohl Yazaki RH-12
Ehrlich gesagt habe ich viel Erfahrung mit Lithium-Speichern und Elektronik, hatte aber noch nie einen ausgebauten Twizy-Akku vor mir geschweige denn offen. Daher bin ich hier auf eure vielen Bilder und Infos angewiesen. Gibt es eine Stelle, wo alle mechanischen infos zum Akkugehäuse und Kabelbaum zusammengeschrieben sind? Dank des offenen quellcodes des Klaus/VirtualBMS ist mir die elektrische Seite soweit klar, da sehe ich keine Probleme. Die Geschichte mit dem Adapterkabelbaum gefällt mir aber auch gut, da ich an der Schützverschaltung einige dinge Optimieren möchte. Ich habe auch noch keine Infos zum original verbauten Stromsensor gefunden.

Gleichzeitig mit den ersten Boards muss ich mir wohl mal einen zweitakku oder wenigstens ein Gehäuse anschaffen, Sonst wird es schwierig mit der Entwicklung. Zellen sind schon unterwegs, aber meinen jetzigen Akku möchte ich noch nicht zerlegen, um weiterhin mobil zu bleiben.

Die Parametrisierung erfolgt per App über den CAN-Bus, da kann man ja recht bequem über einen BT-Dongle oder OVMS ran. Theoretisch hat das Board für den Standalone-betrieb auch selbst Bluetooth da das im verwendeten CH32V208 integriert ist. Dessen Signal wird aber nicht ohne externe antenne aus dem Akkugehäuse rauskommen.

Stevie_AN schrieb: Ich fände es cool, wenn es möglich wäre, einen ESP8266 oder ESP32 mit drauf unterzubringen. Dann könnte man den Akku mit ins Energiemanagement einbinden und als Hausspeicher benutzen etc...
Grüße... Stefan

Das wird wie oben beschrieben im Akkugehäuse schwierig, da hat Funk eine schwere zeit durchzukommen. Die Möglichkeit einer Einbindung besteht aber, man nutzt einfach einen Wifi-Dongle im OBDII-Anschluss, womit man par Wlan auf den CAN des Twizy zugreifen kann. Da gibt es auch keine Empfangsprobleme. Aber die Nutzung als Speicher/externes Laden würde von einem zusätzlichen Lade/entladeschütz profitieren. Durch den könnte der Akku im Stand genutzt werden, ohne den Rest des Fahrzeugs zu aktivieren. Zum beispiel als Hausspeicher, anschluss eines Externen Schnelladegerät, unterwegs einen Inverter für Wechselstromwerkzeuge anschließen.

TwizyChrisy schrieb: Steckerkompatibel und die Einstellungen ohne Linux-Masterstudium möglich.

Additiver Sonderwunsch.... Gehäuse passend zum Originalgehäuse wobei das wirklich ein Luxusproblem ist

Da wir deutlich weniger Platzbedarf haben, wird das mit einem 3d-druckteil zu erschlagen sein. Momentan bin ich bei 80x80x8mm

Folgende neuerungen gegenüber bestehenden BMS-Lösungen möchte ich weiterhin hinzufügen:

• Absicherung der BMS-Kabel 0,5A direkt an den zellverbindern- so wird der Kabelbaum auch bei Verpolung oder beschädigter Leitungsisolation nicht zum feuerwerk. Das fehlt in meinen augen auch in vielen Hausspeicher-Selbstauprojekten.
• Laden/entladen über zusätlichen Hochstromstecker auch bei ausgeschaltetem FZG. Das BMS versorgt sich ohnehin aus der Hauptbatterie
• Absicherung auf der BMS-Platine gegen Überspannung, Überstrom, verpolung, Hardware-Watchdog. Robust ausgelegte Eingangsschutzschaltungen an allen externen Signalen.
• Zusätzlicher Schaltausgang für alle Schütze, damit das BMS bei überschreiten von Paramern notfalls die Schütze selbst abfallen lassen kann. Wieso wurde das von Renault nicht schon vorgesehen?

FlipFlop schrieb: Steckverbinder, nun ja an der Zellseite wird man ohnehin eine konfektionierte Leitung mit ringösen oder offenen enden beim Platinenfertiger mitbestellen, die bekommt dann die von mir vorgesehenen verriegelbaren Crimpstecker. An der Fahrzeugseite ist original ein 24-Poliger Stecker, kennt jemand dessen Bezeichnung? Außen am Akku ist es ja wohl Yazaki RH-12

Welche Stecker hättest Du den gerne? Ich hab die für die Originalzellen auch nach ein paar schlaflosen Nächten auf Ali gefunden.
VIELLEICHT finde ich auch die anderen wenn ich wüsste nach was ich suchen soll

Der AUSSEN bleibt doch wie er ist?!?

FlipFlop schrieb: Das wird wie oben beschrieben im Akkugehäuse schwierig, da hat Funk eine schwere zeit durchzukommen.

Weil ich einen Twizy-Akku mit JK-BMS im Originalgehäuse und einen ESP32 für die Home Assistant Anbindung außerhalb davon betreibe, kann ich bestätigen, dass es Bluetooth problemlos nach draussen schafft.

Das hört sich alles Prima an. Und Dein BMS würde so mit anderen Komponenten (z.B Ladegrät ) zusammenarbeiten wie das Originale BMS.
Inklusive CAN Bus Kommunikation ?

Ob ich damit mein Haus versorgen kann wäre mir nicht so wichtig wenn es im Twizy gut arbeitet wäre ich voll zufrieden.

TwizyChrisy schrieb: Welche Stecker hättest Du den gerne? ...
Der AUSSEN bleibt doch wie er ist?!?

Es geht um diesen Vorschlag:

Fascal schrieb: Warum nicht direkt Stecker vom original BMS, nur umstecken und fertig - DAS wäre doch der Hammer!

Am original BMS ist ein 40poliger auf der Zellseite - hier sehe ich keinen Grund einen eventuell schwer zu beschaffenden stecker zu behalten. Ausserdem ein 24-Poliger auf der Fahrzeugseite. Diesen könnte man ggf finden und auf meiner Platine verbauen. Jedoch würde sich die Anschaltung der Schütze leicht ändern da deren Steuerspannungen nochmal durch das BMS sollen. Da bietet es sich an, direkt einen Kabelsatz anfertigen zu lassen und nur den Stecker außen am Akku zu übernehmen.

Ich habe auch schonmal ganz nette werkzeuglos (mit der hand, ohne crimpzange) montierbare IDC stecker verbaut. Damit lassen sich kleine Querschnitte sehr bequem ans BMS anschließen. Dann würde man den Original-kabelsatz weiternutzen und am neuen BMS die benötigten Adern nach Herkunft und Hautfarbe anklemmen. Ein Alternativer Kabelsatz müsste auch dann nicht gefertigt werden.

Berthold schrieb: Das hört sich alles Prima an. Und Dein BMS würde so mit anderen Komponenten (z.B Ladegrät ) zusammenarbeiten wie das Originale BMS.
Inklusive CAN Bus Kommunikation ?

Ich setze das um, was bisher Dokumentiert ist, auf dieser Basis: github.com/dexterbg/Twizy-Virtual-BMS
Das arbeitet dann mit dem rest vom Twizy zusammen, die entsprechenden Schnittstellen habe ich in die Hardware eingebaut. Sicherlich gibt es dann noch reichlich verbesserungspotential.

Die originalen Steckverbinder vom Twizy fürs BMS hab ich hier liegen, kann die Bezeichnung mal raussuchen.
Aber ohne die spezielle Crimpzange dafür kann man die leider nicht verwenden... Wieder 600€ weg.
Würde eher auf "Standardverbinder" gehen, aber Automotive-Grade -> Doppelt verriegelt im Gehäuse und einfach verriegelt in der Verbindung. Zudem vergoldete Kontakte.
Anschluss der Messleitungen, der Temperatursensoren (3 Stk. reichen aus) und der "allgemeinen" Pins (Spannungsversorgung, CAN) am besten einzeln. Also 20Pin/6Pin/8Pin.
Zellanschlüsse zum CAN und zur Low Voltage-Versorgung des BMS galvanisch getrennt (wenn nicht schon gemacht).

Gruß,
Patrick

Eigentlich äußere ich mich nur noch selten zu derartigen Themen oder Ankündigungen.
In der Regel passiert nach vollmundigen Ankündigungen und "fishing for compliments" Posts dann nichts mehr.
Bei dir habe ich aber nach wenigen Posts nun doch den Eindruck gewonnen, dass du weißt wovon du schreibst und dass dein Vorhaben gelingen könnte.
Ich drück die Daumen.

Meine Gedanken was "must have" beim Flips-BMS sein sollte:
1. Steckerkompatibilität zum Original Twizy-BMS
Sowohl die 40- als auch die 24-polige Buchse sind problemlos und günstig beim Ali zu beziehen.
Wahlweise mit bereits vorkonfektionierten Kabeln (10 oder 20 cm, bin mir im Moment unsicher) oder auch zum selber Crimpen mit losen Kontakten.
Eine geeignete und günstige Crimpzange ist im Handel ebenfalls verfügbar.
2. 14S wäre im Grunde völlig ausreichend.
Mir sind bislang nur ganz wenige 16S Twizy-Akkus zu Ohren gekommen.
Um für Zukunftsprojekte gewappnet zu sein, würde es allerdings auch nicht schaden.
3. Ein einfaches Konfigurationstool.
Die von dir selbst ins Gespräch gebrachte Option mittels OBDII-Dongle über den CAN-Bus wäre mein Favorit.
Wahlweise über eine einfache App oder ein OVMS-Plugin oder als zusätzliche Funktion ins ToM integriert.
4. Das Flip-BMS sollte weitest gehend kompatibel zum Original-BMS bleiben, damit sowohl das OVMS als auch das ToM keine Funktionalität einbüßen.
5. Die Firmware sollte auf dem Virtual BMS basieren.
6. Der User sollte die gleichen Parameter wie auch beim edriver-BMS konfigurieren können.
Im Wesentlichen sind das:
- Kapazität der Zellen
- Ladeschlussspannung
- untere Entladespannung
- Spannung bei der das Balancing beginnen soll
- Spannung bzw. SOC ab welche rekuperiert werden darf

Wenn es dir gelingt dies alles umzusetzen, dann wäre das ein ganz großer Wurf und ein würdiger Ersatz/Nachfolger bzw. Konkurrent zum edriver-BMS.
Alles was darüber hinausgeht wäre mMn "nice to have"

Du solltest dir allerdings im Klaren darüber sein, dass es inzwischen kaum noch jemanden im Forum gibt, der an diesem Projekt aktiv mitarbeiten kann.
Ich sehe niemanden der über entsprechendes know-how verfügt.
Wenn du es alleine nicht schaffst, dann sehe ich das Projekt als zum Scheitern verurteilt.

Nochmals:
Ich drück die Daumen und hege ein gewisse Zuversicht.
Viel Glück.

Snorre schrieb: Meine Gedanken was "must have" beim Flips-BMS sein sollte:
1. Steckerkompatibilität zum Original Twizy-BMS
Sowohl die 40- als auch die 24-polige Buchse sind problemlos und günstig beim Ali zu beziehen.

Hast du mal einen Link oder ein Suchprompt?
Ich dachte nicht, dass das ein wichtiges Feature sein kann, aber ihr habt es nun mehrmals genannt.
Sind es diese? Ich habe bisher nur Bilder zum BMS gefunden!

TH/.025 Connector System
www.te.com/en/product-1318384-2.html
www.te.com/en/product-1318853-2.html

Kann das jemand bestätigen oder hat ein Bild mit Maßreferenz?

Etwas teuerer sind sie, ist aber nicht schlimm. Crimpen geht auch mit einer PA-09 o.ä. oder man bestellt sie fertig konfektioniert. Vorraussichtlich mache ich den Footprint für die optionale bestückung dieser Stecker mit auf die Platine, es kann dann jeder wie er mag bestellen. Für die Hausspeicheranwendung bleiben die anderen Stecker-footprints mit drauf.
Das BMS wird aber deutlich kürzer. reichen da die Leitungslängen am Originalkabelbaum? - Es wird wohl zeit, dass ich mir nen Akku hohl´.

Jack-Lee schrieb: Zellanschlüsse zum CAN und zur Low Voltage-Versorgung des BMS galvanisch getrennt (wenn nicht schon gemacht).

Natürlich sind alle Kommunikationsanschlüsse galvanisch getrennt. 12V braucht das ding eigentlich nur für den CAN-Transceiver. Alles weitere versorgt sich im Betrieb aus der Traktionsbatterie.

Für die technische umsetzung brauche ich nicht unbedingt Hilfe. Hier ist ja kein Programmierer- oder Elektronikerforum. Was die praktischen Anforderungen an das System und das Wissen um den Wagen und dessen Schnittstellen betrifft, da habt ihr hier die erfahrung- ich nicht.

FlipFlop schrieb: Ich habe auch noch keine Infos zum original verbauten Stromsensor gefunden.

I posted the datasheet some time ago.

For about two months I have my personal hobbies implementation of Klautz/VirtualBMS ready to be installed at cells arrival (from china takes so long...), but having a professionaly designed and manufactured BMS alternative (based on a 32bit RISC core cpu) would be a better choice for me.
So I'm very interested too in your project.
In my point of view, it's mandatory to keep the same connectors as the original BMS. In this way your BMS could also be used as a cheaper replacment of the original one, not only for conversion projects.