8. Parallele Schaltung von Lynx Smart BMS
8.1. Einführung
Durch die Kombination mehrerer Lynx Smart BMS und Lynx Smart BMS NG mit den zugehörigen Batterien kann eine parallele redundante Batteriebank erstellt werden. Mit dieser innovativen Funktion werden Lithium-Batterie-Systeme erheblich verbessert, indem die maximale Speicherkapazität vervielfacht und höhere Stromstärken unterstützt werden. Noch wichtiger ist, dass es eine Redundanz einführt, wodurch sichergestellt wird, dass das System auch bei Ausfall einer Batteriebank betriebsbereit bleibt. Diese Redundanz ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer fortlaufenden Stromversorgung und des Betriebs.
Hauptmerkmale
Erhöhte Kapazität und Redundanz: Durch die Parallelschaltung von Batteriebänken kann das System höhere Stromstärken bewältigen und bleibt auch dann betriebsbereit, wenn eine Batteriebank ausfällt.
Erweiterte Kompatibilität: In diesen Konfigurationen können analoge Lynx Smart BMS-Geräte mit Lynx Smart BMS NG-Geräten gemischt werden, wodurch Systeme möglich werden, in denen Batteriebanken mit Lithium Smart- und Lithium NG-Batterien kombiniert werden. Es dürfen jedoch nur Lynx Smart BMS-Geräte mit demselben Nennstrom parallel geschaltet werden (z. B. 500 A + 500 A oder 1000 A + 1000 A, aber nicht 500 A + 1000 A).
Automatische Fehlerbehandlung: Falls bei einer Batteriebank ein Fehler auftritt, wird sie abgeschaltet, während die übrigen Batterien weiterhin funktionieren. Dies gewährleistet eine fortlaufende Stromversorgung und reduziert das Risiko einer Systemabschaltung.
Verbesserte Überwachung: Das System bietet eine detaillierte Übersicht über alle angeschlossenen und nicht angeschlossenen Batterien in der GX-Geräteliste und ermöglicht so eine umfassende Überwachung und Diagnose.
Nahtloser Wiederanschluss: Wenn ein abgeklemmtes BMS anschlussbereit ist, schaltet es die Batteriebank sicher wieder ein, ohne dabei erhebliche Stromstöße zu verursachen.
Automatische Integration von neuen Batteriebänken: Keine Konfiguration erforderlich.
Wie funktioniert es?
Wenn das GX-Gerät mehrere Batteriebänke mit der gleichen VE.Can-Instanz erkennt, behandelt das GX-Gerät diese als BMS, die alle an den gleichen DC-Bus angeschlossen sind.
Wenn zwei oder mehr BMS angeschlossen sind, bilden sie ein „virtuelles“ Batteriesystem, das als zusätzliches Einzelgerät in der GX-Geräteliste angezeigt wird. Das virtuelle Batteriesystem verhält sich wie eine normale Batteriebank mit sämtlichen Funktionen, genau wie eine physische Batteriebank. DVCC wählt diese Batteriebank automatisch aus.
Wenn Sie ein BMS an ein bereits in Betrieb befindliches System anschließen, hängt die zulässige Spannungsdifferenz vor dem Schließen des Schützes von der Kapazität der bereits in Betrieb befindlichen Batteriebänke ab; je höher die Kapazität, desto geringer ist die zulässige Spannungsdifferenz. Erst wenn die Differenz innerhalb akzeptabler Grenzwerte liegt, wird die neue Batteriebank angeschlossen.
Der Kontaktstatus von ATC/ATD & Lichtmaschine mit ATC-Modus wird synchronisiert.
Wenn in einer der Batteriebänke eine niedrige Zellspannung auftritt, öffnet das zugehörige BMS sein Schütz sofort (nach ein paar Sekunden), anstatt die normale Verzögerungssequenz zu durchlaufen, um eine unnötige weitere Entladung des Batteriespeichers zu verhindern. Alle anderen BMS bleiben betriebsbereit.
8.2. Anforderungen und Einschränkungen
In diesem Abschnitt werden die Anforderungen und Einschränkungen für den Betrieb eines Batteriesystems mit mehreren Lynx Smart BMS aufgeführt.
Anforderungen:
Jedes Lynx Smart BMS im System benötigt mindestens die Firmware v1.11.
Ein GX-Gerät mit Firmware 3.40 oder höher.
Einschränkungen:
Es dürfen nur Lynx Smart BMS-Geräte mit demselben Nennstrom parallel geschaltet werden (z. B. 500 A + 500 A oder 1000 A + 1000 A, aber nicht 500 A + 1000 A). Die analogen Lynx Smart BMS-Geräte können mit den Lynx Smart BMS NG-Geräten gemischt werden.
Für Systeme mit mehreren Lynx Smart BMS-Geräten, die an dasselbe VE.Can-Netzwerk angeschlossen, aber nicht Teil einer parallelen redundanten Batteriebank sind, verwenden Sie das GX-Gerät und gehen Sie zu Einstellungen → Dienste → [entsprechender VE.Can-Anschluss], um jedem Gerät eine eindeutige VE.Can-Instanz zuzuweisen. Das GX-Gerät behandelt BMS mit derselben VE.Can-Instanz als Teil der neu erstellten virtuellen Batteriebank.
Der Gesamtgrenzwert für den Strom ist immer die Summe der Grenzwerte aller aktiven BMS. Wenn ein BMS aufgrund eines Fehlers die Verbindung unterbricht, sinkt die gesamte Stromaufnahmekapazität des Systems entsprechend.
8.3. Elektrische Verbindungen
Die BMS- und Distributor-Anschlüsse des Lynx Smart BMS sind batteriebankbezogen und können wie üblich angeschlossen werden.
Allerdings gibt es bei der Installation einige Besonderheiten zu beachten. Diese sind wie folgt:
Um eine fortlaufende Stromversorgung des GX-Geräts sicherzustellen, verkabeln Sie die AUX-Anschlüsse aller BMS parallel. Diese Konfiguration stellt sicher, dass das GX-Gerät mit Strom versorgt wird, wenn ein BMS in den AUS-Modus wechselt oder für Wartungsarbeiten ausgeschaltet wird. Für jeden AUX-Ausgang ist eine Sperrdiode erforderlich. Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Schaltplänen.
Wir empfehlen, anstelle des werkseitig installierten Drahts einen Druckschalter mit Verriegelung (vorzugsweise mit LED) an die entsprechenden Anschlüsse zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten der BMS anzuschließen. Dies ermöglicht eine einfache Aktivierung/Deaktivierung jeder einzelnen Batteriebank. Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Schaltbildern.
Wir empfehlen außerdem die Installation eines akustischen Alarms, z. B. eines externen Summers, der an Relais 1 des GX-Geräts angeschlossen ist. Wenn Relais 1 als Alarm-Relais konfiguriert ist, ertönt der Summer im Falle einer Alarmsituation. Dieser Alarm kann direkt auf dem GX-Gerät bestätigt werden, wodurch der Alarmton gestoppt wird. Alternativ kann das Alarm-Relais mit dem Alarmsystem eines Bootes verbunden werden.
Wenn die ATC-Kontakte erforderlich sind, schließen Sie alle ATC-Kontakte parallel an. Die BMS folgen dem ATC-Status des jeweils anderen. Wenn ein BMS ATC deaktiviert, tun die anderen das Gleiche.
Wenn der ATD-Kontakt erforderlich ist, müssen Sie alle ATD-Kontakte parallel verkabeln, damit die Lasten betriebsbereit bleiben, wenn mindestens ein BMS unter Spannung steht.
Wenn eine Lichtmaschine mit ATC-Modus erforderlich ist, verkabeln Sie alle Relaiskontakte parallel. Solange mindestens eine Batteriebank angeschlossen ist, kann die Lichtmaschine in Betrieb sein.
Das folgende Schaltbild zeigt zwei Lynx Smart BMS NG-Geräte, die jeweils ihre eigene Batteriebank verwalten und parallel geschaltet sind. Das nachfolgende Diagramm bietet einen detaillierten Überblick über die Verkabelung, einschließlich der verriegelbaren Druckschalter mit integrierten LEDs, der Platzierung von Sperrdioden für den Fall, dass der AUX-Ausgang parallel verdrahtet werden muss, und des Anschlusses eines akustischen Alarms an Relais 1 des GX-Geräts. Beachten Sie, dass die meisten Tasten mit integrierten LEDs für eine Batteriespannung von 12 V oder 24 V ausgelegt sind. Bei Verwendung dieser Tasten in einem System mit einer Batteriebank mit 48 V ist ein zusätzlicher Ballastwiderstand erforderlich, wie in der Legende des Diagramms unter „B“ angegeben.
8.4. Überwachung und Steuerung
Die einzelnen BMS werden wie ein einziges BMS über das GX-Gerät oder VictronConnect überwacht und gesteuert, während das virtuelle BMS nur vom GX-Gerät aus überwacht werden kann. Wenn das GX-Gerät über eine Internetverbindung verfügt, werden die Parameter der einzelnen BMS und des virtuellen BMS auch an das VRM-Portal gesendet und können dort überwacht werden.
Das virtuelle BMS wird automatisch gesteuert, während die einzelnen BMS manuell gesteuert werden können (Ein, Standby, Aus). Außerdem ist es möglich, über das Gerätemenü einen individuellen Namen zu vergeben. |  |
Der Batteriemonitor des VRM zeigt immer die kombinierten Werte auf dem VRM-Dashboard an. Alle BMS-Parameter sind über Widgets im erweiterten VRM-Menü verfügbar. |  |
Wenn ein BMS eingeschaltet wird, prüft es die Spannungsdifferenz zwischen der Online-Batterie und der neu hinzugefügten Batterie. Er bleibt im Zustand „Ausstehend“, bis die Spannungsdifferenz klein genug ist, um das Schütz sicher zu schließen. Dieser Status wird in der Geräteliste für das jeweilige BMS angezeigt. Wenn sich ein BMS in diesem Zustand befindet, erscheint auf seiner Geräteseite auch ein Feld „Systemspannung“, das die Spannung des parallelen BMS anzeigt. |  |
Die Tabelle enthält die Parameter der einzelnen BMS und beschreibt die Methode zur Berechnung und Anzeige der kombinierten Werte für das virtuelle BMS.
Parameter | Kombiniertes Ergebnis in virtuellem BMS |
|---|---|
Ladespannungsbegrenzung (CVL) | Niedrigste Ladespannungsbegrenzung von BMS in Abhängigkeit vom Gerätezustand (Konstantstrom, Konstantspannung und Ladeerhaltung) |
Ladestrombegrenzung (CCL) | Summe aller Ladestrombegrenzungen |
Entladestrombegrenzung (DCL) | Summe aller Entladestrombegrenzungen |
Ladezustand (SoC) | Durchschnitt von Ladezustand gewichtet nach Kapazitätsanteil |
Kapazität (Ah) | Summe |
Restlaufzeit (TTG) | Durchschnitt aller BMS |
Batteriespannung | Durchschnitt |
Batteriestrom | Summe |
Batterie-Leistung | Summe |
Batterietemperatur | Maximum |
8.5. Häufig gestellte Fragen (FAQ)
In diesem Abschnitt werden häufig gestellte Fragen und Anliegen behandelt, damit Sie die parallele BMS-Funktion besser verstehen und nutzen können. Wenn Sie eine Fehlerbehebung durchführen, eine Funktion klären möchten oder nach Tipps zur Optimierung Ihrer Anwendung suchen, finden Sie hier einige hilfreiche Antworten. Falls Ihre Frage nicht beantwortet wird, schlagen Sie bitte in den ausführlichen Abschnitten dieses Handbuchs nach.
F: Was passiert, wenn ich zwei Banken habe, von denen die erste vollständig aufgeladen und die zweite leer ist, und ich beide BMS gleichzeitig aktiviere?
A: Beide BMS beginnen mit dem Vorladen. Das leere Gerät wird zuerst vollständig aufgeladen und dann verbunden. Das zweite BMS geht in den Wartezustand über und wartet darauf, dass die Spannungsdifferenz innerhalb der Grenzwerte liegt, d. h. es wartet darauf, dass die erste Bank auf einen ähnlichen Spannungswert aufgeladen wird.
F: Was passiert, wenn ich eine Bank vollständig aufgeladen und online habe und dann die zweite, leere Bank aktiviere?
A: Die zweite Bank geht in den Standby-Modus über und wartet darauf, dass die Spannungsdifferenz innerhalb der Grenzwerte liegt, d. h., dass die Online-Bank(en) sich auf eine ausreichend niedrige Spannung entladen.
F: Was passiert andersherum, wenn eine leere Bank online ist und eine vollständig aufgeladene Bank hinzugefügt wird?
A: Die vollständig geladene Bank geht in den Wartezustand über, bis der Grenzwert der Spannung erreicht ist, d. h. bis die leere Bank aufgeladen ist.
F: Was passiert, wenn die Kommunikation zwischen den BMS unterbrochen wird?
A: Es kommt darauf an, wo die Verbindung in der BMS-Kette unterbrochen wird. Stellen wir uns ein System mit zwei Batteriebänken vor, wie in der Abbildung unten gezeigt:
Ereignis | Verhalten | |
|---|---|---|
Kabel A ist abgeklemmt oder defekt | BMS 1: Das BMS gibt eine Warnung aus, dass die CAN-Verbindung unterbrochen wurde und arbeitet weiter als eigenständiges BMS BMS 2: Arbeitet weiterhin als eigenständiges BMS und hält die Kommunikation inkl. DVCC mit dem GX-Gerät aufrecht Virtuelles BMS: Bleibt auf dem GX-Gerät vorhanden und zeigt an, dass nur eine der beiden BMS angeschlossen ist |  |
Kabel B ist abgeklemmt oder defekt | BMS 1: Arbeitet parallel weiter, während die Kommunikation mit dem GX-Gerät unterbrochen ist BMS 2: Arbeitet parallel weiter, während die Kommunikation mit dem GX-Gerät unterbrochen ist Für beide BMS: DVCC funktioniert nicht, weil kein BMS mit dem GX-Gerät kommunizieren kann. Daher gilt nun der in den Ladegeräten definierte Ladealgorithmus Virtuelles BMS: Verschwindet aus der Geräteliste | |
Fehler in Batteriebank 1 oder 2 | BMS: Das BMS schaltet die defekte Batteriebank ab, während die anderen BMS weiterhin als eigenständige BMS funktionieren Die DVCC-Parameter (CCL, CVL und DCL) basieren auf der noch aktiven Batterie zum BMS | |
Ausfall der Stromversorgung in einem BMS | BMS: Das defekte BMS schaltet sich ab, während die anderen BMS als eigenständige BMS weiterarbeiten Die DVCC-Parameter (CCL, CVL und DCL) basieren auf der noch aktiven Batterie zum BMS |
F: Was geschieht, wenn in einer der Batteriebänke ein Fehler auftritt?
A: Siehe die Tabelle oben.
F: Was passiert, wenn die Stromversorgung in einem der BMS ausfällt?
A: Siehe die Tabelle oben.
F: Wie handhabt die Vorladeschaltung die Spannungsdifferenz beim Anschluss an ein bereits in Betrieb befindliches System?
A: Beim Anschluss an ein bereits in Betrieb befindliches System hängt die akzeptierte Spannungsdifferenz vor dem Schließen des Schützes von der festgestellten Kapazität der bereits in Betrieb befindlichen Batteriebänke ab.
F: Wie werden die Kontaktstatus von ATC, ATD und Lichtmaschine mit ATC-Modus über mehrere BMS verwaltet?
A: Der Kontaktstatus von ATC, ATD und Lichtmaschine mit ATC-Modus wird über alle BMS synchronisiert.
F: Was passiert, wenn die Spannung einer Zelle in einer der Batteriebänke zu niedrig sinkt?
A: Wenn die Spannung einer Zelle zu niedrig sinkt, öffnet das zugehörige BMS nach einigen Sekunden Verzögerung sein Schütz, um eine weitere Entladung zu verhindern, während die anderen BMS online bleiben.