Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Stromversorgung Modellschiffsdrohne 12V, 54A Parallelschalt
Fischerments
09.10.2009, 13:26
Hallo Community,
ich bin gerade etwas verunsichert zwecks meiner Stromversorgung,
Ich würde gerne 10Zellen Akkupacks (NiMh) parallel schalten. Ein Pack hat 12V, 9Ah.
6 Packs will ich parallel schalten, alle die gleiche Kapazität und das selbe Alter. Mir ist klar, dass ich "dicke Kabel benötigen werde.
ich bin nur gerade etwas verunsichert, ob ich so viele Packs überhaupt parallel schalten kann, ohne dass ein Schaden ensteht?
Geladen werden alle Packs einzelnd an 6 Prozessorgesteuerten Ladegeräte.
Viele liebe Grüße Benjamin
Besserwessi
09.10.2009, 14:04
Wenn man die Paks einzeln läd, hat man jedesmal beim Zusammenschalten ein kleines Problem. Es könnten kurze Zeit hohe Ausgleichsstörme fließen wenn man sie einfach so verbindet und ein Pack doch nicht voll ist, oder schon etwas länger liegt.
Wenn möglich sollte man die Akkus eher getrennt je nach Verbrauchern nutzen, und dann ggf. auch mehr Zellen in Reihe.
Woführ braucht man so viel Leistung / Kapazität ?
Fischerments
09.10.2009, 14:11
Für den Antrieb eines Modellboots brauche ich das. Das Boot sollte möglichst lange fahren können. LiPos sind mit der Kapazität warscheinlich zu teuer, oder? Bleigelakkus sind meines Wissens zu schwer, parallelschaltung auch nicht gut, oder?
Was kann ich machen, gibt es dafür einen AkkupackBallancer oder so was in der Art?
Fischerments
09.10.2009, 14:12
Geladen werden die Akkus mit 3A/h
Hallo!
@ Fischerments!
Theoretisch sollte man Akkus überhaupt nicht paralell schalten, aber praktisch wird es oft z.B. bei Starhilfe gemacht. Wenn es schon seien muss, würde ich empfehlen die Akkupacks nur einmal paralell verbinden und weiterhin als ein Akkupack behandeln (z.B. beim Laden).
Bei solcher Behandlung können die eventuelle Ausgleichströme nur einmal fliessen, da die Akkupaks trotz gleicher Kapazität und Alter, wegen innere Widerstände, nie identisch seien können.
MfG
Besserwessi
09.10.2009, 16:49
Wenn die Motoren noch nicht da sind, würed ich überlegen die Motoren für mehr Spannung auszulegen (z.B. 24 oder 36 V) das gibt oft weniger Verluste am Motortreiber und auch den Kohlen am Motor selber. Bei der Höheren Spannung ist es dann auch nicht mehr so schlimm, wenn man 0,5 V an einer Diode verliert.
Es müsste aber "dicke" Diode sein, weil 0,5 V x 54 A sind "nur" 27 W.
MfG
Beim Zusammenschalten kann man die einzelnen Akkupacks über einen kleinen Leistungswiderstand verbinden um die Ausgleichströme zu beschränken.
mfg
KingTobi
09.10.2009, 17:33
Du kannst über Dioden ein gegenseitiges Laden/Entladen verhindern.
Es gibt auch Dioden an denen deutlich weniger als 0,7V abfallen, aber ich komm grad nicht auf den Namen.
Fischerments
09.10.2009, 18:15
... also wäre die einfachste und wohlbekommendste Methode für Akku und Geldbeutel, die im entladene Zustand parallel zu Verbinden, dann mit einem Ladegerät aufzuladen und dann an den Verbraucher zu hängen, oder?
Wenn mein Ladegerät dann an die 12V mit 6 Ah ausspuckt, dauert das Laden ja auch nicht soo lange
Wenn ich die Packs parallel schalte, ist das beim Laden mit DELTA-PEAK ja kein Problem, oder? in welchen Pack wie viel rein geht, regelt sich ja selbst, wenn alle Akkus voll sind wird der Innenwiderstand groß und das Ladegerät schaltet sich selbst ab.
Ist diese Theorie richtig? Danke für eure zahlreichen Vorschläge.
Das mit der Diode habe ich nicht verstanden. Was würde so was kosten, bzw, was ist der Nachteil, wie viel gramm wiegt so ein Bauteil?
Ich komme aus dem Bereich Geoinformatik und entwickle in meiner Diplomarbeit ein Modellboot, welches über cm-Genaues GPS selbst steuern kann und dreidimensionale Modelle des Seebodens aufnimmt.
radbruch
09.10.2009, 18:32
Hallo
Bei einem Boot spielt das Gewicht wohl keine ausschlaggebende Rolle, deshalb von mir hier diese Idee: Schalte die Akkupacks einzeln auf den Antrieb. Die Steuerung wird dabei mit einer eigenen Versorgung gespeist und schaltet mit mehreren Relais ein Pack nach dem anderen auf den Antrieb. Die Spannung des aktuellen Packs wird von der Steuerung überwacht und bei Entladeschluss wird weitergeschaltet. Ähm, das setzt natürlich die Anwesenheit einer Art Steuerung vorraus...
Gruß
mic
Ja, alles was du geschrieben hast ist richtig und du kannst den Rest ruhig vergessen.
Viel Erfolg weiterhin! :)
MfG
KingTobi
09.10.2009, 18:40
So wie auf dem Bild hab ich das gemeint.
Wenn dann gehen auch als erstes die Dioden hoch und nicht die Akkus.
Besserwessi
09.10.2009, 19:46
Bei nur 12 V ist das mit den Dioden schon ein Problem. Der Strom verteilt sich allerdings auf mehrere Dioden, und es ist ja auch nicht gesagt dass so viel Strom gebraucht wird. 56 A bei 12 V sind immerhin über 600 W.
Wenn man mehr Spannung nimmt wird entsprechend der Strom kleiner.
Wenn einem der Verlust an Dioden zu groß ist, könnte man zusätzliche MOSFETS vorsehen und die passend Steuern, so das die FETs dioden mit kleinerer Spannun ersetzen. Die FETs werden nur dann angeschaltet, wenn die Spannung am Akku größer ist als die hinter den FETs. Nach einiger Zeit werden dann bei Belastung vermutlich alle Akkus aktive sein, nur anfangs werden die Akkus mit weniger Spannung geschont. Auch hier bietet es sich aber an eher mit mehr Spannung zu arbeiten.
Wenn man die Akkus fest parallel schaltet, wird das Laden ein Problem. Es ist dann nicht mehr sicher das alle Akkus voll werden, und die Abschaltung per dU oder d2U klappt auch nicht mehr so gut wenn der Ladestrom relativ klein (unter 1/2 C) wird. Die Delta Peak-abschaltung geht gut bei hohen Strömen, nicht bei kleinen.
Ich sehe das nicht so, dass es sich regelt, wieviel Strom in die einzelnen Akkus rein geht: bei dem relativ geringen Strom hilft der Innenwiderstand der Akkus nicht viel. Die Spannung der Akkus nimmt mit zunehemender Temperatur ab - das wird ähnlich wie bei parallen LEDs. Wenn der Akkus voll ist (bzw. schon etwas zu voll für NiMH) nimmt die Spannung auch ab, und der erste volle Akku kreigt den ganzen Strom, im extremfall sogar noch welchen aus den Akkus.
Die zuletzt gezeigte Schaltung mit den Dioden hilft nicht viel. Mit den Dioden fließt nur der Leckstrom der Dioden als Ausgleichsstrom, das ist wirlich wenig !
Fischerments
09.10.2009, 20:57
Werden die Packs bei parallelschaltung mit einem 7Ah Schnellader zuverlässiger geladen?
Es kann nicht passieren, dass beim entladen der Packs ein Akku mehr belastet wird wie der andere, (nach einer Parallelladung)?
Besserwessi
09.10.2009, 21:35
Wenn man an den 7 Ah schnelllader die 6 Packs parallel ranhängt, wird das eine langsame Ladung, und die Anschaltung wird vermutlich nicht funktionieren. Dazu kommt noch die Gefahr, dass die Packt unterschiedlich geladen werden.
Das parallelschalten beim Laden ist da noch problematischen als beim Entladen.
@ Fischerments
Die Akkus sollten rein theoretisch immer einzeln kontrolliert geladen und entladen werden, aber die Praxis sieht anders aus.
Am besten ist, meine Meinung nach, nicht zu viel darüber nachdenken und ein Akku als ein Verbrauchsmaterial (wie z.B. Bremsbelag im Auto) sehen, das wenn zuverlässig seien soll, nach bestimmter Zeit erneuert werden muss. Nicht um sonst (oder doch) schreibt der Hersteller auf jedem Akku z.B. "bis zu 1000 mal wiederaufladbar". Für mich bedeutes das von 0 bis 1000 mal, also praktisch nichts konkretes... :)
MfG
Jakob L.
09.10.2009, 22:34
Ich würde die Akkus einfach getrennt laden und zum Entladen parallel schalten. Die Ausgleichströme sind vermutlich relativ gering und kein ernsthaftes Problem. Wenn ein Akku vom Ladegerät genommen wird, dann sinkt die Spannung innerhalb kurzer Zeit stark (ca. 1-2 Volt bei einem 10 Zellen Pack, abhängig von Ladestrom und Akkutyp) ab. Dieser Effekt ist vermutlich wesentlich grösser als die Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Packs. Dementsprechend ist die Leerlaufspannung des besten Akkus immer noch niedriger als die Ladespannung des schlechtesten. Wenn nun die Spannung eines Akkus durch parallelschalten mit einem anderen etwas erhöht wird, dann ist der sich einstellende Ausgleichsstrom wesentlich kleiner als der normale Ladestrom und damit für die Akkus nicht weiter schädlich. Ich würde einfach mal mit einem Multimeter (10A Bereich sollte reichen) messen, wie hoch der tatsächliche Ausgangsstrom ist.
Anders sieht es aus, wenn in einem Pack eine oder mehrere kurzgeschlossene Zellen sind. Dies kann im Laufe der Zeit bei alternden (und eventuell manchmal tiefentladenen) Akkus durchaus passieren. In diesem Fall kann es zu problematischen Ausgleichsströmen (und mit etwas Pech zu gasenden/auslaufenden Akkus) kommen. Daher wäre eine Messung der Spannung der einzelnen Akkupacks nach dem Laden sinnvoll. Ausserdem würde ich zur Sicherheit bei jedem Akkupack eine Sicherung in Serie schalten. Wenn es wegen einem defekten Akkupack zu grösseren Ausgleichsströmen kommt, dann löst die Sicherung aus und verhindert Schlimmeres. Die Sicherung muss so dimensioniert sein, dass auch bei einer etwas ungleichen Verteilung des Laststroms keine Sicherung auslöst. Wahrscheinlich wären KFZ Sicherungen mit 15A oder 20A Nennstrom geeignet.
Ein einzelnes Entladen der Akkus hintereinander hat den Nachteil, dass bei einer so schnellen Entladung die verfügbare Kapazität der Akkus deutlich sinkt und gleichzeitig aufgrund des Innenwiderstands die Spannung niedriger liegt. Aus diesen Gründen wird die Energie des Akkus wesentlich schlechter genutzt. Allerdings hat man dafür den Vorteil, dass man eine relativ gute Kontrolle darüber hat, wieviel Energie noch übrig ist und man das Modellschiff mit dem letzten Akku sicher zurück ans Ufer fahren kann.
Hallo Fischerments,
vergiss den Schwachsinn, den die anderen geschrieben haben. Du kannst die Akkus parallel schalten. Ohne Widerstand, ohne Diode. Nur beim Laden *kann* es zu Problemen kommen (negativer differentieller Widerstand), deswegen würde ich die Packs getrennt laden.
An alle anderen: Plappert nicht alles nach, was jemand anders nachgeplappert hat. Probiert's meinetwegen mit einem 1Ω Widerstand aus und messt den Strom. Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.
@Picture
Es müsste aber "dicke" Diode sein, weil 0,5 V x 54 A sind "nur" 27 W.
Wie kommst du auf die 54A? Ein Akku mit 9Ah Kapazität liefert doch nicht zwangsläufig auch 9A Strom.
Die Dioden sollen die Akkus voneinander trennen, d.h. durch jede Diode würde der Strom eines Akkupacks sprich 1/6 des Gesamtstroms fliessen.
Dieselbe Leistung geht natürlich trotzdem verloren, egal ob an einer oder an 6 Dioden.
.......und es ist ja auch nicht gesagt dass so viel Strom gebraucht wird. 56 A bei 12 V sind immerhin über 600 W.
Richtig, Fischerments hat ja gesagt, dass er die Akkus zusammenschalten will um über die höhere Kapazität eine längere Laufzeit zu erreichen.
D.h. er will nicht mehr Strom und Leistung haben. Eine höhere Spannung würde also nur helfen, wenn er Motoren findet die bei höherer Spannung dieselbe Leistung bringen, also weniger Strom ziehen.
Eine höhere Akkuspannung würde dann aber wieder Mehraufwand bei der Versorgung der restlichen Elektronik bedeuten, weil die sicher keine 24V oder mehr haben möchte.
@Besserwessi
Das Parallelschalten beim Laden ist da noch problematischen als beim Entladen.
Warum? In der Parallelschaltung bekommen die Akkupacks doch zwangsläufig alle dieselbe Ladespannung und der Strom verteilt sich entsprechend den Innenwiderständen.
Verwechselst du das nicht mit der Reihenschaltung beim Laden?
Da bekommen alle Akkuzellen denselben Ladestrom und werden aufgrund von Unterschieden im Innenwiderstand auf unterschiedliche Spannungen aufgeladen, sprich einige Zellen überladen andere werden nicht voll.
@avion23
Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.
In was wandelt der Innenwiderstand die viele Leistung denn um, wenn nicht in Wärme? In Erdbeertorte mit Schlagsahne?
Wenn du zwei Akkus mit unterschiedlicher Spannung zusammenschaltest, muss da ein Ausgleichsstrom fliessen. Und da gute Akkus einen niedrigen Innenwiderstand haben, kann dieser Strom recht hoch werden.
Und wenn ich mir dann mal erlaube hier jemanden nachzuplappern, fällt bei hohem Strom an den Innenwiderständen viel Leistung ab.
Selbst wenn diese Leistung nicht in Wärme sondern in Erbeertorte umgewandelt wird, fehlt sie Fischerments in den Akkus.
Da er mit seinen Akkus ein Boot versorgen und keinen Backwarenladen aufmachen will ist das irgendwie suboptimal.
Der Vorschlag die Akkus über automatische Relaisumschaltung nacheinander zu nutzen scheint mir am saubersten, aber irgendwie auch recht aufwendig.
Dioden oder sogar nur Widerstande dazwischenzuschalten ist irgendwie Energieverschwendung.
Einmal zusammenschalten und dann so lassen scheint mir der beste Kompromiss.
Eigentlich reden wir hier ja nicht von Akkus, sondern vermutlich von Akkupacks aus je 10 Zellen.
Da ist beim Laden die Reihenschaltung der Zellen innerhalb eines Akkupacks vermutlich mindestens genauso schädlich wie die Parallelschaltung der Packs.
D.h. um optimal zu Laden müsste man alle 60 Zellen einzeln laden.
Da das dann wohl sicher doch zuviel Aufwand wird, kann man die Packs auch gleich in der Parallelschaltung lassen und wie PICture als Verbrauchsmaterial ansehen.
Ich habe mir mal eine Schaltung zusammengebaut die zwei Akkupacks über ein Relais zwischen Parallel- und Reihenschaltung umschaltet.
Reihenschaltung, weil ich die höhere Spannung brauchte und parallel zum Laden, weil ich kein Ladegerät für die doppelte Spannung hatte.
Während der Parallelschaltung war sogar noch ein kleiner Widerstand dazwischen geschaltet.
War völliger Käse, die Akkus waren ständig leer, weil sie sich in der Reihenschaltung ungleich entladen und dann in der Parallelschaltung genau deswegen noch mehr entladen haben.
Fischerments
10.10.2009, 09:08
Verbrauchsmaterial klingt ja gut, aber um die 200 Ladezyklen sollte ein Pack schon zuverlässig halten. Ich kann euch ja mal vorrechnen, was so n Pack-.Set Kostet:
1*12V,9Ah PAck von Panasonic (10X HHR900D Zellen) = 160€
---------------------------------------
6* AkkuPack = 960.00 € -> Ein Set zur Parallelschließen
---------------------------------------
2 Sets, zum Wechsel = 1900.00€
---------------------------------------
960€ zum recyclen?
Am Anfang konnte ich mir nicht vorstellen, dass diese Frage so schwierg ist, erst recht nicht, dass die Meinungen dazu so geteilt sind. Frage in die Runde, was soll ich jetzt machen?
Na bei 12V mit 54Ah (deine 10Packs halt) kannst du dir auch eine vernünftige Blei-Gel-Akku einbauen, weil dürfte einfacher sein zum laden, 2.) bezahlbarer, und 3.) vermutlich sogar im Gewicht und Platz sparender sein.
radbruch
10.10.2009, 09:45
Hallo,
erzähle doch mal mehr über das Projekt und die Antriebe die du eingeplant hast:
Ich komme aus dem Bereich Geoinformatik und entwickle in meiner Diplomarbeit ein Modellboot, welches über cm-Genaues GPS selbst steuern kann und dreidimensionale Modelle des Seebodens aufnimmt.
Selbst wenn du die Position im cm-Bereich erkennen kannst, bedeutet das ja nicht, dass dein Boot auch so genau fahren kann. Ein paar Eckdaten wie z.B. wie weit, wie schnell, wie schwer, welcher Motor, Dauer- und Spitzenstrom usw. würde sehr helfen die optimalen Akkus zu finden.
Gruß
mic
Fischerments
10.10.2009, 11:21
Bleigelakkus kosten ca. 5 mal weniger, das ist richtig, wiegen aber auch doppelt so viel. Es ist ein Unterschied, ob ich 10 kg oder 20 kg auf dem Schiff habe. NiMh ist schon stark an der Grenze. Die Alternative wäre LiPo, aber das ist dann natürlich zu teuer, vor allem sollen Sie ja von der Lebensdauer viel kürzer sein.
LiPo's brauchen der Zehllenanzahl definitiv einen Balancer wenn du die parrallel schaltest. Da dürfte einiges an Leistung durch die Leitung jagen, wenn da ein Volt unterschied ist. Bei den NiMH sicherlich auch, bei einem Innenwiderstand von 3,5 mOhm im Durschnitt. Wenn du wirklich soviel Leistung speichern musst würde ich entweder höhere Spannung oder anderes Speichermaterial suchen und 17kg NiMH Zellen zu 20 Kg BleiGel bei vereinfachter Ladung und Entnahme ist für mich kein Argument. Du sparts ca. 800 Euro alleine für die Batterie, neben einiges Kupfer für die Verschaltung deiner Akkupacks. ;)
Besserwessi
10.10.2009, 13:36
Laden sollte man die Akkupack auf alle Fälle einzeln.
Das zusammenschalten mit mit einzelen Sicherungen könnte schon reichen. Die Sicherungen haben auch schon einen Widerstand und begrenzen so einen möglichen Ausgleichsstrom. Bei den vollen Akkus fällt die Spannung anfangs ja auch recht schnell ab.
Zur Sicherheit solle man dann aber vorher die Spannungen kontrollieren, um defekte oder versehentlich nicht geladene Packs zu erkennen. Die größte Gefahr wäre wohl ein Pack mit einer defekten Zelle. Die anderen Zellen würden dann durch den Ausgleichsstrom noch etwas mehr Ladung bekommen und dann auch bald durch überladen ausfallen. Ob bei vielleicht 1 V (oder weniger) Spannungsifferenz 2 Sicherungen in Reihe auch auslösen müßte man erst mal testen.
@Fischerments
1*12V,9Ah PAck von Panasonic (10X HHR900D Zellen) = 160€
Oops, mit dem stattlichen Preis pro Pack habe ich dann allerdings nicht gerechnet. Aber OK, die 9Ah hätten mich stztzig machen können, die sind bei "günstigen" Modellbauakkus auch nicht drin.
960€ zum recyclen?
Ja, bei dem Preis tut es natürlich weh, schon beim Kauf einzuplanen, dass sie nicht endlich halten werden.
Das ändert zwar trotzdem nichts daran, dass Akkus letztendlich Verbrauchsmaterial sind, rechtfertig aber wesentlich höheren Auswand um ein paar Ladezyklen mehr rauszuholen.
Kostenmässig würde der Aufwand für eine Relais-Schaltung die die Akkus nacheinander in Betrieb nimmt ja schon gar nicht mehr auffallen.
Das hätte auch den Vorteil, dass du einzelne Akkus und nicht immer gleich ein 6er Pack nachladen und nachkaufen müsstest.
D.h. für nach einer kurzen Testfahrt kannst du nur die verbrauchten Akkus tauschen und musst beim nächsten mal nicht mit dem halbvollen Pack losfahren.
Auf lange Zeit gesehen könntest du dann auch immer nur einzelne Akkus austauschen und auch unterschiedliche verwenden.
D.h. wenn einer kaputt/verbraucht ist kaufst du irgendeinen neuen den du gerade günstig bekommen kannst und musst nicht gleich 6m Stück neukaufen.
Nachteil wäre natürlich der erhöhte Arbeitsaufwand für das Laden, wenn du nacheinander 12 Akkus statt 2 Akkupacks ans Ladegerät hängen musst.
@Besserwessi
. Die größte Gefahr wäre wohl ein Pack mit einer defekten Zelle. Die anderen Zellen würden dann durch den Ausgleichsstrom noch etwas mehr Ladung bekommen und dann auch bald durch überladen ausfallen.
Da leuchtet mir immer noch nicht ein, warum das ein Problem der Parrallellschaltung sein soll.
Diese Gefahr beruht doch auf der Reihenschaltung der Zellen innerhalb jedes Akkus.
Dabei fliesst durch alle Zellen derselbe Strom und eine schwache Zelle mit höherem Widerstand bekommt mehr Ladespannung als die anderen.
D.h. wenn eine Zelle den Geist aufgibt, ist der ganze Akku sowieso mehr oder weniger hin.
Da er dann aber einen höheren Innenwiderstand hat bekommen die parallel geschalteten ander Akkus beim Laden doch nichts davon mit. Die LAdespannung gibt ja das Ladegerät vor und da ein Akku mit einer kaputten Zelle einen wesentlich höheren Innenwiderstand hat, wird er halt nicht mehr mitgeladen.
Selbst wenn man die Akkus erst im geladenen Zustand parallel schaltet, dürfte ein einzelner Akku mit kaputter Zelle keinen grossen Schaden anrichten.
Der kaputte Akku hätte ja die niedrigere Spannung d.h. die anderen Akkus würden ihn "bestromen". Der kaputte Akku hat aber auch einen relativ hohen Innenwiderstand, d.h. Strom wird nicht so hoch sein, dass er den anderen Akkus weh tut.
Das eigentliche Problem bei der Parallelschaltung sehe ich nur in den hohen Ausgleichströmen in dem Moment wo gesunde Akkupacks parallel zusammengeschaltet werden. Das sollte man entweder möglichst selten (nur ein mal) machen oder Massnahmmen zur Begrenzung der Ausgleichströme einbauen.
Mann könnte sich ja mal bei "Ullrichh" erkundigen. Wenn ich mich richtig erinnere, hat er doch sein Kettenfahrgestell über Parallel u. Reihenschaltung von ca. 250 (?) Einzelzellen versorgt.
Na bei 12V mit 54Ah (deine 10Packs halt) kannst du dir auch eine vernünftige Blei-Gel-Akku einbauen, weil dürfte einfacher sein zum laden, 2.) bezahlbarer, und 3.) vermutlich sogar im Gewicht und Platz sparender sein.
Moin moin.
Na endlich einmal ein auch im Preis brauchbarer Vorschlag. :-) Wenn
so ein Bleigeelaccu zu schwer sein sollte, kann man ja Auftiebskörper
ans Boot basteln. Ehe 1900 Euronen für Accus + Geld für die spezielle
Ladevirrichtung (weggescmissen (?) wird, sollte zumindenst der
Testbetrieb mit einen entsprechend passenden Auto Accu erfolgreich
abgeschlossen sein. Anpassen, Verbessern kann man dann immer noch.
Obwohl...cm genaues GPS bekommt nicht jeder und teuer dürfte das
auch kommen, da sind 1..2..3 Tausender für Accus eher geringe
Nebenkosten?
Gruß Richard
@avion, bevor man groß redet sollte man sich mal die Fakten vor Augen führen: selbst billige NiMh-Packs mit bedeutend kleineren Kapazitäten können Ströme von leicht 60A liefern, ergo ist der Innenwiderstand bedeutend kleiner als 1 Ohm.
Bei den erwähnten 9Ah Packs wird der Innenwiderstand noch kleiner sein, bedingt durch die größere Bauart.
Hängt man nun 2 geladene Packs zusammen, die angenommen 1V Potentialdifferenz haben, fließt in einen Akku mehr als 1/10C rein, was ein gesunder Ladestrom wäre. Das geht natürlich zu Lasten der möglichen Ladezyklen.
Aus diesem Grund hängt man die Packs idealerweise mit einem kleinen Widerstand zusammen, um diesen Ausgleichstrom zu begrenzen -> nennt sich Ladungsausgleich. Wenn dieser abgeschlossen ist, kann man die Akkus bedenkenlos paralell schalten.
Denken beim sch..., nicht nur drücken.
mfg
Besserwessi
10.10.2009, 18:23
Das man die Zellen zum laden nicht parallel schltet sollte wohl klar sein. Das Problem mit einer einer Defekten Zelle tritt auch vor allem direkt nach dem zusammenschalten auf. Die größe des Ausgleichsstroms ist dabei auch relativ nebensächlich, denn die Akkus sind voll, und entsprechend ist jeder Strom der in die Akkus hineinfließt zu viel. Selbst bei weniger als C/10 ist das ein Problem.
Bei defekten Zellen gibt es beide Versionen:
Hochohmige Zellen -> Das eine Pack wird wirkungslos, ist aber noch harmlos.
Kurzschluß in der Zelle -> Probleme mit Ausgleichsstrom.
Ich würde es so machen, das eine Schaltung erst tested, ob die Spannungen der einzelen Akkupacks fast gleich ist, und dann per LEDs ein OK/Fehler signalisiert. Dann können die Akkus per Schalter oder Stecker zusammengeschaltet werden.
Das man die Zellen zum laden nicht parallel schltet sollte wohl klar sein.
Nein, genau das ist mir eben nicht klar. Wenn die Akkus oder Zellen beim Laden parallel geschaltet sind, bekommen sie zwangsläufig alle dieselbe Ladespannung und werden auf dieselbe Spannung aufgeladen.
Genau das will man doch eigentlich.
Kurzschluß in der Zelle -> Probleme mit Ausgleichsstrom.
OK, dann hat der Akku mit der kurzgeschlossenen Zelle aber die niedrigere Spannung.
D.h. die anderen 5 ganzen Akku würden den eh schon kaputten Akku überladen und dabei selber jeweils nur 1/5 des gesammten Ausgleichstrom liefern.
Das heisst der eh schon kaputte Akku geht noch mehr kaputt und das ganze ist ein Problem der Reihenschaltung der Zellen innerhalb eines akkus und nicht die Parallelschaltung der Akkus.
Ich würde es so machen, das eine Schaltung erst tested, ob die Spannungen der einzelen Akkupacks fast gleich ist,
Wenn sie schon beim Laden parallel geschaltet sind, ist die Spannung doch zwangsläufig gleich.
Von recycle:
In was wandelt der Innenwiderstand die viele Leistung denn um, wenn nicht in Wärme? In Erdbeertorte mit Schlagsahne?
Wie wär's mit lesen? Ich zitiere mich:
Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.
Ich habe explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll, was man mal gelesen hat. Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel! Wenn du das gemacht hast, darfst du weiter schwallen.
Von recylce:
Nein, genau das ist mir eben nicht klar. Wenn die Akkus oder Zellen beim Laden parallel geschaltet sind, bekommen sie zwangsläufig alle dieselbe Ladespannung und werden auf dieselbe Spannung aufgeladen.
Genau das will man doch eigentlich.
Dachte ich auch mal. Ist aber nicht. Wenn die Temperatur der Zelle beim Ladeende steigt, dann sinkt die Spannung! Deswegen -DeltaU, dU/dt==0 usw. als Ladeschlusserkennung. Ach ja, du hast nicht einen Satz aus meinem Beitrag verstanden. Ich zitiere mich:
Nur beim Laden *kann* es zu Problemen kommen (negativer differentieller Widerstand), deswegen würde ich die Packs getrennt laden.
Von Netzman:
@avion, bevor man groß redet sollte man sich mal die Fakten vor Augen führen: selbst billige NiMh-Packs mit bedeutend kleineren Kapazitäten können Ströme von leicht 60A liefern, ergo ist der Innenwiderstand bedeutend kleiner als 1 Ohm.
Bei den erwähnten 9Ah Packs wird der Innenwiderstand noch kleiner sein, bedingt durch die größere Bauart.
Hängt man nun 2 geladene Packs zusammen, die angenommen 1V Potentialdifferenz haben, fließt in einen Akku mehr als 1/10C rein, was ein gesunder Ladestrom wäre. Das geht natürlich zu Lasten der möglichen Ladezyklen.
Warum schreibe ich das mit dem sinnlos nachplappern überhaupt? Größenordnung Innenwiderstand NiMh Zelle ~100mΩ bei AA. Bei einer HHR900D minimal 3.5mΩ. Wenn die Akkus nicht warm werden, ist alles in Ordnung! Mess den Strom meinetwegen. Aber plapper doch nicht so einen Blödsinn!
Von Grusim:
Na bei 12V mit 54Ah (deine 10Packs halt) kannst du dir auch eine vernünftige Blei-Gel-Akku einbauen, weil dürfte einfacher sein zum laden, 2.) bezahlbarer, und 3.) vermutlich sogar im Gewicht und Platz sparender sein.
Das habe ich auch mal gedacht. Bis ich es mir durchgerechnet habe. Li-ion Akkus sind heute so unglaublich billig! Und einfach zu laden, nicht wie NiMh. Der größte Vorteil: 100%DOD ohne Schwächen! Schau dir die Preise von 18650 Zellen auf dealextreme an.
@Fischerments
Wir sind jetzt preislich schon bei 1900€. Da braucht man ein Battery Management System. So ein großes Pack muss aktiv ausgeglichen werden, Überstromabschaltung, Unterspannungsabschaltung, Überspannungsabschaltung gehört alles dazu. Jeder dieser Fehler führt zu einem defekten System. Das sind dann 1900€ Wirtschaftsförderung.
NiMh ist übrigens vollkommen ungeeignet (Ladeverfahren, keine floatcharge, viele Zellen). Blei ist bei einem geschlossenem Roboter auch nicht angebracht (Gasen, depth of discharge). Am sinnvollsten ist Li-ion technik. Ein BMS brauchst du in jedem Fall.
Ich bezweifel, dass du mit deinem aktuellen Wissensstand ein vernünftiges System auf die Beine stellst. Also entweder kleine Brötchen backen, oder machen lassen, oder vernünftig informieren. Aber letzteres nicht hier im Forum. batteryuniversity.com und google haben gute Informationen zu Akkusystemen.
@avion23
Wie wär's mit lesen? Ich zitiere mich:
Zitat:
Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.
Ich habe explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll, was man mal gelesen hat. Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel! Wenn du das gemacht hast, darfst du weiter schwallen.
Richtig, du hast explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll.
Aber:
a) wenn kratzt das? Falls du irgendwelche Befugnisse hast mir Vorschriften zu machen, lasse sie sich mich bitte sehen, ansonsten vergiss es einfach.
b) Gerade weil ich nicht alles ungeprüft nachplappere hinterfrage ich ja deine Aussage, bzw. zweifle sie an.
Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.
Was ist das für eine Argumentationskette?
Die Formel für die Leistung ist richtig, aber solange P auch unbekannt ist, sagt sie nichts über die Höhe des fliessenden Stroms aus.
Der Innenwiderstand Ri ist beim Akku eigentlich nur ein Modell für die chemischen Vorgänge die sich hier tatsächlich abspielen.
Dieses Modell triff aber auch darin zu, dass sowohl Lade- als auch Entladestrom zur Erwärmung des Akkus führen.
Dein Rückschluss, dass der Akku nicht warm wird wenn Strom fliesst, ist also falsch.
Vielleicht wolltest du aber auch nur ausdrücken, dass der Akku sich nicht stark erwärmt, weil nur ein geringer Strom fliesst oder wenig Leistung umgesetzt wird.
Dann taugt deine Argumentation leider immer noch nichts, weil du weder eine quantitative Aussage zur Höhe des Stromes noch zur Leistung beim parallelschalten zweier Akkus machst.
Sprich du trittst auf wie Graf Rotz, unterstellst einer Menge Leute, dass sie ahnungslos Unsinn nachplappern und lieferst als Beweis selber zusammenhangloses Geplapper.
Ach ja, du hast nicht einen Satz aus meinem Beitrag verstanden. Ich zitiere mich:
Zitat:
Nur beim Laden *kann* es zu Problemen kommen (negativer differentieller Widerstand), deswegen würde ich die Packs getrennt laden.
Und wo ist der Unterschied, ob ich einen Akku über ein Ladegerät oder über einen anderen Akku mit höherer Spannung auflade?
Mit dieser Aussage widersprichst du dir selber.
Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel!
Bei einer HHR900D minimal 3.5mΩ.
OK, dann stellt die Zelle mit der höheren Spannung gegenüber der anderen Zelle eine Spannungsquelle mit 0,1V dar. In Reihe dazu liegen die Innenwiderstände beider Zellen.
Wenn wir dann mal Herrn Ohm bemühen ergibt sich aus I=U/R ein Ladestrom von:
0,1V / 0,007Ω = 14,3 A : kein besonders gesunder Ladestrom für eine Zelle mit 9000mAh.
Faustregel wäre mit C/10 0,9A.
Wir reden aber hier von 6 Akkupacks die Parallel geschaltet werden.
D.h. wenn nur einer davon eine niedrigere Spannung hat liegn die Innenwiderstande der anderen 5 Zellen parallel zueinander.
Damit ergibt sich für die parallelen 5 Zellen ein Innenwiderstand von 0,7mΩ.
0,1V / (0,0007 + 0,0035)Ω = 23A : selbst für Schnellladefähige Akkus etwas viel.
Diese hohen Ausgleichströme treten nur kurzzeitig auf, daher wird die Zelle sicherlich nicht glühend heiss. Aber bei jedem mal stirbt sie ein bisschen mehr.
Das was ich hier berechnet und gesagt habe, mag ja falsch sein. Wenjn du es widerlegen kannst, tu dir keinen Zwang an - dann aber bitte mit Argumenten und nicht mit "ihr seid alle doof, nur ich bin schlau" - Phrasen.
Also entweder kleine Brötchen backen, oder machen lassen, oder vernünftig informieren. Aber letzteres nicht hier im Forum.
Glückwunsch, wenigstens ein Treffer. Den Beweis dass nicht alles was hier im Forum gepostet wird Hand und Fuß hat, hast du tatsächlich schlüssig und nachvollziehbar geliefert ;-)
Besserwessi
11.10.2009, 21:54
Noch einmal zum Problem beim Laden:
Neben dem Problem mit der ungleichen verteilung des Stromes hat man noch ein zweites wenn man alle Zellen Parallel lädt: Bei dem dann kleinen Ladestrom funktioniert die Abschaltung nach der Zellspannung einfach nicht mehr richtig. Die vollen Zellen erwärmen sich nicht so stark und der Spannungabfall wird kaum meßbar. Es geht also zum einen nicht parallel zu laden, und laden mit weniger als etwa C/2 geht auch nicht richtig, weil man kaum zuverlässig abschalten kann.
Die Argumentation von Avion zum Ausgleichstrom ist einfach falsch. Wenn der innenwiderstand den Strom begrenzt, wird der auch heiß. Auch wenn der Strom eher klein bleibt, ist er ein problem, denn damit wird ein schon voller Akku weiter geladen.
Was einen hier retten kann, ist das der Innenwiderstand bei einem vollen Akku anfangs recht hoch ist, bis die Spannung auf etwa 1,3 V abgefallen ist. Außerdem sinkt die Spannung anfangs ja recht schnell. Wenn alles richtig ist, solle der Spannungunterschied ja auch klein sein. Das Problem ist eher der Fall wenn ein Pack nicht geladen, oder zu heiß (frisch geladen) ist.
Beim Fall einer defekten Zelle ist es die Kombination aus Reihen und Parallelschaltung, die Probleme macht. Leider wird dadurch dann nicht nur die eine ohnehin schon defekte Zelle geschädigt, sondern vor allem die 9 anderen die dazu in Reihe sind.
Mit einem at Avion aber recht: bei der größe sollte man ein Batterymanagement haben, egal ob NiMH oder Lithium basiert.
Was dabei interessant wäre, wie viel Strom wird eigentlich gebraucht ? Vielleicht käme ja auch eine ganz andere Energiequelle in Frage (Solar, Verbrennungsmotor, Sterlingmotor, Thermogenerator). Gerade bei einem Boot sollten ein paar kg mehr auch nicht so schlimm sein.
Sprich du trittst auf wie Graf Rotz, unterstellst einer Menge Leute, dass sie ahnungslos Unsinn nachplappern und lieferst als Beweis selber zusammenhangloses Geplapper.
Yeph, frech wie Graf Rotz stimmt. Ich kann es nicht leiden, wenn die selben falschen Informationen immer weiter gegeben werden.
"D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung. "
Auführlicher: Energieerhaltungssatz gilt. P = R * I², die Leistung muss irgendwo hin. Hier haben wir chemische und Wärmeenergie zur Verfügung. Akku voll -> Chemische Energie fällt aus, Wärme bleibt über. Wenn man dann Akkus parallel schaltet wird die Verlustleistung in Form von Wärme frei. Ist keine Erwärmung feststellbar, dann kann auch die Leistung oder Zeit nicht kritisch sein. Ich schließe sozusagen von einem kleinen Delta W = P * t auf ein kleines P oder t. Und dann ist die Welt wieder in Ordnung.
Und wo ist der Unterschied, ob ich einen Akku über ein Ladegerät oder über einen anderen Akku mit höherer Spannung auflade?
Mit dieser Aussage widersprichst du dir selber.
_Das_ ist ein sehr großer Unterschied. Ein Ladegerät hört auf zu laden, wenn der Akku voll ist. Zumindest sollte es das, sonst ist es kein vernünftiges Ladegerät.
Und jetzt ausführlich. Beim Laden steigt die Spanung bei Ni* zuerst an. Größenordnung 1,4V - 1,55V. In dieser Zeit wird elektrische Energie in chemische Energie umgesetzt, genau das was wir wollen. Diese Spannung bleibt lange Zeit praktisch unverändert. Von ihrer Höhe kann nicht auf den Ladezustand geschlossen werden. Mit zunehmenden Ladezustand kann aber weniger elektrische Energie in chemische umgesetzt werden. Die überflüssige Energie wird in Wärme umgesetzt. Durch die Erwärmung steigt der Innendruck. Durch den gestiegenen Innendruck sinkt die Spannung (diesen Zusammenhang habe ich nicht verstanden). D.h. man kann von dem Spannungsverlauf auf die Innentemperaturentwicklung schließen. Eine signifikante Temperaturentwicklung kann übrigens nur auftreten, wenn der Strom auch hoch genug ist. Deswegen wird mit mindestens C/3 geladen weil sonst diese Ladeschlusserkennungen versagen.
Jetzt der parallele Fall. Akkus sind absolut identisch -> alles ok. Ein Akku ist etwas weniger voll als der andere. Dann ist der vollere zuerst fertig und seine Spannung sinkt. Dadurch nimmt er mehr Leistung auf. Dadurch steigt die Temperatur. Dadurch sinkt die Spannung. Dadurch nimmt er mehr Leistung auf... D.h. er übernimmt fast die gesamte Leistung die das Ladegerät liefern kann.
Ich hoffe, das war klar formuliert. Ich halte es für sinnlos die Dinge wieder und wieder zu erklären, wenn google reichen würde. Deswegen schreibe ich normalerweise nur kurz ein paar Stichworte. Derjenige der es liest kann sich die Informationen bequem mit google zusammen suchen - von Leuten, die viel besser erklären können als ich. Nur hier in diesem Thread war wieder einmal geballtes Unwissen zu lesen.
0,1V / (0,0007 + 0,0035)Ω = 23A : selbst für Schnellladefähige Akkus etwas viel.
Diese hohen Ausgleichströme treten nur kurzzeitig auf, daher wird die Zelle sicherlich nicht glühend heiss. Aber bei jedem mal stirbt sie ein bisschen mehr.
U = R*I, das stimmt. Wir sprechen hier aber von Akkus. Deren Leerlaufspannung steigt extrem schnell an, und fällt auch extrem schnell wieder. Die real existierenden Ströme sind wesentlich kleiner.
Warum probierst du es nicht einfach aus?
Übrigens sind das tolle Zellen, die sich hier jemand herausgesucht hat. Die würde ich ohne zu zögern mit 2C laden, vielleicht auch mehr. Wohlgemerkt dauerhaft. Kurzzeitig verkraften die wesentlich mehr.
Akkus sterben übrigens nicht durch hohe Ströme. So weit ich weiß hat das nur eine Überhitzung oder Durchbrennen der Stromleiter zur Folge. Genau das tritt in der Praxis selten auf bzw. ist leicht zu überprüfen.
Viel größer ist das Risiko von Überladung und Unterladung. Unterladung enthält oft auch ein verpolen. Bei vielen Zellen in Serie muss theoretisch jede einzelne Zelle überwacht und balanciert werden. Bei NiMh wird das schnell viel Aufwand. Das wird es praktisch mit Ausgleichsladung kompensiert. Zusammen mit der schlechten Ladeschlusserkennung ist Li-ion viel sympathischer.
Fischerments
11.10.2009, 22:24
Ich sehe jetzt zwei Möglichkeinten zum Parallelschließen:
---- Wenn ich an jeden +Pol eines Akkupacks einfach eine Schottkey-Diode anbringe, welche entsprechende Ströme aushalten kann, oder? Die ladung erfolgt getrennt
Wie ist das mit dem Spannungsabfall? 0,5 Volt kann man doch ertragen , oder?
----- Sicherung/Polyswitch mit max10A an den +Polen, dann Parallelschaltung
Wenn ich das mit 6 Packs mache, könnte ich ja auch 60A ziehen? (Ich brauche denke ich mal insgesamt 11 oder 12A)
Sind eine der beiden Lösungen Nachhaltig?
Klar, ich bin nicht vom Elektro-Fach, komme aus dem Bereich Vermessung und Geoinformatik, darum melde ich mich ja auch in diesem Forum.
Hab ich das richtig mit dem Ausgleichungsstrom begriffen:
Ich messe an zwei Packs eine Differen von 0,5 V, der Innenwiderstand einer Zelle im Pack ist 0,0035 Ohm. Da 10 Stück in Serie geschaltet sind, ist der Innenwiderstand 0,035 Ohm. Dann: U=R*I -> I =14,3A Belastung pro Zelle? (Ca.)
Hallo!
@ Fischerments
Du hast im Titel geschrieben, dass der Stromverbrauch ca. 54 A seien wird. Wenn du 6 Packs paralell schaltest, sind es bei gleichmessiger Verteilung ca. 9A pro Pack, was auf einer Diode mit Spannungsabfall in Flußrichtung ca. 4,5 W in Wärme umgewandelnde Leistung bedeutet. Ich denke, dass wenn die Diode im umfliessendem Wasser plaziert wird, hält sie es mit kleinem Kühlkörper locker aus.
Wenn die Akkus nur den Antrieb versorgen sollen und keine Schaltungen, die stabile Spannung brauchen, ist die 0,5 V unbedeutend.
Die Lösung mit Sicherung/Polyswitch finde ich nicht gut weil sie nicht zufährlessig ist. Wenn ein Pack abgeschaltet wird, werden die übrigen mehr belastet, was eine Kettenreaktion bis zum Abschalten allen Packs auslösen könnte.
Deine Rechnung des Ausglechstromms stimmt. :)
MfG
radbruch
11.10.2009, 23:21
Hallo
Du hast im Titel geschrieben, dass der Stromverbrauch ca. 54 A sein wird.
Weitere Angaben hat er verweigert. Das ist es nun wirklich nicht wert, dass ihr euch hier deswegen gegenseitig anmacht. Laßt ihn sein Schiffchen doch einfach lostuckern...
Gruß
mic
Fischerments
11.10.2009, 23:24
Ein W-Lan Router, der serielle Signale in IP-Signale umrechnet wird noch damit betrieben und ein Echolot.
Ein Batteriepack hat ja ehr mehr wie 12V, wenn ich dann die Dioden abziehe, werde ich ja auch auf mehr wie 12V kommen.
Dieser Ausgleichsschtrom, wenn die Zellen ausgegichen sind, also ohne Dioden, dann ist der Ausgleichungsstrom ja nicht verlorene Energie, oder?
Noch ne Frage zur Parallelschaltung: Nehmen wir mal an, ich habe das mit den Dioden eingebaut, ein Akku ist halb (4Ah), der andere Voll (9Ah)geladen. Jetzt wird er entladen, dann kann ich doch theoretisch 13Ah insgesamt ziehen, oder? D.h. er würde zuerst die Energie aus dem vollen Akku ziehen, sobald dann beide Akkus auf gleicher Spannungsebene sind, wird aus beiden Strom gezogen?
@ radbruch
Ich stimme dir völlig zu und für mich ab der Stelle, wo Zitaten los gehen (ausser deinem letzten), ist die ganze sinnlose Diskussion nur zum Lachen...
Sorry, wen ich jemanden mit der Aussage anmache. O:)
@ Fischerments
Ja, das alles stimmt, bloss die Ausgleichströme werden in Wärme umgewandelt und somit geht die Energie verloren.
Ich würde empfehlen für die übrige Verbraucher (WLAN und Echolot) getrente Spannungsquelle(n) zu nutzen.
MfG
Fischerments
11.10.2009, 23:39
Entschuldigung, ich wollte euch wirklich nichts vorenthalten, ich wusste ja gar nicht, ob das jemand interessiert. ALSO:
Was ich machen will:
Ein Modellboot mit Hilfe GPS auf einem Baggersee vorgegebenen Profillinien vollautomatisch entlangfahren zu lassen. Das Boot hat ein Echolotsystem mit an Bord. Man kann damit also 3-DModelle des Seegrundes erstellen.
Folgende Systeme ziehen aus den AkkuPacks Strom:
Echolot, 1A
W-Lan-Serial Device Manager0,5A
2X Graupner Speed 900 12V Motoren an zwei SchottelII Antrieben
Im Anhang noch ein Bild des Bootes:
Maße: 1,50 Meter lang, 30 cm breit, Max.Zuladung ohne Hilfsgestell neben Eigengewicht von Rumpf, Antrieb und RC Elektronik: ca.14kg
Die Automatische Steuerung (mit Manuellem Eingriff) werde ich über ein MicroServoBoard realisieren (Signale über Wlan von Laptop), die Positionierung erfolgt durch ein differentielles GPS System von TopCon (SAPOS->Internetanbindung für Korrektursignale)
Alle Daten werden an ein Laptop an das Ufer gesendet, auf dem ein von mir entwickeltes Programm läuft (C++)
Das alles wird meine Bachelor-Thesis.
Warum funktioniert das Attachment nicht?
Wie ist das mit dem Spannungsabfall? 0,5 Volt kann man doch ertragen , oder?
Das kannst du dir am besten selber beantworten. Statt 12V hast du dann nur 11,5V odder gegen Ende der Akkulaufzeit noch etwas weniger.
Deinen Motoren wird das nicht schaden, die laufen halt unter Volllast ein wenig langsamer.
Wenn du aber Elektronik an Board hast die 12V benötigt, schadet es schon, weil die entweder gar nicht mit der niedrigeren Spannung auskommt, oder aber schon schlapp macht bevor die Akkus wirklich leer sind.
----- Sicherung/Polyswitch mit max10A an den +Polen, dann Parallelschaltung
Wenn ich das mit 6 Packs mache, könnte ich ja auch 60A ziehen? (Ich brauche denke ich mal insgesamt 11 oder 12A)
Meinst du damit du benötigst insgesamt nur ca. 12A? D.h. eigentlich wäre ein Akku völlig ausreichend und du willst wirlklich nur wegen der höheren Laufzeit 6 Stück zusammenschalten?
Falls das so ist, würde ich in Anbetracht der hohen Preise wirklich drüber nachdenken, die Akkus über eine Relais-Schaltung nacheinander umzuschatten.
Bei 12A reicht ein einzelner 9000mA Akku grob gerechnet eine halbe Stunde. D.h. du könntest nach einem Probelauf oder Test auch wirklichn nur den einen Akku nachladen und wie schon mal geschrieben bei defekt einen einzelnen Akku beliebiger Marke nachkaufen.
Eine Sicherung würde ja nur bei zu hohen Ausgleichströmen abschalten.
D.h. Sie beseitigt nicht das Problem sondern verhindert nur die Folgen.
Wenn die Sicherung anspringt, musst du die Akkus selber durch Nachladen wieder auf dieselbe Spannung bringen.
Erst mal müsstest du aber auch rausfinden, an welchem Akku oder sogar welchen Akkus es überhaupt lag, dass die Sicherung(en) abgeschaltet hat.
Wenn die Sicherung von einem Akkku rausfliegt, könnte es daran liegen, das dieser Akku zuviel oder aber auch zuwenig Spannung hatte.
Wenn 2 oder mehr Sicherungen fliegen, ergeben da gleich viel mehr mögliche Kombinationen.
D.h. eigentlich kannst du dann nur alle Akkus wieder nachladen.
Nach einem kurzen Testlauf sind alle 6 Akkus Teilentladen. D.h. wenn du dann auf "grosse Fahrt" gehen willst, musst du entweder "hallbvollen" Akkus starten und kannst die mögliche Laufzeit nur grob abschätzen - oder aber du musst alle Akkus vorher nachladen.
Wenn man mal nach Infos zu Akkus sucht, gibt es viele Stimmen die sagen, man sollte NiMH Akkus am besten voll geladen aufbewahren.
Demnach müsstest du nach jedem kürzeren Test oder Probelauf alle 6 Akkus nachladen.
Dann gibt es noch das Stichwort "Memory-Effekt". Dazu ob es den bei NiMH Akkus gibt, gibt es unterschiedliche Meinungen.
Ich glaube eigentlich nicht, dass es ihn gibt, hätte bei Akkus im Wert von 960 Euro aber trotzdem bei jedem Nachladen ein dummes Gefühl im Bauch.
Wenn du die Akkus einzelnd lädst, vergehen zwischen dem Laden des ersten und des Letzten einige Stunden oder sicher auch mal viel mehr, weil du vermutlich nicht immer daneben sitzen willst, bis alle voll sind.
D.h. einen gewissen Spannungsunterschied werden die Akkus beim zusammenschalten immer haben.
Sobald du die Akkus hast würde ich da auf jeden Fall mal nachmessen, wie gross der ist bevor du dich für die Methode mit den Sicherungen entscheidest.
Bei den materiellen Werten und möglichen Strömen mit denen du hier zu tun hast, solltest du natürlich auf jeden Fall Sicherungen haben.
Insofern wären die Sicherungen eigentlich kein Mehraufwand, nur eine etwas luxoriösere Variante gegenüber Einwegsicherungen.
Alleine der Preis von 160€ würde mich zur Methode mit der automatischen Umschaltung bewegen.
Überlege dir mal ein Akku gibt nch ein paar Monaten den Geist auf.
Wenn die Akkus automatisch nur nacheinander verwendet werden, kaufst du einfach irgendeinen neuen.
Bei beiden anderen Methoden müsstest du einen gleichwertigen finden, der dann aber eventuell trotzdem Problme macht, weil er neu ist und die anderen schon etliche Ladezyklen hinter sich haben. Schlimmstenfalls müsstest du gleich wieder 960€ anpacken und 6 neue kaufen.
Fischerments
11.10.2009, 23:50
Es könnten auch 15 oder 17Ah sein, mit dem der Akku entladen wird. Ich habe nur Angst, das ein Akkupack mit der ganzen Stromversorgung auf die Dauer überfordert ist.
Wie könnte eine automatische Relaissteuerung aussehen, mit welchem Aufwand wäre soetwas verbunden?
Für die Ladung würde ich 6 gleiche Ladegeräte benutzen, Graupner Lader, Prozessorgesteuert
Für jeden Akupack braucht man grundsätzlich ein Komparator mit Hysterese, der ein Relais steuert. Es werden dann 3 ICs, 6 Relais und 6 Transistoren + entsprechende Anzahl Widerstände.
MfG
@Fischerments
Ein Batteriepack hat ja ehr mehr wie 12V, wenn ich dann die Dioden abziehe, werde ich ja auch auf mehr wie 12V kommen.
Nein, natürlich nicht. Durch die Diode kommst du auf 0,5V weniger Versorgungsspannung.
D.h. für Verbraucher die wirklich volle 12V bruachen sind die Akkus schon bei < 12,5V leer.
Guck mal ins Datenblatt deiner Akkus:
http://products.panasonic-industrial.com/datasheets/en/HHR900D.pdf
An den Entladekurven auf der rechten Seite kannst du sehen, dass du je nach Entladestrom schon einiges an der teuer gekauften Kapazität verschenkst, wenn du die Zellen bei 1,25V mit Diode anstattt bei 1,2V ohne Diode als leer ansehen musst.
Wenn alle Verbraucher mit deutlich weniger als 12V auskommen, spielt das allerdings keine Rolle.
Du verschenkst dann natürlich trotzdem einiges an Energie für die Beheizung der Dioden, aber wirst du vermutlich verschmerzen können.
Eventuell findest du da auch noch ein paar interessante Infos zur geeigneten Ladetechnik im Handbuch des Herstellers der Zellen:
http://products.panasonic-industrial.com/datasheets/en/Panasonic_Ni-MH_Handbook.pdf
radbruch
12.10.2009, 00:27
Hallo
Entschuldigung, ich wollte euch wirklich nichts vorenthalten, ich wusste ja gar nicht, ob das jemand interessiertUns interessiert grundsätzlich immer alles ;)
Die Motoren ziehen (lt. Datenblatt) 8A bei maximalem (bei Schiffsschrauben wohl nie erreichtem) Wirkunsgrad und 56A bei (unbedingt zu vermeidender Blockade). Das sollte ein einzelnes 9-Ah-Superpack trotz Echlot locken schaffen.
Zur Relaisschaltung (wie ich es als Leichtmatrose umsetzen würde):
Jedes Akkupack wird über ein eigenes Relais (unkomplizierter und niederohmiger als ein FET) von einer getrennt versorgten Steuerung auf das Leistungssteil geschaltet. Die Spannung des jeweiligen Akkupacks wird (von einem µC) gemessen und bei Erkennung der Entladeschlußspannung wird das nächste Akkupack zugeschaltet. So könnten beliebig viele Akkupacks, unabhängig von der Anzahl und dem Ladezustand, überwacht und zugeschaltet werden.
Gruß
mic
Für jeden Akupack braucht man grundsätzlich ein Komparator mit Hysterese, der ein Relais steuert. Es werden dann 3 ICs, 6 Relais und 6 Transistoren + entsprechende Anzahl Widerstände.
Ich glaube bei einem Preis von 960€ für 6 Akkus wäre das vom Materialpreis her zu verschmerzen.
Anstatt Komparator und Transistoren könnte man eventuell auch einen µC mit 6 AD-Eingängen verwenden und die Hysterese per Software abbilden.
Ich sehe dabei aber noch ein kleines Problem das man wahrscheinlich noch irgendwie lösen muss.
Das Ganze mach ja nur Sinn, wenn du den aktiven Akku abschaltest, bevor du den nächsten einschaltest.
D.h. du musst noch irgendeine Lösung finden den Zeitraum dazwischen zu überbrücken, weil dir sonst deine µC resetten.
Für die µC alleine könnte da ein dicker Elko reichen.
Falls WLan und GPS resetten, brauchen die aber eventuell eine Weile bis sie die Verbindung wieder aufbauen, bzw. die Satelliten wieder gefunden haben.
Na ja, ich habe inzwischen einfachste analoge Schaltung ohne Steuerlogik für einen Akkupack skizziert nur um sich vorstellen zu können, wie es ohne µC aussehen könnte. Es scheint mir aber insgesamt viel komplizierter zu sein, dass immer nur ein Akkupack an Last geschaltet wird. Wenn man das mit einem µC realisieren würde, wird es natürlich genauer, besser und sicher auch einfacher.
Wenn es um WLAN und Echolot geht, würde ich dafür einen extra Akkupack (billigeren ?) verwenden um alle mit der Umschalterei verbundene Probleme zu vermeinden.
MfG
Vref
A +--o\o--+
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+-|___|-+-|___|-+-|___|-+--|+/ | |> |
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z R1 + - R3 .-. R5 | === | === V
DZ A --- | | | GND | GND Last
| | | |R4 | ___ |
=== . '-' +-|___|-+
GND . |
. === R6
| GND
- Akku
---
- |
===
GND
Wenn es um WLAN und Echolot geht, würde ich dafür einen extra Akkupack (billigeren ?) verwenden um alle mit der Umschalterei verbundene Probleme zu vermeinden.
Falls die anderen Kompomenten wie WLAN und Echolot mit spannungen deutlich unter 12V, z.B. 9V auskommen, könnte man hier für z.B. ein kleines Akkupack aus billigen AA-Zellen neheme, dass permanent über die anderen Akkus nachgeladen wird.
Bei dem Preis von einfachen AA Zellen braucht man sich dann glaube ich keine Gedanken über die optimale Ladeschaltung und Akkubehandlung machen.
@Fischerments
Wenn ich mir die Bilder und die Maße (1,5m * 0,4m) ansehe, kommen mir aber der geplante Antrieb so so aus dem Bauch heraus etwas schwach vor.
Sind die beiden Rohre die da an den Seiten im Wasser hängen schon in den 40cm mit drin? Die dürften ja auch einiges an Wasserwiderstand haben.
Kommt das Boot damit auch noch bei ein bisschen Wind von der Stelle?
Machen bei einem so grossen Boot ein paar kg wirklich soviel aus, dass das den ca. 10 fachen Preis von NiMH Akkus gegenüber Blei-Akkus wert ist?
Das Boot scheint ja fertig zu sein. Hast du da mit den Motoren und der Auswirkung von verschiedenen Zuladungen schon herumexperimentiert?
Fischerments
12.10.2009, 08:35
Nein, ich konnte noch nict damit experimentieren, weil ein Schottelantrieb futsch gegangen ist. Ich habe das Schiff von dem übernommen, dessen Diplomarbeit ich weiter entwickle.
Mit Gestell ist das Schiff ca.60cm breit.
Ich muss, wenn der Antrieb da ist zuerst mal ein neuerer voller Akku benutzen, um zu messen wie lange das Teil mit 10Ah fährt mit dem Gewicht
radbruch
12.10.2009, 10:08
Hallo
Ich würde die Spannungsüberwachung nur einmal nach den Relais einbauen und nur das aktuelle belastete Akkupack messen. Die Schaltung würde dann stur alle Akkus nacheinander zuschalten und weiterschalten, wenn das aktuelle Pack entladen ist. Die Anzahl der Packs ist dabei beliebig, ab zwei Packs würde das zum Testen schon funktionieren. Die maximale Anzahl der Packs wäre nur durch den Geldbeutel und den Auftrieb begrenzt.
Als Basis könnte man vielleicht eine 8fach-Relaiskarte (http://conrad.de/goto.php?artikel=197730) planen und diese mit einem µC ansteuern. Nicht vorhandene Akkus werden selbstständig erkannt, weil nach dem Weiterschalten ja sofort Tiefentladung erkannt wird, wenn kein Akku am betreffenden Steckplatz vorhanden ist. In den Pausen könnten sich die geleerten Akkus etwas erholen und danach erneut zugeschaltet werden. Man könnte dann noch ein Akkupack für die Rückfahrt zum Ufer reservieren.
Genial wäre, wenn die Packs in den Pausen mit Solarstrom teilweise nachgeladen werden würden. Auch hier würde eine Ladeschaltung, die einzeln an alle Akkupacks geschaltet wird und bei Ladeschluß weiterschaltet, ausreichen :)
Gruß
mic
Hallo!
@ Fischerments
Ich kenne mich mit Booten überhaupt nicht, aber würde über zuverlässigsten Blei-Akku noch mal nachdenken. Die nötige 60 NiMH Akkus AA wiegen auch um 1,5 kg. So wie ich das sehe, wenn der Akku schwerer wird, aber der Boot unter seinem Gewicht noch nicht versinkt, würde das Boot angeblich nur langsamen fahren...
Ich vermute, dass das kein Rennboot ist und die Kosten für die NiMH Akkus und ziemlich aufwendige Schaltung um sie zuverlässig zu haben, können unwirtschaftlich sein. In der Realität würde ich noch mal meinen Taschenrechner fragen... :)
MfG
Fischerments
12.10.2009, 15:54
Das Maximale was ich an Gewicht für Akkus in mein Boot noch Laden kann ist 11 KG, max. noch 500gramm mehr. Wenn jemand einen Bleiakku kennt, oder auch andere Technologien, mit denen ich 50-60Ah Speichern kann, würde ich das sehr begrüßen (untertrieben). Der Akku / das System kann auch ein wenig teuerer sein, nur Zuverlässigkeit ist wichtig.
Hab mir hier mal was ausgedacht, eine Schaltung, bei der die Spannung durch die Schottky-Dioden nicht abfällt. Was haltet ihr davon? Bestimmt ist irgendwo ein Fehler drinn. Ich glaube, an so etwas ähnliches hatte schon auf der erste Seite Besserwessi. Hier die Zeichnung:
021aet04
12.10.2009, 16:44
Ein kleiner Denkfehler ist drinnen. Wenn du einen Akku anschließt liegt bei Plus die Spannung an, dadurch liegt auch am Fet eine Spannung an. Außerdem leitet der Fet nicht voll oder sperrt, weil je nach Spannung würde der Fet mehr oder weniger leiten. Im Buch "306 Schaltungen ist ein Diodenersatz mit einem Fet drinnen. Die Schaltung habe ich im Link gepostet => http://www.pic-upload.de/view-3357073/FET-Diodenersatz.jpg.html
Fischerments
12.10.2009, 17:19
hehe, das ist ja super. Dankeschön. Leider kenn ich mich mit solchen Schaltplänen nicht gut aus. Habe herausgefunden, dass ein MOSFET daran beteidigt ist und eine Einheit zum logischen Entscheiden. Bei 10 und 18 V schließe ich +Pole zweier Akkus an, A und K ist dann der Ausgang für den Verbraucher?
Jakob L.
12.10.2009, 22:12
Ich würde noch eine weitere Batterietechnologie in Betracht ziehen: LiFePo4
Diese Akkus liegen bei der Energiedichte zwischen NiMH und Lithium-Ionen-Akkus. Die Vorteile liegen bei der langen Lebensdauer, hohen Sicherheit (im Vergleich zu anderen Lithium Akkus) sowie der einfachen Ladetechnik (einfaches I-U-Verfahren, kein Balancer notwendig). Die im Hobbybereich am weitesten verbreitetste Zelle ist A123. Mit Google findest du dazu jede Menge Informationen. Für deine Anwendung wäre wohl ein 4s25p Pack geeignet (13.2 Volt Nennspannung, 57.5 Ah Kapazität). Das Gewicht der Akkuzellen liegt bei ca. 70 Gramm pro Zelle, also 7 kg für das ganze Pack. Alternativ sind inzwischen auch einige grössere Zellen verfügbar, die z.B. für Pedelecs oder elektrische Rollstühle eingesetzt werden.
Fischerments
12.10.2009, 22:46
was ist außer dem Gewicht anders? Es ist noch ein bisschen teurer, aber DIESE Zellen werden doch auch parallel geschlossen ???
Hallo!
Wenn man mit Spannungsabfall auf einer Diode einverstanden ist, könnte man die einfachste Schaltung anwenden (siehe Code). Dabei wird momentan der grösste Strom entnommen aus einem Akkupack, der die höchste Spannung hat. Deswegen müssen alle Dioden für max. Strom ausgelegt werden.
Diese Schaltung braucht keine zusätzliche Steuerung, da die automatische Umschaltung führt im Endeffekt zum Ausgleich aller Spannungen und gleichmässiger Belastung allen Akkupacks. Sie verhindert die Ausgleichströme bei Zusammenschalten von frisch aufgeladenen Akkupacks mit diversen Spannungen.
Wenn ich mir noch erinnern könnte, gibt es auf einem gezündetem Thyristor praktisch fast keinen Spannungsabfall. Die untere Schaltung im Code stellt meine letzte Idee dar und ist nicht ausprobiert ! O:)
Durch den Emitterfolger (T1) mit Rg werden vom Multiwibrator (T2,T3) in ziemlich langen Zeitabständen alle Thyristoren (Th1...Th6) gezündet. Leitend bleiben aber nur die, durch die nach dem Zündimpuls ein Strom fliesst, die andere erlöschen. Die Rs und Cs bilden Snubber, die bei induktiver Last (Motoren) nötig sind.
Die Schaltung sollte ännlich wie die obere, bloß ohne Spannungsabfall funktionieren. Hier werden die "schwächere" Akkupacks nach jedem Zündimpuls "von selbst" abgeschaltet. Die zusätzliche Spannungsquelle B ermöglichst das Zünden der Thyristoren gegen + der Akkupacks.
MfG
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D1 - D2 - D3 - D4 - D5 - D6 -
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A1 . A2 . A3.. A4 . A5 . A6 .
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T1|--+-||-+ +-||-+ -
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| | C1/\ C2 | -|
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| T2|-/ \--|T3 |
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|R| | | |R| | | |R| | | |R| | | |R| | | |R| | |
|g| | .-.|g| | .-.|g| | .-.|g| | .-.|g| | .-.|g| | .-.
'-' | |R|'-' | |R|'-' | |R|'-' | |R|'-' | |R|'-' | |R|
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Th1| | Th2| | Th3| | Th4| | Th5| | Th6| |
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Jakob L.
13.10.2009, 09:51
was ist außer dem Gewicht anders? Es ist noch ein bisschen teurer, aber DIESE Zellen werden doch auch parallel geschlossen ???
Bei den A123 Zellen ist die (dauerhafte) Parallelschaltung völlig unproblematisch. Zum Laden wird einfach eine Spannung von 3.6 Volt pro Zelle (mit Strombegrenzung) angelegt. Wenn bei dieser Spannung kein Nennenswerter Strom mehr fliesst, dann sind die Akkus voll. Bei NiMH muss man anhand des Spannungsverlaufs erkennen, wann eine Zelle voll ist. Die absolute Spannung am Ende des Ladevorgangs ist jedoch nicht bei allen Zellen gleich. Und wenn eine Zelle voll ist, dann sinkt bei gleichem Strom die Spannung wieder. Das heisst, dass eine volle Zelle dann mehr Strom bekommt als eine parallel geschaltete nicht ganz volle Zelle.
BASTIUniversal
13.10.2009, 16:47
Also, wenn ich die Frage richtig erfasst habe, dann geht es doch darum 12V mit max. 54A belasten zu können.
Ausgehend von der Idee mit den A123 Zellen: Die kleinsten Zellen (18650) liefern 3,3V Nennspannung, 1,1Ah Kapazität und 30A "Continous Discharge Current".
Bei einem Pack von 4s25p wären das 13,2V Nennspannung, 27,5Ah und max. 25x30 = 750A Strom.
Ich würde da eher ein Paket 4s2p wählen (wenn die Kapazität reicht). Oder normale Li-Poly Akkus...müsste auch ausreichend sein.
Gruß
Basti
Fischerments
14.10.2009, 00:17
Hallo, danke für den Tip mit LiFePo4, hab im Internet das gefunden:
http://shop.lipopower.de/LiNANO-30-Ah-32V-LiFepo4-Zelle-SL-FHP
Ich habe mit dem shop auch schon telefoniert, die Jungs machen einen sehr kompetenten Eindruck. Das sind Flachzellen. Ich würde dann zwei 4s1p Pack Löten lassen, mit Ladeschutz und Balancer, wie es sich eben gehört, dauerhaft aneinander, diese beide dann parallel schalten, geladen werden die beide Packs zusammen mit Balancer.
Ich brauche zwei packs, um das Gewicht besser verteilen zu können. A123 Zellen sind zu groß und zu Teuer, Flachzellen hören sich doch gut an, oder? Im Internet gibt es nicht SEHR viele Erfahrungsberichte
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