Strombegrenzung für 12V-Versorgungsakku "in beide Richtungen" Im Unterforum Projekte im Selbstbau - Beschreibung: Selbstbau von Elektronik und Elektro
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Strombegrenzung für 12V-Versorgungsakku "in beide Richtungen" Suche nach: strombegrenzung (1634) |
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BID = 622140
FNW Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Saarbrücken
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Hallo Elektronik-Bastel-Gemeinde !
Nach längerem Suchen im Web habe ich leider keine optimale Lösung für mein Problem gefunden. Allerdings wurden hier schon mehrfach in gewisser Weise ähnliche Probleme diskutiert, daher hoffe ich auf nützliche Antworten zu meinem Projekt unter euch Elektronikexperten.
Also: Ich suche nach einer möglichst simplen (1 Bauteil ?) Möglichkeit, den (Lade- / Entlade-) Strom eines 12V-Akkus zu begrenzen. Es geht in gewisser Weise um eine "Wohnmobilaufgabe":
Ich möchte mit dem Strom der "Lichtmaschine" (in meinem konkreten Fall ist dies der 1 kW DC/DC-Wandler eines Toyota Prius mit sehr stabiler Spannung) neben der Fahrzeugbatterie einen weiteren (Versorgungs)Akku laden, dabei allerdings die "Lichtmaschine" (also den DC/DC-Wandler) nicht unnötig stark belasten. Natürlich könnte ich auch einfach ein Lichtmaschine-zu-Batterie-Ladegerät (z.B. Sterling AB1280) verwenden, allerdings ist mir hierbei der doch recht hohe Ladestrom (beim genannten Gerät 80A - alle anderen Sterling-Geräte sind noch "dicker") ein Dorn im Auge.
Meine Frage lautet demnach: Gibt es ein (Fertig)Bauteil, dass den Strom in den Akku (Ladefall) und aus dem Akku (z.B. Starten des Motors) auf einen Maximalwert begrenzt, also in gewisser Weise eine "bidirektionale" Strombegrenzung ?
In meinem konkreten Fall würde ich den maximalen Stromfluss vom und zum Akku gerne auf ca. 40 A bei 12-15V (Spannung variiert erfahrungsgemäß je nach Lichtmaschinenregelung) begrenzen, um den teuren DC/DC-Wandler des Hybridautos nicht zu überlasten. Da beim Prius kein konventioneller Anlasser betrieben werden muss, reichen auch die maximal 40 A Entladestrom - das habe ich bereits in einschlägigen Autoforen als gesicherte Erkenntnis in Erfahrung gebracht. Zudem ist zum Laden der beiden Akkus aufgrund der guten Steuerung des DC/DC-Wandlers durch die Fahrzeugelektronik keine weitere Ladeelektronik erforderlich.
Wer hat für mein Vorhaben eine Idee - bevorzugt ohne größere (> 5%) Verluste ? Wäre ein bestimmter PowerFET / MOSFET für diesen Zweck denkbar ? Ich möchte nach Möglichkeit NICHT in die KFZ-Elektronik eingreifen, sondern lediglich einen weiteren Akku parallel zum bordeigenen "schonend" laden.
Ich freue mich über jede Art von konstruktiver Antwort
FNW |
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BID = 622144
dirk-cebu Gesprächig
Beiträge: 118 Wohnort: Cebu
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Hallo Autobastler! Seit 14.54 Uhr Mitglied und 59 min. später schon die Forenregeln vergessen oder gar nicht erst gelesen?
Ich sage nur:
DREI !!! |
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BID = 622148
FNW Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Saarbrücken
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Ich habe die Regeln durchaus gelesen und denke, dass die folgende Passage durchaus meinen Post gestattet:
Fragen zu Umbauten an Fahrzeugen, die den Vorschriften der StVZO unterliegen, werden nur beantwortet, wenn aus der Fragestellung hervorgeht, dass die o.g. Bestimmungen nicht verletzt werden. Andere Anfragen werden ebenfalls kommentarlos gelöscht.
Oder gehe ich falsch in der Annahme, dass das Laden eines zweiten Akkus parallel zur Bordbatterie den Regeln der StVZO widerspricht...? Demnach dürfte kein Wohnmobil eine offizielle Straßenzulassung besitzen, da hier genau das Gleiche passiert, was ich in meinem PKW zu realisieren versuche. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ich zwischen die "Lichtmaschine" (die in meinem Fall gar keine ist, sondern lediglich ein Kabelpaar mit überwachter und stabilisierter Spannung eines DC/DC-Wandlers) und die Akkus eine Strombegrenzung einbauen möchte. Folglich würde das Ganze hierdurch sogar "sicherer", da selbst im Kurzschlussfall weniger Strom fließen würde als im "normalen" Auto (ohne Begrenzung).
Daher frage ich mich, welcher Teil meines Vorhabens genau gegen die StVZO verstoßen soll ? *wunder*
Ich greife praktisch NICHT in die KFZ-Elektronik ein, sondern baue nur eine Art "Sicherung" in die Kabel ein, die zu den Akkus führen.
Wenn hier generell absolut keine KFZ-Diskussionen zulässig sind, wäre eine entsprechend "strenge" Anpassung der Regeln wünschenwert - in diesem Fall hätte ich hier nicht angefragt.
Auch auf die Gefahr hin, dass dieser Eintrag gelöscht wird, Frage ich dennoch nochmal die Elektronik-Gemeinde, ob sich mein Vorhaben mit möglichst geringem Aufwand realisieren lässt.
FNW
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BID = 622189
Murray Inventar
Beiträge: 4859
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Zitat :
FNW hat am 20 Jul 2009 16:53 geschrieben :
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Ich greife praktisch NICHT in die KFZ-Elektronik ein, sondern baue nur eine Art "Sicherung" in die Kabel ein, die zu den Akkus führen.
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Grrr, doch genau das machst du
Erläuter doch mal was dabei rauskommen soll?
In der Technik stecken schon unzählige Ingenieurstunden, was soll das Gepfusche mit einem extra Akku? Wenn das sinnvoll wäre hätten sie gleich einen stärkeren genommen
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BID = 622202
Ltof Inventar
Beiträge: 9334 Wohnort: Hommingberg
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Zitat :
FNW hat am 20 Jul 2009 16:53 geschrieben :
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...Demnach dürfte kein Wohnmobil eine offizielle Straßenzulassung besitzen, da hier genau das Gleiche passiert...
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Dann mach das doch so, wie es in Wohnmobilen gemacht wird. Dort gibt es keinen DC/DC-Wandler und keine selbstgemachte Strombegrenzung, die unbekanntes Verhalten zeigt. Und es gibt dort eine klare Trennung zwischen KFZ-Netz und Bordnetz.
Das Argument "die dürfen das auch - bei mir ist es nur ein wenig anders" - zieht hier nicht. Du hast noch nichtmal geschrieben, was für Akkus zum Einsatz kommen, bzw. schon sind.
Worum geht es überhaupt? Was ist überhaupt das Problem bei den 80 Ampere? Hat dieser DC/DC-Wandler eine e-Nummer?
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
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BID = 622216
Mr.Ed Moderator
Beiträge: 36187 Wohnort: Recklinghausen
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Beim Prius bitte daran denken das das kein normales Auto sondern ein Hybridfahrzeug ist. Der Antriebsakku hat je nach Modell 201 oder 273V. Die Hilfsbatterie (12V) wird über einen Wandler (der besagte DC/DC-Wandler) aus der Hauptbatterie geladen sofern das Fahrzeug läuft, wobei "laufen" "Ready" im Display heißt, im Stand läuft ja kein Motor.
Dieser Hilfsakku muß lediglich bei abgestellten Fahrzeug einige Systeme wie die Uhr, Innenbeleuchtung, Radio am laufen halten, sowie den Bordcomputer beim booten versorgen. Danach übernimmt die Hauptbatterie und lädt diesen Hilfsakku wieder auf.
@FNW: Deine Strombegrenzung lässt sich nicht gefahrlos mit einem Bauteil (Widerstand) realisieren da dieses Bauteil dabei sehr heiß werden würde und einen Brand auslösen könnte.
Um das ganze sicher zu bekommen müßte man mit einem Schaltwandler arbeiten, nur so wäre auch deine Forderung nach geringen Verlusten realisierbar. Diese Schaltwandler können aber die Bordelektronik stören, und davon gibt es im Prius extrem viel.
Dieses Bauteil müßte auch eine e-Zulassung haben, ohne diese Zulassung dürftest du ein Fahrzeug mit diesem Teil nicht mehr auf öffentlichen Straßen fahren da die Zulassung erlischt. Das wird seit einigen Jahren von der EU aus Sicherheitsgründen gefordert und steht daher in der StVZo.
Was also gegen die StVZo Verstößt ist der Selbstbau da ein Selbstbau nunmal keine Zulassungsnummer bekommen kann.
Wofür soll das ganze denn überhaupt gut sein? Die Bordbatterie ist doch ausreichend groß.
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-=MR.ED=-
Anfragen bitte ins Forum, nicht per PM, Mail ICQ o.ä. So haben alle was davon und alle können helfen. Entsprechende Anfragen werden ignoriert.
Für Schäden und Folgeschäden an Geräten und/oder Personen übernehme ich keine Haftung.
Die Sicherheits- sowie die VDE Vorschriften sind zu beachten, im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mr.Ed am 20 Jul 2009 21:29 ]
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BID = 622303
FNW Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Saarbrücken
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@all
In Ordnung, ich habe verstanden, dass mein Thema hier unerwünscht ist. Es tut mir leid, dass ich die Forenregeln zu "weich" interpretiert habe, denn mir war tatsächlich nicht bewusst, dass meine Frage grundsätzlich gegen die StVZO verstößt.
@Mr.Ed
Vielen Dank für den einzigen wirklich konstruktiven Beitrag zu meiner Frage - trotz der "Illegalität". Mir ist durchaus vollkommen klar, dass kein Widerstand dieses Problem lösen kann (und soll), denn die Effizienz dieses Strombegrenzers wäre doch arg gering
Den einzig möglichen (= offiziell zulässigen) "Schaltwandler", den ich gefunden habe, ist der in meinem ersten Beitrag zitierte Lichtmaschinen-Batterie-Laderegeler, welcher leider in seiner kleinster Bauart auf 80 Ampere Ladestrom ausgelegt ist. Wie du korrekt erkannst hast, ist der Prius jedoch kein gewöhnliches Fahrzeug, weshalb ich bei derart hohen Strömen Angst um den DC/DC-Wandler habe, der normalerweise nur die kleine Bordbatterie nachlädt und laut Toyota auf maximal 1 kW Gesamtleistung (also auch für Licht, Radio & das gesamte Bordspannungsnetz) ausgelegt ist. Folglich würde ich gerne den Strom des Gesamtsystems (Bord- und Versorgungsakkus) in beide Richtungen (Ladung und Entladung) auf maximal 40 Ampere begrenzen, um den Wandler bei stark entladenen Akkus nicht für längere Zeit extremen Belastungen auszusetzen.
Da ich bis jetzt noch keine (offizielle oder inoffizielle) Alternative zum genannten 80-Ampere-Laderegler gefunden habe und hier leider kaum auf weitere konstruktive Beiträge hoffen kann, werde ich wohl weiter im Netz nach einer Lösung für mein Problem suchen. Vielleicht finde ich ja doch noch einen geeigneten MOSFET / PowerFET, der meinen Ansprüchen genügt.
Dennoch möchte ich an dieser Stelle allen dafür danken, dass mein Beitrag nicht sofort kommentarlos gelöscht wurde, sondern ich stattdessen auf den Fehler hingewiesen wurde. Ich finde es grundsätzlich immer besser, nicht einfach unkommentiert zu löschen, sondern dem Urheber die Chance zu geben, aus seinen Fehlern zu lernen.
In diesem Sinne weiterhin viel Spaß beim Basteln !
FNW
P.S.: Dieses Thema kann nun gerne geschlossen werden.
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BID = 622337
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Da ich bis jetzt noch keine (offizielle oder inoffizielle) Alternative zum genannten 80-Ampere-Laderegler gefunden habe und hier leider kaum auf weitere konstruktive Beiträge hoffen kann, werde ich wohl weiter im Netz nach einer Lösung für mein Problem suchen |
Du kannst dich ja gerne weiter damit beschäftigen, aber von einer derartigen Bastelei möchte ich dir, nicht nur aus den oben genannten juristischen Gründen, abraten.
Bedenke, dass du da mit Energien spielst, die andere Leute im Benzintank haben.
Das ist immer gefährlich und der unsachgemäße Umgang damit endet leicht in einer Katastrophe.
Mit einem Schaltplan ist es bei weitem nicht getan, denn wie üblich steckt der Teufel im Detail.
Schon ein einzige falsch ausgeführte Verschraubung oder ein um wenige Zentimeter falsch platziertes Bauteil kann dazu führen, dass das Ganze zum "flammenden Inferno" gerät. Das mussten auch Profis schon zur Kenntnis nehmen.
Nicht ein paar MOSFETs sind es, die kommerziell angebotene Geräte so teuer machen, sondern die entsprechenden Berechnungen, Tests, Dokumentationen, Neukonstruktionen und Freigaben.
Du würdest vermutlich auch niemanden raten, zur Kontrolle des Benzinstands, mit einem Feuerzeug in den Tank hineinzuleuchten, aber ganz ähnlich wäre es, wenn dir jemand sagen würde "nimm diesen und jenen Transistor, dazu noch ein paar Widerstände, löte das Ganze schön zusammen und fertig".
In der Praxis sind beim Auto funktionierende Bremsen eben wichtiger, als ein funktionierender Motor.
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BID = 622347
Ltof Inventar
Beiträge: 9334 Wohnort: Hommingberg
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Ich habe noch nicht verstanden, was gegen den 80A-Laderegler spricht, bzw. was der genau macht. Liefert der maximal 80A oder verträgt er maximal 80A. Mit 1kW liegt man ja schon bei ~80A.
Worauf das ganze Unterfangen abzielt, wurde auch noch nicht genannt.
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(Hanlon’s Razor)
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BID = 622379
FNW Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Saarbrücken
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Hallo nochmal !
Es scheint ja doch mehr Interesse an diesem Thema zu bestehen, als ich gedacht habe. Mittlerweile bin ich von der Idee, das Ganze irgendwie selbst zu basteln, auch komplett abgekommen, wobei ich nie wirklich davon überzeugt war, bei derart großen Strömen / Leistungen selbst den Lötkolben zu schwingen - noch dazu bei einer "kritischen" Anwendung (KFZ).
Mittlerweile wurde ich in einem anderen Forum auf die Idee gebracht, zwei Hochleistungs-Ladegeräte mit Strömen von ca. 20 A einzusetzen (z.B. diese hier: http://www.modellbau-franke.de/Hyperion-EOS-0720I-NET-250W-7S), welche auch sicher und zuverlässig im Auto betrieben werden können, allerdings eben keine Entladung mit ca. 40 A ermöglichen. Alternativ könnte ich die von mir angedachten 2x 100 Ah LiFePO4-Akkupacks auch in Reihe schalten und ein einzelnes 24V-Ladegerät verwenden; dann allerdings mit zwingendem Balancing der 8 Zellen (bei 4 LiFePO4 Zellen in Reihe nicht unbedingt erforderlich). Vorgeschlage wurde bislang dieses Modell mit leider nur maximal 12A, was ich jedoch als "Minimalstrom" noch akzeptieren könnte: http://www.pp-rc.de/SHOP/pulsar2p.htm
Folglich habe ich meinen Plan ein wenig "abgeschwächt" und würde mich mit einer ausschließlichen Ladelösung (bzw. einer simplen Ladestrombegrenzung, da eigentlich keine spezielle Ladeelektronik mehr notwenig ist - diese beinhaltet der DC/DC-Wandler des Prius ja bereits) zufrieden geben. Dabei würde die vorhandene (kleine) Bordbatterie nach wie vor (wie ab Werk vorgesehen) direkt am DC/DC-Wandler hängen und an diese wäre die Ladeelektronik für die großen Zusatzakkus gesichtert angeschlossen. Das wichtigste hierbei wäre, dass der Lader (welche Form / Bauteile er auch immer besitzen möge) automatisch startet, sobald die Zündung eingeschaltet wird. Bei Deaktivierung der Zündung würde ich die gesamte Ladeeinheit samt der dahinter befindlichen großen Akkus per entsprechend großzügig dimensioniertem (60 oder 100A) KFZ-Relais vom Bordnetz trennen, so dass hier nichts mehr passieren kann.
Mit einem gekauften "offiziellen" (also mit e-Zulassung versehenen) Ladegerät wäre ich somit auf der sicheren und wirkungsgradmäßig sicherlich auch auf der besseren Seite
Wer kennt also ein (Modellbau ?)Ladegerät mit Programm für Lithium-Eisenphosphat-Akkus mit entweder 12V und möglichst 40A (mit oder ohne Balancer) oder alternativ für 24V und ca. 20A sowie in diesem Fall zwingend mit Balanceranschlüssen für 8 Zellen ?
@Ltof
Das Problem bei 80A Ladestrom ist, dass der DC/DC-Wandler maximal für 1 kW ausgelegt ist und ich ungern eine Leistung in diesem Bereich dauerhaft (d.h. eventuell für mehrere Minuten, falls die Versorgungsakkus recht leer sein sollten) abrufen möchte, um die Lebensdauer nicht unnötig zu strapazieren. Der genannte Sterling-Lader ist leider stromtechnisch nicht regelbar, was bedeutet, dass er primärseitig auch 80A aufnimmt, sofern er der Meinung ist, dass der sekundärseitig angeschlossene Akku mit diesem Strom geladen werden kann (und bei LiFePO4-Akkus *wird* er dieser Meinung sein *g*).
Ich beabsichtige mit den ganzen Zusatzakkus einen 24V-Wechselrichter bis 2.5 kW Leistung zu betreiben, daher auch die enorme Akkudimension und die hochstrom- und zyklenfeste LiFePO4-Akkutechnik. Über Sinn oder Unsinn meines Vorhabens kann man natürlich streiten; es soll hier jedoch in erster Linie einfach nur um die technische Machbarkeit ohne Rücksicht auf Sinn und / oder Kosten gehen (eine Art Fallstudie).
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BID = 622388
powersupply Schreibmaschine
Beiträge: 2921 Wohnort: Schwobaländle
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Zitat :
| Das EOS 0720I NET kann mit 12- 24V versorgt werden |
Das wird ja wohl nix mit Anschliessen an der Bordbatterie.
Aber unter Umständen lässt sich ein Schaltnetzteil für Netzbetrieb ohne PFC an den genannten 200 - 270VDC betreiben so dass Du daran ein entsprechendes Ladegerät betreiben kannst.
powersupply
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BID = 622392
Ltof Inventar
Beiträge: 9334 Wohnort: Hommingberg
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Zitat :
FNW hat am 21 Jul 2009 16:27 geschrieben :
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Mit einem gekauften "offiziellen" (also mit e-Zulassung versehenen) Ladegerät wäre ich somit auf der sicheren und wirkungsgradmäßig sicherlich auch auf der besseren Seite
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Ich glaube nicht, dass der Lader eine e-Zulassung hat. Der darf vermutlich nicht während der Fahrt benutzt werden (wie viele Wechselrichter auch).
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
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BID = 622396
FNW Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Saarbrücken
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@powersupply
Was spricht denn bei einer Eingangsspannung von 12 bis 24 Volt gegen den Anschluss des Laders an die Bordbatterie ? *wunder* Da ich - wie oben erwähnt - ausschließlich beabsichtige bei eingeschalteter Zündung bzw. während der Fahrt zu laden, stehen dort immer ca. 13,8 bis 14V zur Verfügung (= Ladespannung des DC/DC-Wandler, bis ca. 85A belastbar und vergleichsweise stabil). Folglich wird sich das Ladegerät hierbei wie an einem stabilisierten Labornetzteil verhalten - oder übersehe ich da etwas ?
@Ltof
Hmm... Also mein zur Zeit verwendeter Trapez-Wechselrichter hat meines Wissens eine derartige Zulassung. Woran erkennt man das denn genau ? Gibt es eine ABE oder ein sonstiges Dokument, woraus hervorgeht, dass ein Gerät dieses Kennzeichen besitzt (abgesehen von irgendeinem Aufkleber / Aufdruck auf dem Gerät) ?
Im Zweifelsfall kann ich ja einfach beim Hersteller nachfragen und mir nach Möglichkeit ein Gerät besorgen, dass hierfür zugelassen ist. In Wohnmobilen gibt es ja ähnliche Regler, daher sollte diese Hürde nicht die größte sein...
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BID = 622399
Ltof Inventar
Beiträge: 9334 Wohnort: Hommingberg
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BID = 622416
powersupply Schreibmaschine
Beiträge: 2921 Wohnort: Schwobaländle
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Zitat :
FNW hat am 21 Jul 2009 17:57 geschrieben :
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@powersupply
Was spricht denn bei einer Eingangsspannung von 12 bis 24 Volt gegen den Anschluss des Laders an die Bordbatterie ? *wunder* Da ich - wie oben erwähnt - ausschließlich beabsichtige bei eingeschalteter Zündung bzw. während der Fahrt zu laden, stehen dort immer ca. 13,8 bis 14V zur Verfügung (= Ladespannung des DC/DC-Wandler, bis ca. 85A belastbar und vergleichsweise stabil). Folglich wird sich das Ladegerät hierbei wie an einem stabilisierten Labornetzteil verhalten - oder übersehe ich da etwas ?
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Hallo
Mein geschriebsel bezog sich auf die Zwischenkreisspannung des Hybridantriebes.
Für 12V dürfte im Prinzip nichts dagegen sprechen.
Bedenke aber, dass ein Akkuschnelllader wie der von Dir gezeigte erhebliche Rückwirkungen auf das 12 Bordnetz haben kann. Und die sind absolut nicht zu unterschätzen!
Bestes Beispiel ein, allerdings einfacherer Modellbauschnelllader den ich an die Zigarettenanzünderbuchse meines damaligen Benz angesteckt hatte(im Stand) bewirkte, dass die abschaltbaren verbraucher selbst bei abgezogenem Zündschlüssel nicht mehr von der Batterie getrennt wurden
Was das Ladegerät sonst noch für ungereimtheiten im Bordnetz anrichtete kann ich nicht sagen, da ich dieses nur im Stand bei ausgeschaltetem Motor betrieben habe.
Das ganze trat sogar trotz einbau eines 10000µF großen Elkos den ich wegen dem Betrieb am Labornetzgerät benötigte.
powersupply
[ Diese Nachricht wurde geändert von: powersupply am 21 Jul 2009 19:13 ]
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