Entwicklung einer Batterie mit integriertem BMS
Zusammenfassung
Unser Roboter verwendet 6-Zellen LiFePo Akkus, allerdings ist die Überwachung der Zellspannung bisher sehr simpel und löst im Fehlerfall nur einen Pieper aus. Weder Ladezustand noch Gesundheit werden überwacht und es gibt auch kein Cell Balancing. Das Ziel ist die Batterie intelligent zu machen, sodass wir eine bessere Idee haben wie lange unser Roboter durchhält und auch den Alterungsprozess der Zellen im Blick behalten können.
Aufgabenstellung
Wir haben bereits ein Konzept wie die neue Batterie aufgebaut sein könnte. Die Aufgabenstellung lässt sich also grob folgendermaßen zusammenfassen:
- Auswahl eines geeigneten BMS IC und Abschätzung des Programmieraufwands
- Schaltplan für eine Testplatine zur Qualifikation des ausgewählten Bauteils
- Layout einer 4-Layer Platine in Kicad, Herausforderungen dabei sind die Anforderungen an Größe, EM-Verträglichkeit und vor allem Stromfestigkeit
- Aufbau der gefertigten Platine, inklusive Test unter Last
Um die Aufgaben zu erfüllen sind Grundkenntnisse der Schaltungstechnik und Erfahrungen mit PCB-Design von großem Vorteil. Die Komplexität dieses Projekts ist allerdings nicht so hoch, dass nicht auch Anfänger eine Chance haben, es erfolgreich abzuschließen.
Geplante Kenndaten
- Sechs LiFePo Zellen
- 25A Ausgangsstrom
- Option: Sicherung für Kurzschlussschutz und Soft-Start
- Über/Unterspannungsschutz für jede Zelle
- Ladestandsschätzung für jede Zelle
- Schätzung der Zellgesundheit
- CAN-Interface
- Tiefschlaffunktion für Lagerung