Ich baue übrigens seit einigen Monaten an einem Batterie Management System für 14 in Serie geschaltete LiPo-Zellen. Jetzt, da das System endlich im Stadium des Prototyp 2 funktioniert, kann ich sagen das es ein ganz schön heises Eisen ist bei LiPo's.

Was bei dir aber genauso Probleme machen wird, wird sein, das du die einzelnen Batteriespannungen messen möchtest, wobei es eine vielfalt von Möglichkeiten gibt, die alle ihre Vor- und Nachteile haben.



Mit Spannungsteilern:

Vorteil:
- sehr einfach

Nachteile:
- genauigkeit lässt bei Messung der Batterien im oberen Spannungsbereich immer mehr nach.
- ungleichmäßige Belastung der Batterien

==> ganz einfach aber nicht sonderlich gut



Mit Differenzverstärkern:

Gute Möglichkeit für Batterien mit Spannungen bis maximal 30V bzw. 36V. Darüber hinaus wird die Beschaffbarkeit der OP's mit ausreichend hoher Betriebsspannung ein Problem.

Bei angestrebter Nutzung von OP's mit kleiner Betriebsspannung besteht das Problem das der Schaltungsaufwand stark ansteigt. Eine Variante die ich getsetet habe ist, das man jeweils eine kleine Schaltung an einer Zelle (bei dir Batterie) betreibt, die die Batteriespannung mit Hilfe eines OP's und eines Transistors auf einen Strom abbildet (Spannungsgesteuerte Stromquelle). Diesen Strom kann ma dann über einen Widerstand wider in eine Spannung wandeln, welche dann gemessen wird.

Vorteil:
- übersehbarer Schaltungsaufwand
- gute beschaffbarkeit der benötigten Bauteile

Nachteil:
- ungleichmäßige Belastung der Zellen

==> nicht ganz so einfach, aber gut beschaffbare Bauteile. Ungleiche Zellenbelastung kann zu Problemen führen, besonders bei kleinen Batterien.



Schaltmatrix mit Relais und potentielgetrennter Messung:

Umschaltmatrix mit Relais, ein AD-Wandler mit Potentialfreier Versorgung und Anbindung an den Controller.

Vorteile:
- einfache Umschaltmatrix
- keine ungleichmäßige Belastung der Zellen / Batterien

Nachteile:
- großer Energiebedarf für die Relais
- Mechanische kontakte können vibrationsprobleme aufweisen
- relativ aufwendige Messschaltung
- nicht ganz so billig



Schaltmatrix mit Optomos-Relais und potentialgetrennter Messung:

Umschaltmatrix mit Optomos-Relais, ein AD-Wandler mit Potentialfreier Versorgung und Anbindung an den Controller, wie auch schon zuvor.

Vorteile:
- einfache Umschaltmatrix
- keine ungleichmäßige Belastung der Zellen / Batterien
- geringerer Energiebedarf wie bei mechanischen Relais
- keine Vibrationsprobleme mit mechanischen Kontakten

Nachteile:
- nur für kleine Ströme sinnvoll (wenn nur zur Messung gedacht auf jeden Fall sinnvoll)
- relativ aufwendige Messschaltung
- nicht ganz so billig

Optomos-Relais sind günstig bei Pollin zu beziehen (AQV257)



Schaltmatrix mit Mosfets und potentialgetrennter Messung:

Umschaltmatrix mit Mosfets (potentialfrei angesteuert), ein AD-Wandler mit Potentialfreier Versorgung und Anbindung an den Controller, wie auch schon zuvor.

Vorteile:
- keine ungleichmäßige Belastung der Zellen / Batterien
- sehr kleiner Energiebedarf
- keine Vibrationsprobleme mit mechanischen Kontakten
- je nach verwendeten Mosfets auch für große Ströme geeignet

Nachteile:
- aufwendige Schaltmatrix
- relativ aufwendige Messschaltung
- nicht ganz so billig
- sehr kleine ungleichmäßige belastung der Zellen / Batterien

==> meine Wahl, da ich relativ große Zellen habe und ich die 4A Symmetrierschaltung nur einmal aufbauen wollte. Diese wird bei mir dann auch jeweils über die Schaltmatrix an die jeweilige Zelle angelegt.

Ungewollte Entladungen der Zellen sind bei mir übrigens keine mehr vorhanden, sobald ich alle FET-Switches öffne. Das heist, das die Zellen auch bei längerer Nichtbenutzung der Batterie nicht weiter durch meine Schaltungen entladen werden.

Gruß, Volker