Ladegerät


Peter Pott

Mitglied
04.04.2006
55
Liebe Kollegen,
zusammen mit einem Kollegen hier an der Uni werde ich ein modulares Ladegerät für verschiedene Akkutypen entwickeln. Ich hoffe, das wir das so hinkriegen. Das Gerät besteht aus n Systemen für n Akkus und einem gemeinsamen Microcontroller, der per Datenkabel zur Programmierung an den PC angeschlossn werden kann. Das Gesamtgerät muss dann noch mit einer externen individuellen Spannungsquelle verbunden werden. jeder Kanal einzeln, wenn parallel geladen werden soll, eine gemeinsame Quelle, wenn sequentiell geladen werden kann.
Jetzt brauche ich noch ein paar Tipps:
ICH brauche das Ding für die Bleikisten in meinem EVT, da reicht ein System, das sowohl Strom und Spannung der angeschlossenen Akkus als auch deren Temperatur misst. Nur wo am Akku misst man am besten die Temperatur?.
Ich plane ein System, das 3 Ladestufen hat, deren Werte man individuell einstellen kann. JEMAND anderes könnte das System auch für andere Akkuprinzipien nutzen.
Primär würde es ein geregelter Vorwiderstand werden, aber u.U., wenn das günstiger für andere Ladeverfahren wäre, könnte man auch gleich eine Pulsbreitenregelung bauen.
Jetzt kommen die Fragen: mögen Bleiakkus sowas? Welche Pulsfrequenzen sind den noch möglich? Ist es machbar, die n Akkus innerhalb eines Pulszykluses sozusagen sequentiell, dafür mit dem n-fachen des Dauerstromes zu laden?
Welche Ladeverfahren sind denn für NiCads, LIPos, NiMh so brauchbar?

Fragen über Fragen...

Beste Grüße

Peter
 
K

Karl

Guest
Hallo Peter!
jetzt gehst Du aber schwer in die Tiefen der Akkuladetechnik ! Glückwunsch!

Das System sollte so gestaltet sein, daß am Anfang der Ladung der höchste verfügbare Netzstrom gezogen werden kann aber nicht überschritten wird!

Eine Temperaturmessung sollte optimal natürlich in jeder Zelle erfolgen, dies ist aber unpraktikabel, daher ist wohl eine Messung an jedem Block vorzuziehen.
Das einfachste ist wohl eine Anschraubung an einem Pol, thermisch sind diese ja sehr gut mit dem Inneren der Batterie verbunden.
Einen geregelten Lastwiderstand lehne ich ab, es ist sinnlos, die Umwelt noch mehr aufzuheizen! Außerdem mußte man exteme Leistungen "verbraten" - bei einer vollen Batteriekonfiguration z.B 3,5 kW ( wenn 16 A ab 230 V genutzt werden sollen)!
Zur Pulsfrequenz gibt es viele Therorien , ab 50 Hz funktioniert es aber wohl einigermaßen.
Wie wollt ihr bei sequentieller Ladung 3, 5 kW ( mindestens ! besser wären 10 kW! ) also ca. 250 bzw.ca.750 A pro 12Volt Block schalten?


Sonnenelektrische Grüße

Karl
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hallo!

Das mit dem Lastwiderstand wäre ein absoluter Rückschritt, vergesst das bitte ganz schnell wieder.
Stand der Technik sind Schaltnetzteile, aber mit 3KW ist das auch nicht so ganz trivial, zumindest nicht zum selbst "basteln".
50Hz halte ich für deutlich zu wenig. ich würde eher so richtung 10 bis 25KHz gehen.
je höher desto besser, einerseits für die Akkus, andererseits hört man es ab 20 KHz nicht mehr. alles drunter schon. Andererseits steigen natürlich mit höheren Frequenzen die Schaltverluste.
Bei 3 KW brauchst du da aber auch ganz ordentliche komponenten, angefangen bei den Schaltern (FETs oder IGBTs) bis hin zur Drossel zum Glätten. Und bei den Strömen (3KW bei 12V sind immerhin gute 250A) wirst du auch ganz nette Effekte erleben. z.B. stromverdrängung in den Leitern / Skineffekt usw.
10 KW halte ich übrigens für zu viel, da die wenigsten eine Steckdose haben, die das bringt. üblich sind 230V 16A, das sind ca. 3,5KW.
Ich würde mich aber erst mal an 500W oder 1KW versuchen, das ist schon ne Menge... Oder habt ihr schon Erfahrung auf dem Gebiet?

Was macht ihr denn an der Uni? Was für ein Fachbereich?

Ach ja: Ronald Preuss hat ja auch ein Modulares Ladegerät entwickelt. Das sah für mich verdammt gut aus. Aber anscheinend war das Interesse daran nicht groß genug, um es fertig zu entwickeln. Auf meine Mails hat er leider nie geantwortet.

Viele Grüße

Gunther
 
K

Karl

Guest
Hallo Gunther,
ich stimme Dir zu, nur in einem Punkt widerspreche ich:
Für Leute die große Strecken mit Elektroautos wirklich fahren
sind 10 kW ( 16 Ah Drehstromdose, bei 32 A wären es 20 kW!) Ladeleistung unabdingbar! Das ist Stand der Technik!
1 kW Ladeleistung ist Kinderspielzeug und nicht zukunftsfähig.
Jede vernünftige Photovoltaikanlage gibt einige kW ab!

Sonnenelektrische Grüße
Karl
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hallo Karl

Du hast Recht. Jede ordentliche PV anlage gibt einige KW ab. ABER: bei einigen hundert Volt! D.h. die Ströme sind relativ klein.
Ich kenne deinen Hintergrund nicht. Aber hast du mal versucht, ein Netzteil mit 1KW und einer Ausgangsspannung von 12V zu bauen? Ich habs mal mit 300W und 50V versucht. ging auch einigermaßen. aber zwischen 300W bei 50V und 1KW oder gar 10KW bei 12V liegen welten!
Ich will hier niemanden davon abhalten, es zu probieren! Aber da ich auf dem Gebiet meine Erfahrungen gesammelt habe, rate ich, etwas kleiner anzufangen. Wenns klappt, dann ist es fein, dann kann man ja an höhere Ziele denken.

Aber wenn jemand ernsthaft vorschlägt, bei 3KW nen Vorwiderstand zur Leistungseinstellung zu benutzen, dann bezweifle ich einfach mal, dass er sich in der Thematik so gut auskennt, um auf Anhieb ein funktionierendes 10KW Netzteil bauen zu können.

Verdammt, so langsam müsst ihr echt alle denken, ich bin der totale Pessimist. Nun ja. Stimmt nicht ganz. Gebrannte Kinder eben...

Viele Grüße

Gunther
 
R

Ronald Preuss

Guest
Hallo Gunther,

Ronald Preuss hat hier geschrieben,

daß er das Projekt mangels Interesse einstellt. Gebaut habe ich einen 3 Block Lader, einen 4 Block Lader, einen
10 Block Lader, einen 11 Block Lader und zwei 14 Block Lader. Alle bringen
2,4 Kw. Für diese Technik von mir gibt es ein Patent.

Richtig erkannt ist von dir, daß man zum Bau eines solchen Gerätes schon etwas Erfahrung haben muß oder man muß sie sich erarbeiten. Ich selbst habe von den ersten Versuchen bis zum ersten Prototypen immerhin 2 Jahre gebraucht und dabei meine ganze Kohle verbraten, den für solch eine Idee findet mal leider keinen Geldgeber - andere bekommen da was für absolut sinnloses bei uns. Nun das ist eben so und darum muß ich mich jetzt wieder der realen Arbeit zuwenden um meine finaziellen Verluste aufzuarbeiten.

Gruß Ronald
 
K

Karl

Guest
Hallo Ronald,
die erste Seite Deiner Offenlegungschrift ( www.depatisnet.de ) hat mich nicht sehr erhellt. Was würde mich denn ein 12 Block Lader 144V , am liebsten 3,5 kW so kosten?

Mit sonnenelektrischen Grüßen

Karl
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hallo Ronald!

Ja, das habe ich hier gelesen. Ich hatte dir aber auch schon mal 2 Mails geschrieben.
Dass kein Interesse an dem Produkt an sich besteht, glaube ich immernoch nicht. Allerdings sind 2500,- halt schon ein Wort. Das war der Preis, den es für mein Auto gekostet hätte. Ich denke, dass das der Grund für das verhaltene Interesse ist.
Das Problem ist halt auch einfach, dass kaum jemand so einfach mal so viel Geld für ein Ladegerät ausgibt, von dem es noch keine langfristigeren Felderfahrungen gibt. Die ersten Erfahrungen sahen aber sehr vielversprechend aus.
Wenn ich sicher weiss, dass meine Akkus dann 2 oder 3 mal so lange halten, geb ich dir die 2500,- für das Gerät sofort!

Nun ja, wie dem auch sei. Ich weiss, dass so eine Entwicklung viel Geld kostet, und die Patentanmeldung nochmal genausoviel. Das muss man natürlich erst mal wieder rein holen... insofern verstehe ich auch deine Preisvorstellung.

Wie ich dir auch schon mal geschrieben habe, arbeite ich als Entwickler in einer Elektronikfirma. Falls du also das Projekt nicht komplett an den Nagel gehängt hast, könnte ich dir evtl etwas Unterstützung anbieten. Bei Interesse, meine Mailadresse hast du ja...
Ich jedenfalls fände es schade, wenn das jetzt irgendwo verstaubt...

Viele Grüße

Gunther
 
R

Ronald Preuss

Guest
Hallo Gunther, verstauben soll die Sache nicht, aber nach so langer Zeit ohne
wesentliche Einnahmen muß ich nun erst mal meine finanziellen Sorgen etwas verkleinern, denn die Leute die mich dabei Unterstützten wollen mich nicht immer
am Tropf hängen sehen. Die Kosten für einen solchen Lader hängen natürlich auch mit den hohen Kosten allgemein bei uns in Deutschland zusammen, und des weiteren sind alle Geräte bis jetzt Handarbeit. Wie viel Aufwand soetwas macht weiß jeder der sich mit Elektronik beschäftigt.

Deshalb bin ich auch manchmal so über die Vorschläge und Vorstellungen einiger
Personen hier sehr überrascht.

Gruß Ronald
 

Josef Kronreif

Neues Mitglied
18.02.2005
2
Niederalm, 2005 02 19

Sehr geehrter Herr Kufner!

Wie immer bei Neuentwicklungen sind die Entwicklungskosten auf
die Zahl der potentiellen Kunden aufzuteilen!

Wenn ein Diesel- oder Benzinauto zu entwickeln als Beispiel dienen darf:
Hier kommen Entwicklungssummen von mehreren HUNDERT
MILLIONEN EURO zusammen- wenn Sie die hohe Zahl an Kunden nicht
hätten könnten alle Autofabriken zusperren!

Wenn Sie ein Ladegerät entwickeln und Sie schaffen es nicht, einen
Kundenstamm anzusprechen, der groß genug ist, um den
Entwicklungskostenanteil erträglich zu halten, vergessen Sie es!

Ich lasse mir für meinen EVT4000e 48V-Pack gerade ein Angebot für einen
ECS-Lader erstellen- für Interessierte unter dem Namen Wiesspeiner
und Pb- Ladetechnik tolle Information zum Patent zu finden-
wenn der wesentlich mehr kostet als der von der Grazer Firma Streamline
schon angebotene Lader für 24-Volt Fahrzeuge (350 EURO) überlege ich,
meine vier 12V Akkublöcke immer als Paar zu laden- ist ja Zeit beim Laden
abends und über die Nacht!

Aber 350 Euro lassen sich noch argumentieren, mehr ist einfach für
diesen Zweck zu teuer- wenn ich das als Vernunftfahrzeug sehe und nicht
als Hobby, bei dem Geld eh egal ist!

mit freundlichen Grüßen

Josef Kronreif
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hallo Herr Kronreif

Sie haben Recht, keine Frage. Aber ich habe ja nichts anderes behauptet. Der Erlös aus dem Verkauf der Geräte muss die Entwicklungskosten voll decken und einen Gewinn bringen. Aber es gibt ja verschiedene Szenarien
1) sehr viele verkaufte Geräte, zu geringem Preis (Konsumgüter)
2) ein bis wenige Geräte, zu sehr hohem Preis (Sondermaschinen etc.)
3) irgendwas dazwischen (hier bewegen sich die meisten, es ist das individuelle optimum zu finden)

Auf das Angebot für die Entwicklung bin ich gespannt. Wenn die Firma das nicht schon in der Schublade liegen hat, dann schätze ich mal auf ca. 10.000 bis 20.000,- Entwicklungskosten. Zumindest, wenn es eine seriöse Firma ist, das Gerät voll Normenkonform und langlebig sein soll, und die Firma bereits etwas Erfahrung auf dem Gebiet hat.

Für nur ein Gerät müssen Sie dann wohl die vollen Kosten ansetzen. Wenn sie natürlich 350 bis 500 Stück bauen lassen, und die dann vertreiben, können 350,- Endpreis incl. etwas Gewinn realistisch sein.

Viele Grüße

Gunther
 
K

Karl

Guest
Hallo Hr. Kronreif,

hier ist eine site die sich jenen Entwicklungen beschäftigt:

http://www.digicamfotos.de/index3.htm?http://forum.penum.de/showthread.php?id=16854

Schlechte Akkus werden auch mit den besten Ladegeräten nicht besser!

Andersherum können natürlich die besten Akkus durch schlechte Ladegeräte schnell zerstört werden.

Sonnenelektrische Grüße

Karl
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Ronald Preuss schrieb:

verstauben soll die Sache nicht
Super! Das freut mich! wie gesagt, ich halte das für ein sehr gutes Konzept.
Die Patentschrift habe ich mir mal angeschaut. Das Prinzip ist klar. Nur sieht es da so aus, als wäre die Regelung der einzelnen Spannungen dann Analog - ist das wirklich so?? Aber gut, Patentschriften sind ja nich dazu da, andere über die Details aufzuklären ;-)
Der wesentliche Unterschied zum Badicheq besteht darin, dass man auch damit Laden kann, und alle Blöcke gleichzeitig geladen werden, oder? Und natürlich auch in der deutlich höheren Leistung.

Die Kosten für einen solchen Lader hängen natürlich auch mit den hohen Kosten allgemein bei uns in Deutschland zusammen, und des weiteren sind alle Geräte
bis jetzt Handarbeit. Wie viel Aufwand soetwas macht weiß jeder der sich mit Elektronik beschäftigt.
jepp, das ist so.

Deshalb bin ich auch manchmal so über die Vorschläge und Vorstellungen einiger Personen hier sehr überrascht.
Hoffe, du meinst damit nicht mich? ;-)
Bin ich aber auch :-/

Wie gesagt, falls du dir vorstellen kannst, dass ich bei dem Projekt behilflich sein kann, gib mir Bescheid. Von der Technik her kann ich dir sicher nicht das Wasser reichen, aber bei allem anderen kann ich evtl durchaus nützlich sein.

Viele Grüße

Gunther
 
K

Karl

Guest
Hallo Gunther,

Deine Patentanmeldung müßte ich auch noch in den Saxi verbauen - wir werden ja alle nicht jünger!

Sonnenelektrische Grüße

Karl
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hi Karl

Ist nicht dein Ernst, oder? du hast meine Patentanmeldung gefunden??? Cool!
Habe eben erst mal gestutzt. Bis mir eingefallen ist, was du meinst ;-)
Ich wusste selbst nicht, dass die online abrufbar ist! Muss ich mir glatt mal anschauen... Leider kommt das so nicht zum Einsatz. Aber ein System, das aus meiner damaligen Arbeit hervorging kommt bald auf den Markt... Auch schön zu sehen, auch wenn ich finanziell nix davon habe...

Gruß, Gunther
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.416
Aber 350 Euro lassen sich noch argumentieren, mehr ist
einfach für diesen Zweck zu teuer- wenn ich das als Vernunftfahrzeug sehe und nicht als Hobby, bei dem Geld eh egal ist!
Bei Conrad gibts sowohl den CCS Ladeprozessor als auch ein Lademodul. Das Lademodul das aber nur bis zu 2 A liefert kostet schon 50 Euro.

Ich sehe keine Möglichkeit für ein Unternehmen bei einem Einzelgerät auf einen Preis von 350 Euro zu kommen wenn dieses eine vernünftige Ladeleistung liefern soll.

Übrigens halte ich die Auswirkungen auf die Lebensdauer der Batterien durch Einzelladung derselben für wesentlich größer als durch irgendein exotisches Ladeverfahren.

Emil
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.416
Hallo Karl,

so wie ich sehe wird das Prinzip des Shared Transformers benutzt um die Batterien zu laden. Das Prinzip ist schon alt. In früheren Recherchen habe ich schon einige US-Patente dazu gefunden. Deshalb kann man allenfalls eine spezielle Ausführung patentieren.

Unter http://www.delphi.com/pdf/techpapers/2001-01-0959.pdf findet man die Prinzipien beschrieben. Diese Prinzipien wurden auch schon ausführlich in der EV-List und in der EVBMS-List diskutiert.

Teuer ist der Trafo der entweder für jeden Batterieblock eine eigene Wicklung benötigt oder man schaltet mehrere Trafos in Reihe, z.B für jeden Batterieblock einen. Das Problem an der ganzen Sache ist die Toleranz der Trafos (< 1%) damit am Ende wirklich bei allen Batterien die gleiche Spannung rauskommt. Problematisch an der ganze Sache finde ich, dass wieder über alle Akkublöcke pauschalisiert wird und nicht auf deren Eigenheiten individuell eingegangen wird.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass dieser Lader/Equalizer ganz sicher besser ist als ein Lader für den ganzen Strang, allerdings Nachteile gegenüber individuellen Einzelladern aufweisst. Er ist ein Kompromiss zwischen diesen beiden Lösungen und hat nur dann eine Chance wenn die Kosten in der Nähe eines Strangladers liegen würde. Dazu bestehen aber nur Aussichten bei höheren Stückzahlen, eventuell durch modularen Aufbau. Denn wenn man heute z.B. 12 IVT-Lader nimmt dann gibt man für 12x8 A gerade 600 Euro aus.

Gruß,
Emil
 
R

Ronald Preuss

Guest
unter google - Ausgleichslader - eingeben. Dieser Bericht wurde für die Zeitschrift
Photon erstellt, die seiner Zeit mir eine Zusage gab in zu Drucken. Leider hat man es dann als die ersten Prototypen, bei mir in meinem Nissan und bei Thomas Schmitz in seinem Hotzenblitz gut arbeiteten verworfen.
Vielleicht möchte auch keiner, daß ein solches Gerät auf den Markt kommt.

Gruß Ronald

Wir haben uns auch erlaubt, ein Patent auf einen Zylindrisch gebauten Akku Anzumelden, der wesentliche Vorteile gegenüber der heutigen Bauart hätte, angefragte Akkuhersteller haben die Vorteile erkannt, - sind aber nicht gewillt sie umzusetzen.
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Wenn das, was in dem Blockschaltbild alles ist, dann hast du recht, Emil.
Aber das glaube ich noch nicht. Ich zumindest würde an die Ausgänge der einzelnen Sekundärwicklungen noch etwas analoge Schaltungstechnik hinhängen. Damit hat man praktisch wirklich parallele Einzellader. So wie ich Ronalds Beschreibung damals verstanden habe, muss das auch so sein.

Viele Grüße

Gunther
 

Gunther Kufner

Mitglied
11.12.2004
120
Hallo Ronald

Dass keiner Will, dass so ein Ausgleichslader auf den Markt will, stimmt definitv nicht. Hier gibt es genügend Leute, die das wollen. Aber sicher gibt es Leute die nicht so glücklich sind, wenn ein neuer Hersteller mit einer neuen Technik auf den Markt drängt.

Das mit den Akkus ist schade. Aber da läuft es wie immer. Klar erkennen die die Vorteile. Aber erstens verdienen sie ja mit der jetzigen Technologie noch ordentlich Geld, weils kaum Alternativen gibt, und zweitens ist es billiger zu warten, bis das Patent ausläuft und erst dann los zu legen, als dir für jedes verkaufte Stück ein paar cent abzudrücken... So wars doch bei sehr vielen Erfindungen, als Beispiel sei der Airbag genannt. Den hätte es auch schon 20 Jahre früher serienmäßig geben können, entwickelt war er schon.

Viele Grüße

Gunther
 

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