Vážení kolegové,
tak jsem se dnes rozhodl, že rozpitvám jednu cihlu US3000 a podívám se na její vnitřnosti.
BMS se skládá ze tří samostatných plošných spojů:
- Destička s LEDkami a startovacím tlačítkem
- Deska s balacery a komunikačními porty
- Deska s FETy a bočníkem
Datově je mezi sebou vše propojeno plochými kabely a konektory. Silové spoje jsou spojeny konektory XT90. Vodiče jsou zdvojené (10AWG) a oba piny každého XT90 jsou tak proklemovány paralelně.
Hlavní součástky orloje jsou:
- Texas Instruments BQ34Z100
- Texas Instruments BQ779XX
- Maxim Integrated MAX17880
BQ34Z100 je použit ke sledování bočníku, počítání ampérhodin a také k řízení ochranných FETů nabíjení a vybíjení. Kromě klasického algoritmu na počítání kapacity pomocí bočníku umí tento čip kombinovat ještě několik dalších algoritmů a dokonce obsahuje tabulky chování konkrétních bateriových chemií. V US3000 je takto nastaveno ChemID=435.
Poměrně zajímavý je multikanálový balancer BQ779XX. Ten totiž zvládne balanční proud nejvýše 50mA, zároveň má ale zajímavou vlastnost, že nebalancuje na jedno konkrétní, pevně nastavené napětí, ale že dokáže sadu článků sladit na nejnižší společné napětí, které leží v předem definovaném rozsahu. Díky tomu není nutné pálit zbytečně mnoho energie, ani se při balancování negeneruje příliš mnoho tepla.
Docela by mne zajímalo, jak je to vyřešeno v rámci stacku více paralelních cihel. Co jsem vysledoval, tak u mne se všechny cihly balancují na 3.480V, s tím, že pokud má jeden článek v cihle trochu větší kapacitu a nestihne dolézt na 3.480V, tak to nevadí. Baterka je schopná prohlásit 100% SOC i ve chvíli, kdy 14 článků už je srovnaných na 3.480V a ten poslední, s větší kapacitou, vyleze aspoň na 3.450V. Pokud jsou na 3.450V články dva, tak cihla repotuje SOC 99%. Jelikož se mi přesně takto chovají úplně všechny cihly ve stacku, je jasné, že to asi bude naschvál.
Při hrabání v CLI jsem zjistil, že počítání SOC je také vyřešeno docela zajímavě: během nabíjení se normálně počítají Ah a SOC se plynule zvyšuje. To ale trvá jen do 88%. Interní počítadlo Ah i SOC poté sice stále počítá (je to vidět přes CLI), ale externě reportované SOC se zastaví právě na 88%. Teprve poté, co se povede zbalancovat 14 článků na 3.480V a poslední článek vyleze aspoň na 3.450V, se externí reporting SOC pomalu rozjede a plynule dosimuluje postupný růst do 100%.
Simulace plynulého nárůstu SOC v poslední fázi nabíjení:simulant.png
Výše uvedené chování se trochu odlišuje od dvou jiných typů LFP BMS, které jsem zatím viděl. Ty fungovaly tak, že SOC prezentovaly do té chvíle, dokud rostlo počítadlo ampérhodin. Pokud došlo k dosažení balančního napětí dříve, než se počítadlo Ah dostalo na nominální kapacitu, tak se BMS zastavila (typicky kolem 90% SOC) několik minut čekala a poté skokově oznámila 100% SOC. Nebyla tam tedy ona simulace pozvolného nabíjení na konci. Logicky, čím větší skok na konci, tím více takové chování indikuje degradaci kapacity článků, nebo špatnou kalibraci bočníku. Co mne překvapilo, je přítomnost dvou kusů MAX17880 a jejich napojení na všechny články. Tento čip totiž není balancer, ale je to "
redundatní monitor selhání". V BMS je tak vlastně navíc a pravděpodobně jen ověřuje to, že multikanálové balancery opravdu fugují, balancují a měří správná napětí. Vůbec bych nečekal, že tam číňani zamontují dva další integráče, jen kvůli redundanci.
Na hraně balanční desky je celkem 16 kusů SMD LEDek. Další SMD LEDky jsou roztroušené po obou velkých plošňácích. Cihlu jsem v rozpitvaném stavu neměl připojenou k nabíjení, ale předpokládám, že právě LEDky na hraně by za chodu mohly vizuálně indikovat správnou funkci balancerů.
Pitva:US3000-1.PNG
Detail BMS:US3000-2.PNG
BMS čipset Texas Instruments:max.PNG
BMS čipset Maxim Integrated:TI.PNG
doc. Youda, patolog
Nemáte oprávnění prohlížet přiložené soubory.