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Die Menge an nutzbarer Energie in einer Batterie wird als State-of-Charge, kurz SoC, ausgedrückt.
Der Wert reicht von 0 – 100 %, wobei 0 % bedeutet, dass die Batterie vollständig entladen ist und 100 % bedeutet, dass die Batterie vollständig geladen und je nach BMS-Typ auch vollständig ausgeglichen ist.
SoC-Messmethoden
Es gibt mehrere Methoden zur Messung und Berechnung des SoC:
Basierend auf Batteriespannung
Vorteile:
- Einfache Messmethode
Nachteile:
- Funktioniert nur, wenn die Batterie im Ruhezustand ist
- Funktioniert nicht gut mit LiFePO4, da diese Technologie fast die gleiche Spannung zwischen 40 % und 80 % SoC hat.
Basierend auf der Messung des chemischen Gleichgewichts
Vorteile:
- Präzise
Nachteile:
- Invasive Methode, bei der die Zelle geöffnet werden muss
- Schwierig anzuwenden
Messen des Stroms, der in den oder aus dem Akkupack fließt
Diese Methode wird als Coulomb-Zählung bezeichnet. Es ist im Wesentlichen die Iteration der gemessenen Ströme über die Zeit. Wenn das System beispielsweise 4 Stunden lang einen Entladestrom von 2 A misst, haben Sie eine Gesamtentladung von 2 A x 4 h = 8 Ah.
Vorteile:
- Wenn der aktuelle Zähler genau ist, ist der SoC auch ziemlich genau
- Nicht-invasiv, daher einfach zu messen
Nachteile:
- Funktioniert nur, wenn die aktuelle Messung genau ist
- Wenn der SoC nicht häufig vom BMS synchronisiert wird, ist der SoC möglicherweise nicht mehr genau
Genaue Ergebnisse
Ohne ein invasives Verfahren kann der SoC unter vielen Umständen nicht direkt bestimmt werden. Um dennoch verlässliche Ergebnisse zu erhalten, müssen mehrere Methoden kombiniert und hochwertige Messgeräte eingesetzt werden.
Das 123\SmartBMS tut dies durch die Verwendung von Dual-Range-Stromsensoren. Das bedeutet, dass kleine Ströme im mA-Bereich bis hin zu sehr hohen Strömen wie 500 A gemessen werden können. Darüber hinaus synchronisiert das BMS das SoC bei mehreren Spannungen, wenn die Batterie im Ruhezustand ist.
Nützliche Information: Solange noch nicht alle Zellen über der vollen Schwelle sind, ist die Batterie noch nicht richtig ausbalanciert. Der SoC bleibt maximal bei 99 %. Wenn alle Zellenspannungen über dem vollen Schwellenwert liegen und die Ladeleistung niedrig ist, ist die Batterie vollständig geladen und ausgeglichen, und der SoC wird zu 100 % synchronisiert.
Vergessen Sie natürlich nicht, nach der Installation die einmalige Kalibrierung der Stromsensoren durchzuführen. Dies gewährleistet das genaueste Stromerfassungsergebnis. Informationen zum Kalibrieren des Stromsensors finden Sie im 123\SmartBMS-Handbuch.
Es empfiehlt sich, einen Stromsensor zu verwenden, der dem Strom am nächsten kommt, der am häufigsten in Ihrer Konfiguration verwendet wird. Angenommen, ein Durchschnitt von 80A läuft, mit Ausreißern von 150A, dann sind Sie am besten mit einem Stromsensor von 100A. Dies ist in diesem Arbeitsbereich genauer als ein Stromsensor von 250A.
Die BMS-Zellenplatinen arbeiten in einem Spannungsbereich von 1,5V bis 5V. Jede Zelle, die zwischen dieser Spannung arbeitet, sollte kompatibel sein. Ein paar Beispiele für Arbeitszellenchemie sind LTO, LiFePO4, NMC und NCA.
Es ist möglich nur ein Stromfühler zu verwenden, das BMS funktioniert dann auch einwandfrei. Die Verwendung eines Sensors verbraucht weniger Strom auf der IN-Platine. Der Nachteil ist, dass Sie eingehende und ausgehende Ströme nicht unabhängig voneinander messen können, sondern im ausgehenden Batteriepack. Schließen Sie den Stromsensor an Sensor 1 auf der Platine an.
Es gibt einen Unterschied zwischen dem Platzieren mehrerer Zellen parallel oder Packs parallel.
Mehrere Zellen parallel
Sie können mehrere Zellen sicher parallel platzieren und benötigen nur 1 BMS-Zellenmodul pro paralleler Gruppe. Zum Beispiel: Eine 12V LiFePO4-Packung besteht aus 4 Zellgruppen in Serie. Wenn Sie 8 Zellen haben, wird das Paket als 2P4S konfiguriert (Gruppen von 2 Zellen parallel, dann diese parallelen Gruppen in Serie). In diesem Fall benötigen Sie nur 1 BMS für 4S (4 Zellgruppen).
Mehrere Batteriepacks parallel
Wenn Sie mehrere Pakete parallel verbinden müssen, benötigen Sie 1 komplettes BMS pro Paket. Sie können die Signalrelais auf jeder OUT-Platine in Reihe schalten. Zum Beispiel: mit 3 Packs parallel, können Sie das Ladesignal vom ersten Ladestromrelais OUT zum zweiten Ladestromrelais und durch das dritte Ladestromrelais führen. Dieses Signal kann ein Freigabe- / Sperr- oder Leistungsrelais schalten. Wenn ein oder mehrere BMS einen Zellenladungsfehler haben, ist der Signalpfad unterbrochen. Gleiches gilt für die Lastrelais in Serie.
Keine Batteriedaten in der App und das „E“-Zeichen leuchtet auf der Registerkarte „Batteriedetails“ der App auf. Überprüfen Sie die blinkenden LEDs an der Zellenkette.
Die BMS-Nachricht beginnt an der Starttafel. Wenn das nächste Board die Nachricht erhalten hat, blinkt die LED und das Board sendet die Nachricht an das nächste Board.
Die Position, an der die LED aufhört zu blinken, ist der Ort des Problems. Es kann dieses Board oder das vorherige Board sein. Überprüfen Sie, ob das Kommunikationskabel vom „OUT“ in der vorherigen Platine zum „IN“-Anschluss dieser Platine führt.
Stellen Sie sicher, dass während der Nullkalibrierung absolut kein Strom durch die Stromsensoren fließt.
Auf der Starttafel finden Sie einen blauen Button. Halten Sie die blaue Taste gedrückt, bis die LED schnell blinkt. Lassen Sie nun die Taste los. Die Kalibrierung ist abgeschlossen.
Während das Begin Board mit der Akkuzelle verbunden ist, halten Sie die blaue Taste 5 Sekunden lang gedrückt. Die PIN wird standardmäßig auf „1234“ gesetzt.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Telefon Bluetooth 4 oder höher unterstützt.
Android 7.0 enthält einen Fehler, der es unmöglich machen kann, sich mit dem BMS zu verbinden. Wenn Ihr Telefon über Android 7.0 verfügt, überprüfen und aktualisieren Sie bitte die Android-Version, falls dies möglich ist. Wenn Sie Hilfe beim Aktualisieren der Android-Version benötigen, wenden Sie sich bitte an Ihren Telefonhersteller.
Die folgenden Schritte können helfen, sich mit dem BMS zu verbinden.
Wenn Sie Android haben, vergewissern Sie sich, dass die drahtlose Verbindung UND die Standortbestimmung aktiviert sind.
Starten Sie die App neu und überprüfen Sie im Einstellungsbildschirm, ob das BMS unter „Geräte“ angezeigt wird. Tippen Sie darauf, um eine Verbindung herzustellen.
Starten Sie Ihr Telefon neu und öffnen Sie die App, um es erneut zu überprüfen.
Probieren Sie ein anderes Telefon aus, laden Sie die 123SmartBMS-App herunter und prüfen Sie, ob Sie das BMS in der Geräteliste sehen.
Während das Endboard eingeschaltet ist, halten Sie die blaue Taste 5 Sekunden lang gedrückt. Die PIN-Nummer wird auf die Werkseinstellung (1234) zurückgesetzt und nach etwa 10 Sekunden wird das Bluetooth-Modul zurückgesetzt.
Das 123\SmartBMS verfügt über Bluetooth Low Energy. Um eine Liste der Geräte in der Nähe zu erhalten, fordert die App Android auf, nach Bluetooth Low Energy-Geräten zu suchen. Android beginnt nur dann mit der Suche nach diesen Geräten, wenn die Standortberechtigung aktiviert ist. Andernfalls erhält die App eine leere Liste.
Wenn Sie die Standortberechtigung aktivieren, erhält die App eine Liste mit BLE-Geräten, die nahe genug sind, z. B. 123\SmartBMS.
Die App verwendet oder speichert den Standort in keiner Weise.
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Die Software läuft auf Microsoft Windows 7 oder höher mit .NET Framework 4.5+. Wenn Sie Windows 7 haben und das Installationsprogramm nicht funktioniert, laden Sie bitte das .NET Framework hier herunter.
Dies hängt davon ab, was Sie brauchen. 123SmartBMS ist ein eigenständiges BMS-System und erfordert kein erweitertes Modul. Das Extended Module ist in erster Linie für Fahrzeuge, Boote, CAN-Bus-Anwendungen oder Kunden konzipiert, die eine besser konfigurierbare Lösung benötigen. Wenn Sie Relais so konfigurieren möchten, dass sie basierend auf per Software ausgewählten Parametern schalten, oder die BMS-Daten in einem CAN-Bus-Netzwerk benötigen, ist das Extended Module die perfekte Ergänzung.
Es ist möglich, das Extended Module direkt an einem Batteriepack zu betreiben, wenn die Packspannung unter 80 V liegt.
Es gibt viele Kriterien, nach denen die Melderelais geschaltet werden können. Diese sind in drei Kategorien unterteilt: Hysterese, Booleans und Tag/Zeit. Beispiel: Ein Relais kann einschalten, wenn der SOC unter 20 % liegt, und wieder ausschalten, wenn der SOC 70 % erreicht hat. Dies kann nützlich sein, um Generatoren einzuschalten.
Die Standby-Stromaufnahme liegt unter 6mA, wenn beide CAN-Bus-Netzwerke abgeschaltet sind.
Der maximale Strom beträgt 100 A kontinuierlich und 200 A Spitze für max. 1 Minute.
Der 123\PowerSwitch verbraucht im eingeschalteten Zustand 0,8 mA. Einer der niedrigsten Stromaufnahmen der Industrie für Halbleiterrelais und insbesondere für Leistungsrelais.
Ja, der 123\PowerSwitch ist ein perfekter Begleiter und im Handumdrehen funktionsfähig.
Es sind mehrere Konfigurationen möglich:
Verwenden Sie einen 123\PowerSwitch für die gesamte Installation
In dieser Konfiguration wird der 123\PowerSwitch als „letzte Verteidigungslinie“ verwendet. Wenn eine Zelle einen Fehler hat, zum Beispiel wenn eine Zellenspannung zu hoch oder zu niedrig ist, wird der PowerSwitch ausgeschaltet und damit alle angeschlossenen Ladegeräte und Verbraucher von der Batterie getrennt. Wenn der Fehler behoben ist, schaltet sich der PowerSwitch wieder ein.
Diese Konfiguration wird hauptsächlich mit kombinierten Ladegeräten/Wechselrichtern verwendet, bei denen sich das Ladegerät und der Wechselrichter im selben Gerät befinden wie beim Victron Quattro/Multiplus.
Schließen Sie das schwarze Steuerkabel 123\PowerSwitch (Minus) an den Minuspol des Akkupacks an.
Schließen Sie das rote Steuerkabel 123\PowerSwitch an den „gemeinsamen Kontakt“ der potentialfreien Kontakte des Ladesignalrelais der Endplatine an.
Verbinden Sie das End Board Charge-Signalrelais „Laden erlaubt“ mit dem Load-Signalrelais „Entladen erlaubt“.
Schließen Sie das End Board Load-Signalrelais „gemeinsamer Kontakt“ an den Akkupack + an.
Verwenden Sie zwei 123\PowerSwitches: einen für alle Ladegeräte und einen für alle Lasten/Wechselrichter
Der Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass, wenn ein PowerSwitch ausgeschaltet ist, beispielsweise „Entladen erlaubt“, der andere PowerSwitch („Laden erlaubt“) eingeschaltet bleibt. Wenn also eine Batteriezelle leer ist, bleibt das Ladegerät angeschlossen, um den Pack aufzuladen.
Schließen Sie ein Kabel vom Akkupack + an den „gemeinsamen Kontakt“ (mittleres Loch) des Ladesignalrelais und an das Ladesignalrelais an.
Verbinden Sie das schwarze Steuerkabel 123\PowerSwitch (Minus) beider PowerSwitches mit dem Minuspol des Batteriepacks.
Verbinden Sie den Endboard-Ladesignalrelais-Stift „Laden erlaubt“ mit dem roten Steuerkabel „Charge 123\PowerSwitch“.
Verbinden Sie den Endboard-Load-Signalrelaisstift „Entladen erlaubt“ mit dem roten Steuerdraht 123\PowerSwitch für die Entladung.
Wenn es mehrere unterschiedliche Lasten gibt, können Sie die Lasten aufteilen. Setzen Sie zum Beispiel Wechselrichter 1 auf PowerSwitch 1 und Wechselrichter 2 auf PowerSwitch 2.
Sie können sogar bis zu 3 PowerSwitches parallel schalten, um die Stromkapazität zu erhöhen.
Der Einsatz des 123\PowerSwitch in rauen Umgebungen sollte kein Problem darstellen. Integrierte Techniken stellen sicher, dass Leckströme, die unter feuchten Bedingungen auftreten, das Relais nicht fälschlicherweise einschalten.
Der maximale Schaltstrom beträgt 120A @ 12VDC / 100A @ 24VDC.
Das komplette 123SmartRelay verbraucht weniger als 0,5 mA, wenn beide Relais aktiv sind. Einer der branchenweit niedrigsten Stromverbraucher für Leistungsrelais.
Ja, das SmartRelais ist ein perfekter Begleiter und im Handumdrehen einsatzbereit.
Stellen Sie zunächst sicher, dass das SmartRelay von Ihrem Akkupack mit Strom versorgt wird, indem Sie den – des Packs mit Pin 1 des SmartRelays und den + des Packs mit Pin 4 des SmartRelay-Anschlusses verbinden.
Schalten Sie eine Last
Verdrahten Sie das + Ihres Akkupacks mit Pin 2 der SmartBMS OUT-Platine Lastanschluss. Fügen Sie außerdem eine Leitung von Pin 3 zum SmartRelay-Eingang 1 oder 2 hinzu, je nachdem, welches Relais Sie vom SmartRelay-Block verwenden möchten.
Wechseln Sie ein Ladegerät
Verdrahten Sie das + Ihres Akkupacks mit Pin 2 des Ladeanschlusses der SmartBMS OUT-Platine. Fügen Sie außerdem ein Kabel von Pin 1 zum SmartRelay-Eingang 1 oder 2 hinzu, je nachdem, welches Relais Sie vom SmartRelay-Block verwenden möchten.
Falls Sie mehrere Lasten haben, die mehr als 120 A bei 12 V / 100 A bei 24 V verbrauchen können, können Sie auch das zweite Relais verwenden. Es ist sogar möglich, mehrere SmartRelais zu verwenden!
Beispiel
Sie haben zwei Wechselrichter mit 100 A, einen für das elektrische Kochen und einen für den Ofen.
Verbinden Sie Eingang 1 des SmartRelais mit Eingang 2 des SmartRelais. Wenn Relais 1 einschaltet, schaltet sich auch Relais 2 ein. Schalten Sie die Leistung von Wechselrichter 1 mit dem ersten Relais am SmartRelay und Wechselrichter 2 mit dem zweiten Relais am SmartRelay-Block.
Der Einsatz des 123\SmartRelay in rauen Umgebungen sollte kein Problem darstellen. Integrierte Techniken stellen sicher, dass Kriechspannungen, die unter feuchten Bedingungen auftreten, das Relais nicht fälschlicherweise ein- oder ausschalten.
Dies wird nicht empfohlen. Wenn das SmartRelay-Stromversorgungskabel versehentlich bricht, bleiben beide Relais in ihrer Position. Daher ist auf einen festen Anschluss der Versorgungsspannungskabel zu achten.