Un BMS Home made

Ce BMS est en fonctionnement depuis 6 ans sur un pack A123 constitué en 4P12S et sur un autre 2P15S. Autant dire qu'il à fait ses preuves...

Charge:
Si toutes les tensions des cellules sont < à 3,6V :
Charge Adonf (intensité limitée par l'alimentation externe) 20A possible (et testé par Snickers) perso, je suis à 8,3A

Dès qu'une cellule atteint 3,6V : début de la phase d'équilibrage
Intensité de charge réduite à 0,5A (par le BMS). Cela provoque une baisse de la tension des cellules et une charge adonf reprend puis s'interrompt (cela dure un certain temps, dépendant du rapport Imax/0,5A). Il n'y a pas d'oscillation, l'intensité est limitée durant au minimum 5s avant d'autoriser une reprise de la charge rapide...
La tension d'une cellule ne peut pas dépasser 3,6V, un circuit ballast entre en action et celui ci peut 'absorber' 1,5A pour 0,5A réel

Quand toutes les cellules sont à 3,6V, l'équilibrage se poursuit environ 2 minutes puis le chargeur est définitivement déconnecté automatiquement du BMS.

Les caractéristiques techniques sont les suivantes:

Décharge sans limitation d'intensité:
Dès qu'une cellule à une tension inférieure à 2,5V:
Coupure du BMS via un interrupteur à mosfet externe au BMS

Bonus:
L'entrée en action du circuit d'équilibrage est indiqué par une led par cellule.
Si la tension du pack dépasse une valeur 'normale' (3,65V x nb cellule) -> mise en sécurité et charge interdite.

La consommation du BMS sur chaque cellule est inférieure à 50uA -> Le BMS ne décharge pas la batterie (même au bout de 6 mois) y compris si le BMS à détecté une cellule faible

Démarrage automatique au branchement du chargeur
Charge avec une intensité jusqu'à 10A (plus avec modif) (8A pour moi) passage automatique à 0,5A pour l'équilibrage.
Équilibrage automatique à 0.5A (nécessaire pour limiter la dissipation)
Arrêt automatique après équilibrage (quand toutes les cellules sont équilibrées)
LED état (charge, équilibrage, arrêt)
Prêt pour 12 à 15 cellules
Seulement 2 fils pour la connexion entre la source d'énergie et le BMS
Faible dissipation de puissance dans le BMS (max. 1,8 W par cellule en équilibrage)
Nécessite une seule source de tension d'alimentation externe avec limitation de courant
Composants (pour 15 cellules):
156 résistances
15 résistances ajustables
2 résistances en réseau
37 condensateurs
51 circuits intégrés
66 Transistors
51 Diodes

Total: 378 éléments

La genèse est décrite ici: genèse BMS

Le dossier d'étude du BMS est disponible ici (fichier PDF): Documentation BMS

Les fichiers de fabrications peuvent éventuellement être fourni pour un usage personnel (me contacter en mp)

J'ai repris le circuit du BMS pour faire une version limitée à 10S pour équiper un pack Lithium Ion que je suis en train de monter (pour étendre l'autonomie de mon VAE). En effet en Li-Ion on a 36V avec 10 éléments en série (3,6 V nominal et 4,2V en fin de charge).
Le pack sera cablé en 8P10S avec des éléments de 2,75Ah (éléments LG provenant de pack batterie Bosch) donnant une batterie de 36V 22Ah / 4 kg soit 200Wh /kg

Une vue 3D de la carte de 100x170mm

Finalement se sera un BMS 11S, pour un pack 8P11S. Le circuit imprimé est gravé

Le circuit imprimé prêt à recevoir les composants:


Mon étameuse à rouleau étant en panne (définitivement je crains...) J'ai inauguré un étamage à chaud au pinceau:

Méthode:
Mettre le cuivre à nu et le désoxyder au scotch brite vert
Etaler une fine couche de décapant pour soudure de plomberie en tube (soluble à l'eau). J'utilise du Hampton HP3.
Equiper un fer puissant (j'utilise un Weller w201, 200W, thermostaté) avec un pinceau en cuivre (réalisé avec un morceau de tresse en cuivre récupéré sur un câble souple de 16mm2 et fixé contre la panne en enroulant un fil de cuivre rigide)
Etamer le pinceau en cuivre, enlever l'excès de soudure en secouant vers le bas...
Passer le pinceau sur le circuit imprimé (alimenter en étain/plomb en fonction des besoins), le résultat est très satisfaisant ! (voir photo ci dessus)
Rincer abondament le circuit à l'eau en frottant bien avec les doigts pour éliminer tout le flux (corosif)
Percer les trous

Et finalement, c'est plus rapide à faire qu'avec l'étameuse à rouleau pour laquelle la mise en oeuvre est longue (chauffage, nettoyage...).
Note: J'utilise un alliage étain/plomb 'traditionnel': L'étamage/brasage sans plomb, c'est beaucoup plus délicat... Je laisse le RoHs aux entreprises !

La soudure en peinture, il fallait y penser...

La prochaine fois, je ferai une vidéo car c'est assez spectaculaire

Vidéo faite: https://youtu.be/Ns75xbY8o-A

Panne du BMS du VAE provoqué par une erreur hier...
Suite à une recharge partielle, je suis arrivé au boulot avec la batterie vide
J'ai voulu faire une recharge avec une alimentation stabilisée et je l'ai branchée à l'envers
J'ai pris le risque, je n'avais pas sous la main le brochage de mon connecteur de charge pensant que la diode d'entrée protegerait de toute façon. Sauf qu'elle à été soumise à la tension de la batterie + la tension de charge et qu'elle à claquée... (Sa tension inverse était trop faible)
Bilan: L'alimentation utilisée c'est mise en CC sur ses 2 voies (réparation en perspective)
et le BMS c'est retrouvé alimenté en permanence par la batterie (déjà vide...)
Arrivé à la maison, heureusement que j'ai pris conscience  de cette décharge de la batterie via le BMS (un peu tard mais la batterie n'étaient pas encore en danger...)
Cette panne aurait pu être évité car la même aventure était arrivée à Snickers sans que je fasse de modif sur le BMS pour qu'il accepte sans soucis les inversions de polarité...
Le schéma est donc modifié ainsi: Diode d'entrée avec tension inverse de 150V (STPS80150CW) et une diode supplémentaire en série avec le régulateur de tension 7815.

Oups
Suite à la même bétise...j'avais eu aussi quelques dégâts sur le bms...

C'est réparé (BMS et alimentation stabilisée) et remonté...

Le BMS 11S est câblé et opérationnel









Les leds allumées indiquent que l'équilibrage est actif.

Le BMS est réglé pour charger à 4,1 V et décharger jusqu'a 3V les cellules.