Übersicht

Features & Funktionen

steckbare Federzug-Clip-Klemmen für einfachen, schnellen & komfortablen Anschluß der Peripherie
2 Eingänge für den BMS – Bus
- Überwachung von Zellspannungen / Lade - & Entladeströmen & Zelltemperaturen
- Spannungs - & Temperaturwerte für Störungen, Warnungen und Stromkurven einstellbar
- Balancing von Einzelzellen bei Ladung - Startwert / max. Differenz der Spannungen einstellbar
- jede CSE kann jeweils 4 bis 16 Zellen + 8 Temperaturen überwachen
- bei Reihenschaltung völlig wahlfrei
- Maximalausbau 32 Batteien (CSE's) mit insgesamt 256 Zellen & 128 Temperatursensoren
- Verschaltung der Batterien (CSE's) parallel, seriell oder gemischt (Bus 1 parallel zu Bus 2)
Strommessung über kontaktlosen Hall – Stromsensor mit verschiedenen Messbereichen bis 1000A
- Kalkulation des SOC
- dynamische Anpassung der Lade - & Entladeströme je nach Temperaturen & Zellspannungen einstellbar
2 unabhängig konfigurierbare CAN – Bus Schnittstellen mit hinterlegten Protokollen für verschiedene Hersteller
- jewels schaltbarer Busabschlusswiderstände am Gerät
- Anpassung von CAN - Protokollen im Kundenauftrag möglich
konfigurierbarer WLAN Access – Point und/oder Client für Inbetriebnahme / HMI
konfigurierbare Ethernetschnittstelle für Inbetriebnahme / HMI
SD – Speicherkarte für LOG – Daten / Konfiguration
4 digitale Ausgänge 12V kurzschlussfest
- Schütz Masse / Schütz Plus / Precharge / Meldung
- Precharge – Zeit einstellbar
Betriebsspannung entweder 12 VDC oder 15 – 84 VDC – dann mit Ausgang 12 VDC / 2A

Anschlüsse

ToDO:Zeichnung / Bild

An den steckbaren Federzug -Clip - Klemmen können Adern bis 1,5mm² Querschnitt mit oder ohne Aderendhülse angeschlossen werden.

BMS-Bus 1 & 2

Für den Datenbus zu den CSE’s (Zellüberwachung der Batteriepacks) gibt es zwei Eingänge. DC+/DC- sind mit den entsprechenden Datenleitungen der 1. CSE in der sogenannten „DaisyChain“ zu verbinden. An jedem Eingang können bis zu 16 CSE’s verkettet betrieben werden. Eine Adresskonfiguration oder ein Busabschlusswiderstand sind hier nicht notwendig. Beim Einschalten werden die CSE’s der Reihe nach automatisch adressiert.

Die Verbindungsleitung zu der ersten CSE und zwischen den CSE’s sollte so kurz wie möglich sein und aus verdrillten, nicht geschirmten Adern bestehen!
Zudem sollten sie keinen starken elektromagnetischen Störeinstrahlungen ausgesetzt sein.

Stromsensor

Der Stromwandler liefert ein Analogsignal in Form einer Gleichspannung von 0 – 4096 mV bezogen auf die Systemmasse, welche den Nennstrom bidirektional (Laden und Entladen) abbildet. Der Nullpunkt (kein Stromfluß) liegt genau bei 2048mV. An dem entsprechenden Anschluss des Steckers stehen Masse, Signal & +12V Versorgungsspannung zur Verfügung. Der Messbereich kann in der Konfigurationsoberfläche eingestellt werden – ebenso ein Offset zum Nullpunktabgleich. Zudem ist der Wechsel der Messrichtung konfigurierbar.

CAN 1 & 2

Die beiden CAN – Anschlüsse arbeiten unabhängig von einander. So können jeweils verschiedene Übertragungsraten von 15kBaud – 1MBaud Verwendung finden. Zudem wird die Verarbeitung von 11-Bit Identifier (Base frame format – CAN 2.0A) und 29-Bit Identifier (Extended frame format – CAN 2.0B) unterstützt – jeweils als Daten-Frame & RTR-Frame möglich.
Es stehen jeweils die Anschlüsse CANH, CANL und Masse zur Verfügung.Standartprotokolle für verschiedene Wechselrichterhersteller hinterlegt (SMA, VictronEnergy, DEYE, PylonTech). Individuelle Firmware mit Anpassungen im CAN - Protokoll (z.B. für Automobilbereich) sind möglich.

Befindet sich das X-Master-BMS am Anfang oder Ende einer CAN – Bus Topologie, sollte der entsprechende Abschlusswiderstand des CAN – Ports per DIP – Schalter eingeschaltet werden. Bezüglich der Leitungslänge und Leitungsqualität sind die üblichen Hinweise des CAN – Standards zu beachten!

Ethernet

Über den Ethernetanschluss kann das X-Master-BMS mit einem handelsüblichen RJ45 – Patchkabel mit einem Netzwerk verbunden werden. Im Auslieferungszustand bezieht das BMS dabei seine IPv4 Einstellungen per DHCP vom verwaltenden Router in diesem Netzwerk – in diesem kann dann auch die vergebene IPv4 – Adresse eingesehen werden. Der Hostname des BMS ist werksseitig „P&S-BMS“. Hauptsächlich kann über das Netzwerk auf die Verwaltungsoberfläche per WEB-Browser zugegriffen werden. Erweiterungen für Modbus-TCP und MQTT (HomeAssistant, IOBroker oä.) sind geplant.

WiFi

Im Auslieferungszustand eröffnet das BMS einen WLAN – Access – Point, sobald es mit Spannung versorgt wird. Der Name des Netzwerkes (SSID) lautet „P&S-BMS-XXXX“ (XXX steht für eine einmalige Kennung des Gerätes). Über diesen nicht abgesicherten Zugang kann die Erstkonfiguration erfolgen. Dadurch kann das Gerät auch als WLAN – Client in ein vorhandenes Netzwerk integriert werden. Hauptsächlich kann über das Netzwerk auf die Verwaltungsoberfläche per WEB-Browser zugegriffen werden. Erweiterungen für Modbus-TCP und MQTT (HomeAssistant, IOBroker oä.) sind geplant.

Sollte das BMS in einem abgeschirmten Bereich (z.B. Schaltschrank aus Metall) betrieben werden, empfiehlt sich, eine externen Antenne am SMA – Anschluss oder leitungsgebundenes Ethernet zu verwenden.

Schaltausgänge

Die vier Digitalen Ausgänge stellen jeweils ein 12VDC – Signal zur Verfügung - jeweils Masse & Signal auf einen sepperaten Anschluß – es sind keine externen Klemmen notwendig!
Jeder Ausgang ist Überlast- und Kurzschlussfest und kann einen maximalen Ausgangsstrom von 1,8A schalten. Zudem ist jeweils eine interne Freilaufsicherung für induktive Lasten vorhanden.

Die Ausgänge 1 & 2 dienen zum Schalten des Minus & Plus – Schützes, Ausgang 3 steuert das Precharge – Relais und Ausgang 4 ist ein Meldekontakt. Ausgang 2 hat eine einstellbare Anzugverzögerung, welche gleich der Abfallverzögerung für den Ausgang 3 (Precharge) ist. Der Meldekontakt kann invertiert werden.

Bei Versorgung über den "BAT" – Eingang 15-80V – ist die Gesamtstromaufnahme begrenzt bei max. 2A!

Versorgungsspannung

Das BMS kann alternativ – nicht gleichzeitig! - auf zwei Arten mit Betriebsspannung versorgt werden.

Variante 1: An den Anschlüssen V-Batt / 12VDC wird eine abgesicherte, stabilisierte 12V Gleichspannung angelegt. Die Strombelastbarkeit dieser Spannungsquelle muss größer 500mA + der Summe der jeweiligen Stromaufnahme der an den Ausgängen angeschlossenen Lasten sein. Eine Stabilisierung (keine Spannungsschwankungen) ist wichtig, da auch der Stromsensor davon versorgt wird und damit auch der Analogwert der Messung schwanken würde.

Der 12V Eingang ist nicht gegen Verpolung geschützt!

Variante 2: An den Anschlüssen V-Batt / 15-80VDC wird eine abgesicherte Gleichspannung zwischen 15V und 80 V angelegt. Dies kann z.B. die zu überwachende Batterie sein.
Dieser Eingang ist gegen Verpolung geschützt!
Die Spannungsquelle sollte eine Leistung in Höhe von 5 Watt + dem Leistungsbedarf der Summe der an den Ausgängen angeschlossenen Lasten bereitstellen können.
Bei dieser Variante der Versorgung steht am Anschluss V-Batt / 12 VDC eine stabilisierte Gleichspannung 12V zur Verfügung.

Die komplette Stromaufnahme (BMS + Stromwandler = 500mA + Haltestrom der Schütze an den Ausgängen + Stromentnahme am 12VDC Anschluss) darf 2,0A nicht überschreiten! Es sind zudem die Anzugströme von angeschlossenen Schützen an den Ausgängen zu beachten!

Micro SD – Speicherkarte

Der Steckplatz für die MicroSD – Karte kann mit einer in FAT32 formatierten Karte bis zu einer Größe von 2TB bestückt werden. In zukünftigen Versionen der Firmware können damit Konfigurationsdaten eingelesen & gesichert, Firmwareupgrades durchgeführt und Historiendaten geschrieben werden.

WEB – Interface

Die komplette Konfiguration kann über das vom X-Master-BMS per Netzwerk zur verfügung gestellte WEB - Interface vorgenommen werden.
Es wird keine externe Software / APP benötigt!
Zudem sind mit entsprechenden Nutzerrechten „Over the Air“ oder „Drag & Drop“ – Updates der Firmware möglich - ebenso Down - & Upload des Parametersatzes. Die Benutzerverwaltung umfasst 3 Ebenen (Rollen) für Endnutzer mit jeweils einem voreingestellten Nutzer im Auslieferungszustand. Die Anzahl der der Nutzer ist nicht limitiert.
Das "Responsive Design" paßt sich der Bilschirmgröße des aufrufenden Clients an (PC, Tablet, Smartphone). Gleich auf der Startseite sind in der Übersicht alle relevanten System-Statusdaten zugänglich. Zudem sind die Daten jeder einzelnen Batterie (CSE) am X-Master-BMS mit Livewerten abrufbar - so kann die z.B. die Spannung jeder einzelne Zelle aufgerufen werden.

Display – Lösungen

Folgende HMI Lösungen sind möglich / geplant:

Visualisierung über Webserver
spezielle WEB – Seite zur Visualisierung des Status für Mobilgeräte -> z.B. im Fahrzeug (in Arbeit)
Display mit Touchscreen für Schaltafelmontage / UP – Einbau per WLAN (in Arbeit)

Technische Daten

Elektronik

Prozessor:              2 x 32bit Dualcore CPU's mit 180Mhz und 240Mhz Takt
Versorgungsspannung:    entweder 12VDC oder 15-80VDC
Aufnahmeleistung:       ca. 5W + angeschlossene Verbraucher
Digitalausgänge:        je 2A, bei Versorgung 12VDC in Summe max. 2A
Ethernet:               100Mbit über RJ45
WiFi:                   802.11 b/g/n (802.11n bis zu 150 Mbps) 2,4 GHz ~ 2,5 GHz
CAN:                    je  15kBaud – 1MBaud, CAN 2.0A & CAN 2.0B
Maße:                   siehe Skizze

Maße & Befestigung

ToDO:Zeichnung / Bild