Smart Balancing Control System (BMS)
1. 系統目標
建立一套自動化電池平衡控制系統，依據電壓差（DeltaV）與運行模式，自動執行 Passive / Active balancing，以達成電池一致性與收斂。
2. 核心控制參數
| 參數 | 說明 |
|---|---|
| DeltaV | max(cell voltage) - min(cell voltage) |
| Threshold | 5mV (0.005V) |
| Passive Timeout | 180 秒 |
| Active Timeout | 180 秒 |
| Active Switch Interval | 30 秒 |
| Rest Time | 30 秒 |
3. 模式（Modes）
3.1 PASSIVE_FIRST
PASSIVE → ACTIVE → REST → LOOP
3.2 ACTIVE_FIRST
ACTIVE → PASSIVE → REST → LOOP
3.3 CONCURRENT
PASSIVE + ACTIVE → REST → LOOP
4. 啟動與停止條件
啟動條件
- DeltaV > 5mV → 啟動智能監控
停止條件
- DeltaV < 5mV → 結束（IDLE）
5. 狀態機（State Machine）
系統以狀態機控制流程：
- IDLE
- PASSIVE
- ACTIVE
- CONCURRENT
- REST
所有控制行為必須由 phase 驅動，不允許分散 if-else 控制。
6. PASSIVE BALANCE
行為
- 開啟所有 pack 的 passive balancing
停止條件（任一成立）
- DeltaV ≤ 5mV
- 執行時間 ≥ 180 秒
結束後
- 依模式切換至 ACTIVE 或 REST
7. ACTIVE BALANCE
7.1 目標
將低電壓 pack 拉升至平均電壓（avg voltage）
7.2 計算方式
- avg_v = 所有 pack 電壓平均值
- target_pack = 各區（A / B）最低電壓 pack
7.3 分區定義
- A 區：pack 1 ~ 5
- B 區：pack 6 ~ 10
7.4 執行策略
每 30 秒執行一次 target 切換：
- 找出 A 區最低電壓 pack → 充電
- 找出 B 區最低電壓 pack → 充電
7.5 單一 pack 停止條件
- 該 pack 電壓 ≥ avg_v
- 或已執行 30 秒
7.6 全局停止條件
- DeltaV ≤ 5mV
- 或總執行時間 ≥ 180 秒
7.7 結束行為
- 關閉所有 active balancing
- 進入下一階段（PASSIVE 或 REST）
8. CONCURRENT 模式
行為
- Passive 與 Active 同時執行
啟動條件
- DeltaV > 5mV
停止條件
- DeltaV ≤ 5mV
- 或 180 秒
9. REST（休息階段）
行為
- 關閉所有 balancing（Active + Passive）
持續時間
- 30 秒
結束後
- 回到 IDLE
- 重新判斷 DeltaV
10. 循環邏輯
REST → IDLE → 判斷 DeltaV → 重新進入模式
11. 系統設計關鍵
11.1 必須使用狀態機
避免邏輯分散與不可控行為
11.2 Active 必須有時間片（30 秒）
避免每個 loop 切換 target（防止震盪）
11.3 Passive 為持續行為
不可使用 interval trigger（避免錯誤開關）
11.4 非同步設計原則
- 使用單一 smart_monitor_loop 控制
- 所有 coroutine 必須 await
- 不允許跨 event loop
- 避免多 task 同時控制硬體
12. 建議優化（強烈建議）
12.1 Hysteresis（防抖動）
- 啟動：DeltaV > 5mV
- 停止：DeltaV < 3mV
12.2 Target Lock（避免震盪）
- Active target 在 30 秒內不可變更
12.3 硬體保護
- 確認 CONCURRENT 模式硬體允許
- 防止 Active / Passive 衝突
- 控制切換頻率
13. 系統總結
本系統為一套：
State-driven + Time-sliced + Condition-triggered 的電池平衡控制系統
具備：
- 模式切換能力
- 時間控制機制
- 電壓收斂策略
- 自動循環運行能力
14. 未來擴展方向
- SOC-based balancing
- 溫度權重控制
- 動態 DeltaV threshold
- 預測式 / AI balancing
- InfluxDB 行為分析與優化