EN
creator cover Шхуна "Чава"
Шхуна "Чава"
От проекта до славных походов...
Шхуна "Чава"
40
subscribers
goals
0 of 100 000  money raised
На большой поход
Available to everyone
Dec 29 2021 13:47

Приложение для смартфона "SMART BMS"

Установим приложение, увидим, что оно умеет делать, после этого оценим полезность в повседневной работе. У меня Андроид, так что будем использовать для иллюстраций картинки с него. Сразу хочу отметить, что приложение довольно "сырое", часть функций не работает. Русский перевод очень "кривой", английская версия намного понятней, но приложение переходит на язык телефона автоматом и принудительно. На лодке для контроля я использую старый телефон, переключенный на английский язык, там все более корректно. Его снимки экрана и будем использовать для иллюстраций.
Заходим в Play Market, набираем smart bms в поиске - первое выпавшее предложение - то, что нам нужно.
Приложение использует протокол связи Bluetooth, так что при установке запросит соответствующие разрешения, которые нужно будет дать, и включить Блютуз.
После запуска появится экран выбора нужного smart BMS. Так как у меня в наличии два "умных" устройства, поддерживаемых приложением, и они оба в эфире, выбираем нужное, здесь - верхнее. Кстати, этот длинный номер, который начинается с DL, совпадает с номером на "таблетке" интерфейса, подключенного к BMS.
После этого откроется главный экран приложения - индикатор основных параметров, или "дисплей статуса", как назвал его неведомый разработчик. Он прокручивается, так что я тут выложил две картинки. Слева - экран в первоначальном виде, справа - после сдвига, то, что доступно ниже.
Огромный циферблат "SOC" - State Of Charge - индикатор уровня заряда батареи в процентах, ниже - напряжение на батарее, и величина протекающего через нее тока. 
Строчка с тремя индикаторами ниже, это - первые два - состояние силовых ключей, в "зеленом" виде разрешающих прохождение тока заряда и разряда через BMS. Третий индикатор становится зеленым, когда включается процесс балансировки ячеек батареи. О балансировке мы еще поговорим, когда будем разбираться с настройкой параметров.
Строчка из шести цифр ниже в основном интуитивно понятна, четвертый показатель - максимальное различие напряжений элементов батареи, пятый - счетчик циклов разряда-заряда (в этой версии софта не работает), шестой - текущая мощность в кВт.
В строке "Status information" отображаются предупреждения и аварийные сообщения. Например, о достигнутой максимальной температуре батареи.
Ниже - показания внешнего датчика, который и занимается измерением температуры батареи,
Еще ниже - строка со схематичными ячейками батареи - уровни напряжения на каждой ячейке батареи.
В самом низу экрана, то, что называется серийным номером, или кодом батареи - на самом деле маркировка микросхемы контроллера BMS, используемое "железо", последняя строка - "0911" - версия прошивки - "firmware".
С индикаторами все,
переходим к параметрам - "Parameter Settings".
На иллюстрациях ниже - моя конфигурация "старого" BMS, проверенная в работе. Некоторые особенности и странности прокомментирую более подробно.
Слева - Protection parameters.
Первые две строки - уровни напряжений "отсечки" элементов батареи сверху и снизу.
Последние две строки - предельные токи заряда и разряда. Это "строгие" параметры, по их достижению контроллер аварийно отключает батарею от внешнего мира. Их можно установить, приложение запросит пароль, по умолчанию "123456". 
Третья и четвертая строки устанавливаются приложением, и недоступны для установки, пятая строка, по-видимому, устанавливает порог срабатывания защиты батареи при сильном "разбеге" напряжений индивидуальных элементов. Не проверено.
Справа - Характеристики элементов.
Доступны для регулировки:
Вторая строка - емкость батареи
Четвертая строка - если установить 15300, контроллер не будет "засыпать"
Шестая и седьмая строки - настройки балансировки. Это напряжение старта балансировки и минимальная разница напряжений элементов.
Кстати, о балансировке элементов батареи. Как уже было указано выше, она здесь пассивная и довольно слаботочная ( около 50 мА), то есть предполагается, что элементы батареи хорошо подобраны между собой. Для того, чтобы началась балансировка, необходимы три условия:
1. Процесс заряда
2. Напряжение выше установленного в шестой строке (у меня >3,2В)
3. Максимальный "разбег" напряжений элементов батареи больше установленного в седьмой строке ( у меня > 20мВ)
Остальные установки на странице недоступны
Слева - Collect Board settings
Вся эта страница предназначена для работы с несколькими BMS, алгоритм мне неизвестен. Любые изменения на этой странице приводят к потере связи с BMS и неработоспособности приложения, проверено. Здесь ничего трогать нельзя.
Справа - Temp protection, пороги защиты по температурам
Доступны для установки:
Первая и вторая строки - диапазон рабочих температур при заряде
Третья и четвертая строки - диапазон рабочих температур при разряде
Пятая страница - Parameter Settings
Здесь в этой версии софта ничего не трогаем.
Выводы:
1. Огромный циферблат SOC практически не несет информации об остатке заряда. 
Выяснилось, что алгоритм определения емкости батареи довольно убогий. При первом включении контроллер измеряет напряжение на элементах и вычисляет приблизительную емкость по таблице, находящейся в установках контроллера (ее, кстати, можно корректировать). После этого контроль за емкостью идет расчетом накопления заряда, когда измеряется протекающий ток и суммарное напряжение батареи, классический кулонометр.
Проблема в том, что измеритель тока должен работать в широком диапазоне от нуля до сотен ампер, в то же время он должен быть достаточно бюджетным. Чтобы исключить дрейф нуля измерителя из-за собственного шума, порог начала измерений приходится держать довольно большим - около 2-3 А, все, что меньше - это ноль. Это значит, что счетчик системы не видит расхода-прихода электроэнергии, если ток не превышает этих двух - трех ампер! Кроме того, точность измерения тока оставляет желать лучшего, в пределах нескольких процентов.
В результате, при разряде-заряде малыми токами, характерными для парусника с солнечными панелями, лишь изредка запускающего двигатель с генератором и большими токами заряда, индикатор довольно быстро сбивается и показывает полную ерунду, и не в состоянии себя откорректировать по ходу работы.
И только, если батарея, работая без присмотра, попадает на срабатывание защиты BMS, тогда SOC сбрасывается, либо на "ноль" (по минимуму напряжения), либо на "100%" (по максимуму). После этого некоторое время индикатор показывает что-то вменяемое.  Так что, практически использовать его показания невозможно.
Самая ценная информация на странице индикаторов - напряжения элементов, температура батареи, и, сообщения и предупреждения, набраны мелким шрифтом с идиотским цветовым выделением. В целом - индикаторная панель организована плохо. Даже удивительно плохо.
2. Основные параметры худо-бедно установить можно, и контроллер отрабатывает выход за выставленные пороги, отключая BMS. Ручное управление силовыми ключами через приложение не работает.
3. Многое приходится делать методом "тыка", в приложении нет никаких "защит от дурака", и любые неочевидные эксперименты с параметрами могут привести к "окирпичиванию" BMS, с серьезными трудностями восстановления.
В целом - приложение сделано убого, но работать можно, и других вариантов пока нет. В "новом" BMS, купленном этой осенью, за счет другого "железа" и "прошивки", мелкие проблемы решены, но появились другие сложности, об этом позже, в "следующем сезоне".
С другой стороны, как говорят опытные люди, штука стоит своих денег, и при определенном подходе ("включении головного мозга и ручном управлении") главные свои задачи успешно отрабатывает.
В следующем посте поговорим о подходящем конструктиве "умной" литиевой батареи, соберем ее в единое целое, и попробуем в работе.
Потом, как положено в инженерном подходе, снимем характеристики полученного источника тока, (для этого придется разобраться с приложением BMS для компьютера) и сделаем выводы по результатам лабораторной работы.
Log in, to post comments

Subscription levels

No subscription levels
Go up