Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Batterie Ladegeräte
trimx

Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von trimx »

Hi Da ihr mir sehr sehr gut bisher mit meinen Roller weiter helfen konntet wollte ich mal ein Projekt hier vorstellen was ich dann Umsetzen werden und euer Go bekommen

Und zwar habe ich unter dem sitz Platz für meine 50 Ah Akku plus Platz für den lader momentan habe ich das gestet mit 230v Wechselrichter 600 watt und einen 60 Volt Laderegler,.

Das ist Natürlich sehr unefficent da Große verluste mit Verbunden sind Verlust bei 12v - 230v und 230 - 60volt haben werde Die lösung ist für mich eine DC/DC Connverter kaufen gehäuse bauen und folgendes Verbauen:

http://www.ebay.de/itm/Boost-DC-DC-Conv ... 1c36e81676

Und Um die akku nicht Tot zu machen:

http://www.ebay.de/itm/NEU-KEMO-BATTERI ... 2302380c6d

Und villeicht auf das Gehäuse: http://www.ebay.de/itm/Voltmeter-0-30v- ... 3ce6e1c96c

Dann sehe ich die Spannung immer :-)

Metall gehäuse drum Kaltgeräte stecker rann und fertig ?

Was meint ihr würd das gut Funktionieren ? Oder habe ich was vergessen ?

STW
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von STW »

Tja, das liebe Thema Range Extender ...

Produkt Link1:
Das Teil macht Eingangsspannung *10A, also bringt es in diesem Fall bestenfalls 130W. Das macht bei 60V nominal am Ausgang (also eher mehr als 70V) maximal 2A. Hierbei gehe ich von Maximalwerten laut Datenblatt, das dürfte in der Praxis noch etwas darunter liegen. Also es reicht, um die Beleuchtung und das Bremslicht, ggf. auch die Blinker zusätzlich zu versorgen. Die Verluste von max. 8% lassen wir mal außen vor in der Betrachtung.

Nun haben wir zweierlei oder mehr Probleme:
Der Roller nimmt sich an Leistung, was er kriegen kann, egal woher. Maßgeblich ist der Innenwiderstand der jeweiligen Spannungsquellen, also entweder Dein regulärer Akkublock oder aber Dein Range Extender. Wie letzterer es verkraftet, wenn mehr Leistung abverlangt wird, als am Eingang bereitsteht, steht etwas in den Sternen. Im besten Fall kracht die Ausgangsspannung zusammen, im schlimmeren Fall greift die Sicherung (Short Circuit Protection = Fuse). Laut Bild ist diese verlötet, d.h. ein Fehler arbeitet dann auch in Lötarbeiten aus.
Es sind von der Größe her recht überschaubare Elkso verbaut. Das läßt darauf schließen, dass es unter Last kräftig Schwankungen und/oder Oberwellen auf der Stromleitung geben kann. Es bleibt abzuwarten, was der Controller dazu sagt bzw. ob er das mit seinen Eingangskondensatoren weggefiltert bekommt.
Ich sehe am Ausgang keine Schutzdiode. Also ist es spannend, ob und wie der Spannungswandler reagiert, wenn am Ausgang 5 Akkublöcke hängen, aber primärseitig nichts angeschlossen ist. Im besten Fall passiert nichts, im schlechteren nuckelt der DC beständig an den Akkus, im ganz schlechten Fall quittiert er seinen Dienst wegen durchbrennender Bauteile.

Also: der Preis ist überschaubar (je nach Monatsgehalt), kann aber schnell verbrannt sein im wahrsten Sinne des Wortes. Interessant ist das Gerät eher für Leute, bei denen der DC-Konverter für die Beleuchtung abgeraucht ist oder zu wenig Spannung bringt, hier wäre ein gut justierbarer Ersatz für einen weiten Eingangsspannungsbereich, der auch noch ein Frontlicht mehr beleuchten könnte.
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trimx

Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von trimx »

Oje 2 Amper ist echt Mickrig also Müsste ich 3 Stück verbauen und alle Parell zur Leitung schalten und komme villeicht auf 6 Amper ? (24 % Verlust Autsch)
Test fahrt mit 230 volt wechselrichter und 5 Amper 50 volt Lader war schon ein erfolg :) (Aber hier Würd die Verlust leistung ins unendlich gehen) Aber würde gerne das so bauen das nur noch DC/DC Wandler das macht um die verluste einzu dämmen mit der sicherung und Löten wäre nicht so toll ^^

80% hat der wechselrichter komme ich fast auf die selben Verlustwerte also ohne ? ( 24% DC/DC) 40% Verlustleistung normal mm 16% Unterschied ^^

Gluehbert
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von Gluehbert »

24 % Verlust Autsch
... und ab dem 13. Boostconverter wird der Wirkungsgrad negativ?

Nein, es sind immer noch 8% Verlust, nur eben jetzt von 390 W statt von 130 W!

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gge
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von gge »

Hi,
lese hier gerade interessiert mit und..

...habe das Ding gerade fertig gebaut und getestet! Mit einem 600 W DC/DC Konverter mit
variabler Strombegrenzung. Eingangsspannung 12-80 V! Als Versorgungsakkus dienen 4 x 5 AH Lipos 2S2P.
Also Eingangsspannung ca.32 V Ausgang 56,6 V. Erste Tests habe ich mit einem Ladestrom von 15A (Primärseitig) locker absolviert. Zur Zeit benutze ich den Pack aber erst mal als "transportable Tankstelle" mit einer Ladestrombegrenzung von 8 A primärseitig wenn der Roller unter Aufsicht steht. Und das funktioniert seit 2 Wochen in Test's einwandfrei, ich selbst bin allerdings noch die Entladekontrolle! Wird bei mir direkt an die Ladebuchse angeschlossen.

Erste Fahrten mit angeschlossenem Akku und Wandler bei ungefähr 10 A (Primärseitig) ebenfalls absolviert. Wandler wird handwarm. Lipo's waren nach 15 Minuten leer. :lol: Allerdings nur 2 Stück in Serie und nicht alle vier.

Endausbaustufe geplant:

3 Lipos in Serie (Kapazität variabel) also Eingangsspannung ca. 45 V -> Ausgang 56,6 V, Einzelzellenüberwachung und Gesamtabschaltung aller Akkus wenn eine LiPo-Zelle unter 3,3 Volt fällt damit auch ohne Aufsicht "umgeladen" werden kann.

Primäres Ziel ist es allerdings nicht den Wandler ständig parallel zu lassen sondern eine transportable "Tankstelle" zu haben während der Roller tagsüber rumsteht ohne eine Lademöglichkeit zu haben. Weiterhin besteht damit im Notfall die Möglichkeit jede 12 V Autobatterie als Ladestation zu verwenden um doch noch nach Hause zu kommen wenn's mal eng wird der Reichweite. Der Wandler kostet ca. 20 $, also was soll's.

@STW Auch der im Link angegebene Wandler hat eine Strombegrenzung. Die Kunst ist nur die maximalen Ströme zu begrenzen, wenn die Eingangsspannung kleiner wird, sich also die Akkus entladen, steigt ja primärseitig der Strom und der darf in meinem Fall 16 A nicht überschreiten. Der Wandler, zumindestens der den ich einsetze hält die Ausgangsspannung und den eingestellten Strom konstant. Ich habe die Strombegrenzung bei meinen Wandler so eingestellt, dass er bei 26 Volt Eingangsspannung 8 A max. Primärstrom zieht. Das sind also sekundärseitig dann ca. 3,5-4 A Ladestrom für die Akkus. Genaue Messungen stehen aber noch aus.
Wichtig ist dann nur dass sich die Zusatzakkus selbst abschalten wenn sie leer sind sonst steigt der Eingangsstrom am Wandler theoretisch astronomisch an, zumindestens bis die Akkus dann endgültig platt sind.

Allerdings mit nur 12 Volt Eingangsspannung würde ich das Ganze kritisch sehen. Deshab ist meine geplante Eingangsspannung auch ca. 45 Volt! (3 x 14,4V Lipos in Serie). Ich denke je geringer der Spannungsboost desto sicherer wird die ganze Angelegenheit weil sich die Ströme nicht so drastisch verhalten.

mfg gge
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von STW »

Als Notlader hört sich das recht gut an, d.h. Dein Konzept würde da wohl aufgehen. Denkbar wäre die Verwendung von LiPo-Monitoren, deren LED-Signal greift man ab und unterbricht dann den Ladevorgang.
Aber Verständnisfrage: wenn Du den Primärseitig auf 8A begrenzt, sollte doch ein Ansteigen des Stroms ins Unermessliche unterbleiben - oder ist die Stromlimitierung nur wirksam bei der Startspannung der Primärquelle?

Die andere Option wäre - jetzt nur als erstes Gedankenspiel - eine Spannungsstützung der temperaturempfindlichen LiFePO4-Akkus (bei mir Vollausbau) in Winterzeiten mit ein oder zwei Bleiklötzen oder leichter aus dem Warmen zu transportieren Lithiumblöcken.
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von gge »

Hi,

@STW

Bei DC/DC Stepupwandlern lässt sich primärseitig nix begrenzen. Die Begrenzung kann nur Sekundärseitig gemacht werden - und daran liegt das Problem!
Der Strom der primärseitig (Boostereingang) fliesst hängt ab von der Spannung und dem eingestellten maximalen Ausgangsstrom im Verhältniss von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung. Bei den DC/DC Boostern wird davon ausgegangen das die Eingangsspannung konstant ist. Dies ist aber im Akkubetrieb nicht so.

Bei vollen Akkus habe ich ca.33 Volt Eingangsspannung bei leeren 26,4 V (Lipo). Das ist schon eine enorme Schwankung.
Durch die Spannungserhöhung (33V -> 56,6) habe ich ja am Eingang fast schon den doppelten Strom der sich mit fallender Eingangsspannung noch erhöht.
(mal vorrausgesetzt der Ausgang braucht die volle Leistung!)
Also muss ich dafür sorgen dass bei der kleinsten Eingangsspannung der maximale Eingangsstrom den der Booster noch verkraftet nicht überschritten wird.
Das sind bei mir 16A. Bei 56,6 V zu 26,4 V (leerer Lipo) ist das Verhältnis des Stroms schon mehr als doppelt so gross, also der maximale Ladestrom für den Fahrakku
ca. 7 A. Begrenze ich also den Ladestrom (Ausgangsstrom Booster) für den Akku auf 4 A bei 26,6V Eingangsspannung schwankt der Eingangsstrom bei Vollast um ca.25%
(Verhältnis volle Lipospannung (33V) /zu leerer Lippospannung (26,4V) also zwischen ca. 8-10 A, ohne das jetzt genau berechnen zu wollen.

Deswegen justiere ich den maximalen Ausgangstrom so dass bei 26,4 Volt nicht mehr als 6,5 A in den Eingang fliessen um bei den Test's nicht an die Limits zu kommen.
Der Ausgang liegt dann so bei 3A bei 56,6 V. Rein theoretisch geht da das Doppelte aber an das Limit werde ich mich gaaaanz langsam rantasten 8-)
Letztendlich muss hier je nach Eingangsspannung exakt kalibriert werden und es muss eine Spannungsuntergrenze festgelegt sein bei der sich der Booster abschaltet.
Bei Akkus ja sowieso spätestens wenn sie leer sind und anfangen Schaden zu nehmen. Es reicht also bei DC/DC Boostkonvertern nicht nur auf die maximale Leistung zu schauen sondern auf die maximalen Ströme (und Wirkungsgrade) bei unterschiedlichen Spannungshüben. Die Regel ist: Je geringer der Spannungshub desto besser für alles. Deshalb die Wahl im Endaufbau von 45 V -> 56,6 anzuheben und nicht von 12 V auf 56,6 V. Das bedeutet eine mehr als Vervierfachung des Eingangsstroms!

Ich hoffe das war einigermassen verständlich.

Und ja die Lipomonitore für die Überwachung sind bereits bestellt :D . Genau so wie du es beschrieben hast muss es sein: 1 Zelle unter 3,3 V -> Shut down des Wandlers über
ein Relais damit nichts aber auch gar nichts am Fahrakku hängt (ausser dem Controller natürlich). Überschlägig sollte es mit der Endkonfiguration möglich sein den Fahrakku
mit ca. 6-7 A (als ca. 400 Watt) zu unterstützen. Ob während der Fahrt oder in Fahrpausen zum Nachladenund und ob da Blei oder LifePo4 drin ist ist dann relativ egal.
Strom ist Strom.

Prinzipiell funkionierts auf jeden Fall. Habe den Fahrakku schon mehrfach unterwegs nachgeladen. Als 'Range Extender' taugen die 56,6V/5AH aber nicht wirklich was.
Aber zur Verminderung der Entladung meine Bleiaakus die jetzt knapp 10.000 km auf den Polen haben schon. Die freuen sich merklich wenn sie vor dem Supermarkt
oder der Kneipe ein kleine "Stromdusche" bekommen :D

mfg gge
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von gge »

@trimx

Hi, löse dich vielleicht mal von den 12V -> 60 V sondern nimm 3 kleinere Blei Gelakkus dann hast du 36 V und das mit den Strömen sieht schon viel freundlicher aus ;)


mfg gge

PS: DC/DC gibts hier:

http://www.prodctodc.com/600w-constant- ... HSA_xZUvkY

und die Sicherung ist NICHT verlötet sondern gesteckt :D.

Messgeräte gibts hier:
http://www.wonmeter.com/

Beide Shops sind ok und das was ich bisher qaulitativ gesehen habe auch.
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von STW »

OK, Stromlimitierung nur auf der Sekundärseite möglich.

Dann muß ich jetzt mal über ein "Winterkonzept" nachdenken.
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Re: Blei Akku Extender im Eigenbau Planung

Beitrag von gge »

@STW

Overcurrent protection: Yes (if the input exceeds 17A, automatically reduces the output voltage)

Nicht ganz, der Eingangsstrom bei dem DC/DC Konverter ist auf 17A limitiert, dann regelt er die Ausgangsspannung ab :mrgreen:
das hatte ich selbst übersehen. Er braucht dann aber wohl eine gute Kühlung. :D Aber das macht's noch interessanter.

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