Frage: Wie laden? Master-slave?


Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Anlässlich der Tornadisierung von Stephans Hüpfer habe ich mir ein paar grundliegende Überlegungen gemacht. Dabei geht es einmal um Delta-Peak, was unbestritten das Verfahren der Wahl ist, es ist ein Temperaturmessverfahren, dadurch hervorgerufen, dass bei wachsender Temperatur die Zellenspannung sinkt. Da man am besten die Messleitung von der Ladeleitung wegen möglicher Wackelkontakte trennt, messen die besseren Lader in einer Ladepause.
Ich meine, das ist nicht nötig. Es genügt, einen schwachen Lader, z.B. für Modellbatterien oder Stephans 8-Amperelader mit dem Akku zu verbinden, die Delta-Peakelektronik ist die gleiche, wie bei einem großen Lader. Wichtig wäre jetzt nur, dass der Ladestrom tüchtig erhöht wird, durch ein zugeschaltetes, zweites Ladegerät, völlig ungeregelt, mit eigenem Anschluss an der Batterie, das von dem kleinen Lader mit ausgeschaltet wird. Ein Lade-Booster, sozusagen.
Wie aber schaltet man dieses sicher aus? Es müsste der Ladestrom des kleinen Laders herangezogen werden, ohne, dass man zu sehr die Ladespannung beeinflusst: Ich stelle mir als ein zuverlässiges Verfahren vor, den fetten Lader über ein Relais an das Netz zu schalten , das wenig Leistung benötigt. z.B. 24 Volt bei 20 mA . Dazu würde ich die Wicklung des Relais entfernen und durch eine mit dickem Draht, mit 20mA:8A = 1/400 so vielen Windungen ersetzen, die direkt in die Ladeleitung des kleinen Laders geschaltet wird. Vielleicht gibt es sogar solch ein kleines Niederspannungsrelais kleiner Leistung mit sekundär 400 Volt Spannungsfestigkeit auch fertig? Ansonsten wäre der Umbau einfach.
Fällt dieses Relais beim Erreichen des Peak minus Delta-U ab, unterbricht es die Steuerleitung eines selbsthaltend geschalteten Schützes im fetten Lader, der einfach über dessen Einschalter auf Haltestellung geschaltet wird.
So wird die Ladung eingeleitet:
a) kleines Ladegerät wird eingeschaltet - Stromrelais zieht an
b) großes Ladegerät wird kurz eingeschaltet und gleich wieder ausgeschaltet, die Selbsthalteschaltung bleibt so lange aufrechterhalten, bis das kleine Ladegerät ausschaltet.

Zusätzlich würde ich auf jeden Fall mindestens zwei Waschmaschinen- Thermostaten (Conradapotheke) anbringen, die in Reihe mit der Stromrelais-Sekundärseite geschaltet, mit Sicherheit bei Überhitzung, oder besser, bei einer feinfühlig eingestellten Temperatur, die dann ruhig deutlich unter den üblichen 45 Grad liegen darf, ausschaltet. Nachladen durch nochmaliges Aus- und Wiedereinschalten des kleinen Laders, die Nachladezeit wird dann von einer Schaltuhr begrenzt, da ja der Deltapeak überschritten wurde.
Wegen der Kostbarkeit der Tornadozellen wäre aber zu überlegen, ob es sinnvoll ist, auf kurzen, fette Reflexentladeimpulse von 5% des Ladestromes zu verzichten, die ja das Kristallwachstum ebenfalls verhindern sollen. Ich vermute, die Tornados arbeiten ohne Reflex, die Batteriefirmen wollen schließlich verdienen und man könnte die ausgelutschten, angeblich defekten Tornadozellen bei unserer liebevollen Pflege zu neuem Leben erwecken.
Dabei wäre allerdings ein doppelter Booster, für den Ladestrom, und die Entladeimpulse, an einen fertigen Reflexlader anzubauen erforderlich, eigentlich auch kein unlösbares Problem. Verzichtet man auf die 5% Energie, die die Refleximpulse beanspruchen, braucht man den Ladestrom in der Reflexzeit nicht zu unterbrechen. Über eine relativ kleine Drossel mit Luftspalt lässt sich sogar diese Refleximpulsenergie fast vollständig zurückgewinnen.
Wäre ein schönes Projekt, das uns, zusammen mit einem universellen DC/DC-Wandler, von der Festlegung auf spezielle Batterietypen unabhängig machen würde.

Achtung! wenn Zweifel an der Reflex-Religion auftauchen, diese bitte hier weitermelden! Die Tornadozellenladevorschriften zu studieren, könnte ebenfalls interessant sein. Ich bin ja kein Allachemist und kann auch nichts Zuverlässiges dazu sagen. Auf jeden Fall sind zu hohe und vor allem zu schwache Ströme verpönt.
 

Mackgyver

Neues Mitglied
19.05.2006
17
Hallo Bernd,

bitte schmeiß hier nicht die unterschiedlichen Lade/Abschaltverfahren bei der NiCd Ladung durcheinander.

NiCD Zellen haben ein charakteristisches Lade/Entladeverhalten:

1. Sie können mit sehr hohen Strömen bis zu 10 mal C geladen werden, Bleibatts nur bis max 1+ x C

2. Sie können sowohl mit ansteigenem, konstantem oder gepulsten Strom geladen werden.

3. Sie können sehr hohe Ströme bis zu 50 mal C abgeben (im Modellbaubereich, ein Hotliner kommt schnell mal auf einen Spitzenstrom bis 100A)

4. Beim Ladevorgang muss bedingt durch den Wirkungsgrad der Zellen ca. 120 % der entnommenen Energie wieder zugeführt werden.

5. Während des Ladevorgangs steigt die Spannung bis ca. 1,4 - 1,6V an, danach kann die Zelle kaum bis keine weitere Energie aufnehmen und wandelt die zugeführte Energie in Wärme um. Hier greifen die Abschaltmethoden!
5.1 Abschalten mit der Temperaturmethode, hier wird bei einer Bestimmten Temperatur der Ladevorgang abgebrochen (im Modellbau ca. 30 °C). Leider Hat diese Lade/Abschaltmethode immer noch die Umgebungstemoperatur als Störgröße.
5.2 Die Delta Peak Methode, hierbei wird der Umstand genutzt, das eine Zelle bei Sättigung ja die zugeführte Energie in Wärme umwandelt aber gleichzeitig fällt in dieser Phase auch die Spannung ab! Das bedeutet, die steigende Spannungskurve sinkt wieder, diesem Peak wird eine Schwellenspannung zugeordnet und wenn dann der Wert ein bestimmtes Delta (Lücke/Unterschied) erreicht hat schaltet die Ladeelektronik den Ladevorgang ab. Diese Methode ist die "Sanftere" mit weniger Störgrößen und die Akkus werden trotzdem zu 100% geladen.

Gerade aus dem Modellbaubereich gibt es viel mehr Erkenntnisse im Laden von NiCd oder NiMh Akkus. Eine gute Zeitschrift die für uns übertragbar ist ist, ist die "Elektromodell". Hier werden immer mal wieder die unterschiedlichsten Akkus vermessen. Es gibt aber auch sehr gute Bücher zu Akkus und Ladegeräte von Dipl. Ing. Lutwig Retzbach, so einem Elektropapst

Gruß Mackgyver
 

peter

Neues Mitglied
12.08.2015
0
Hallo Bernd
Master-Slave Schalter giebt es bei ELV mit einstellbarer Ansprechschwelle.
Habe auch schon Mehrfachsteckdosen mit einstellbarer Schaltung gesehen.
Gruss aus dem Schwabenland
Peter
 

Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Sorry, ich wusste nicht, dass dies allgemein bekannt ist und solche Geräte käuflich sind. Die Spannungsdifferenz zum peak ist meistens so bemessen, dass 45 Grad erreicht werden, was eigentlich nicht nötig ist, außer bei hohen Außentemperaturen. Da ich mich nie auf ein elektronisches Gerät voll verlassen würde, mein Vorschlag mit den zusätzlichen, robusten Temperaturfühlern aus der Waschmaschine. Ich halte den Vorschlag nicht für sinnlos, weil er auch Bleibatterien vor dem Schlimmsten, z.B. bei Zellenkurzschluss bewahrt. Dann kommt es leicht zur endlosen Überladung, obwohl die dabei entstehende Wärme die Überladung in Grenzen halten würde.
Natürlich müsste für Bleibatterien die temperaturkorrigierte Höchstladespannung , möglicht während einer Ladepause, gemessen werden. Manche Geräte erkennen dabei auch einen Zellenkurzschluß. Der universelle "Booster" ist bei allen Ladeverfahren der gleiche. Nicht aber das Ladeverfahren. Die Temperaturbegrenzung passt auf alle Verfahren, am besten natürlich mit einem komfortablen Differenztemperaturregler, aber es ist auch zumutbar, die Begrenzungstemperatur auf 10 bis 20 Grad oberhalb der Umgebungstemperatur von Hand einzustellen.
Da dies nur eine ZUSÄTZLICHE Sicherheit darstellt, ist die Einstellung eigentlich unkritisch. Natürlich gibt es bessere Ladegeräte, die schon alle Sicherheitseingänge an Bord haben.
Sorry, dass ich als I-Dotz wage, solch einen Vorschlag zu machen...ich setze mich jetzt wieder auf meine Bank.
 

Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Ehe jemand Probleme mit meinem Vorschlag für den Ladebooster bekommt, ist es unbedingt erforderlich, vorher in Erfahrung zu bringen, ob das kleine Mastergerät mit dem Ladeprozessor Ladepausen für die Spannungsmessung einlegt, oder gar den Ladestrom in Impulspaketen liefert. Dafür ist mein booster-Verfahren nicht geeignet, weil dann das Stromrelais dauernd takten würde und sehr bald zerstört wäre. Meine Abschaltvorrichtung ist ausschließlich für den kontinuierlichen Betrieb mit einmaliger , dauerhafter Abschaltung bei der ersten eintretenden Ladepause geeignet. Das Gerät würde gleich beim ersten Impuls eines master-Geräts abschalten, also, gegebenenfalls sofort. Takten ist auf keinen Fall, wegen der hohen induktiven Lasten zulässig. Wegen der Risiken beim Einsatz eines elektronischen Relais, das Takten verträgt, möchte ich hier aber keinesfalls dazu raten, dieses selbst zu probieren. Taktet das Gerät erst nach Überschreiten des peaks, ist alles in Ordnung, dann ist das booster ja bereits abgeschaltet.
Ladepausen für den Messvorgang treten vor allem bei Reflex- und aufwendigeren Ladegeräten auf. Diese sind nicht für das hier beschriebene booster geeignet. Eine Anpassung auf diese Betriebsweise möchte ich aber hier nicht darstellen, da sie zu viele Risiken birgt... Ich traue übrigens keinem Ladegerät über den Weg, das nicht über eine zusätzliche Thermosicherung zusätzlich gesichert ist, die nach der ersten Temperaturüberschreitung (25 Grad Übertemperatur sind meist zu viel) dauerhaft abschaltet. Das gilt für jedes Ladegerät größerer Leistung.
 

Anmelden

Neue Themen

Adblock ?

Wir verstehen, dass Werbung nervig sein kann!

Der Adblock macht einen großartigen Job bei der Blockierung von Anzeigen, aber er blockiert auch nützliche Funktionen unserer Website. Für die beste Website-Erfahrung deaktiviere bitte deinen AdBlocker.

Alternativ wird die Meldung wird nicht mehr angezeigt, wenn du angemeldet bist.
Als Mitglied kostenlos registrieren
Login für Mitglieder

Ich habe meinen Adblock deaktiviert!