Links zum Thema Ladungsausgleich bei Batterien

[Emil]

http://www.formulasun.org/asc/tech/SAE_2001-01-0959.pdf
http://power.ece.uiuc.edu/Balog/images/intelec02.pdf
http://www.smartsparkenergy.com/pdf/SS_bateq1.pdf
http://www.smartsparkenergy.com/pdf/batteq2.pdf
http://www.smartsparkenergy.com/pdf/batteq3.pdf
http://www.geocities.com/sorefeets/balancerland/
http://www.skiebus.com/bms.htm
http://www.powerdesigners.com/products/PowerCheq/PowerCheq.shtm
http://www.manzanitamicro.com/parts.htm
http://www.acev.fi/bms.htm
http://www.espipd.com/Battery_Equalizer.pdf
http://www.acev.fi/bms.htm
http://www.rockygrove.com/products/invertrs/vanner.html
http://www.vanner.com/htm/pro_01.htm?series_sku=3195361503151112&a=a&pt=3
http://shop.altenergystore.com/items.asp?CartId=5934791-EVEREST-ZKCVQ712&Cc=DCVOLTCN
http://www.analyticsystems.com/datasheets/bcd301d.pdf
http://www.solarconverters.com/eqlist.html
http://www.redarc.com.au/ce-techspec.htm

Viel Spass,
Emil

 

[Bernd Schlueter]

Super, wird sofort studiert.
Mein Herzenswunsch wäre jetzt noch das gleiche für Lithiumakkus der verschiedenen Bauformen. Aber nicht einmal die Hersteller scheinen ihre Produkte zu kennen. Wir, die Anwender, müssen erst die Daten liefern oder aus dem hohlen Ärmel schütteln.
Auch bei den SAFT-Lithiums bleibt einiges völlig unklar.
Eines aber scheint bei Lithium klar: Auch dessen Elektroden erleiden beim Ionenaustausch viele verschiedene "Pseudokristallumwandlungen" mit Volumenänderung, wenn auch im nur geringen Maße. Findet die Ladung/Entladung zwischen zwei solchen Stufen statt, ist die Abnutzung um Zehnerpotenzen geringer.

Lithium darf man überhaupt nicht gasen lassen und auch nicht unter 2,8 Volt entladen. Sofortige Zerstörung ist die Folge. Brand beim Überladen.

 

[Bernd Rische]

Hallöchen,

zu dem Thema Ausgleichslader (z.B. PowerCheq Ausgleichslader usw) finde ich den Link vom Emil http://www.smartsparkenergy.com/pdf/SS_bateq1.pdf recht interessant. Wäre das nicht vielleicht mal ein Bastelprojekt für unsere Experten hier Forum?

Denn die Idee mit dem Kondensator der von der höheren Batterie geladen wird und dementsprechend von der niedrigen entladen wird ist doch eigentlich nicht Dumm und in meinem unerfahren Leichtsinn als nicht so schwer so realisiebar angesehen. Die Ansteuerung der (Power)Mosfets dürfte doch nicht so komplex sein. Da ich mich doch gar nicht drum kümmern muss, welche der beiden Batterien die mit den höheren Voltzahl ist. Man müßte doch eigentlich nur berechnen wie gross der Kondensator ist und wie schnell ich die Umschaltung machen muss, damit er am effektivsten geladen und entladen wird.

Vielleicht bekommen wir doch mal hier noch ein Bastelprojekt hin, das mal in ein Schaltplan endet der von vielen umgesetzt werden kann. ;-)
Ich hoffe nun auf "konstruktive" Vorschläge ;-)

Bis denne

Berny

 

[Bernd Schlueter]

Bernd,endlich, ein Schaltplan für einen kapazitiven Equalizer! Der ist tatsächlich so aufgebaut, wie ich es mir vorstellte und leicht, auch für sehr viele Zellen kaskadierbar. Wenn ich von 1000 Mikrofarad bei 30 kHz Frequenz ausgehe, komme ich auf einen Equalisierungsstrom von 30 Ampere pro Volt Spannungsabfall, dazu kämen die geringen Spannungsverluste der Mosfets. Eigentlich sehr leicht zu bauen und unkritisch, der Ausgleichststrom dürfte wohl auf 20 Ampere begrenzt bleiben müssen.
Wenn ich einmal die simple Ansteuerplatine außer Acht lasse, kommen bei einer umfangreichen Kaskadierung etwas mehr als zwei Mosfets für je 80 Cent, ein Elko für vielleicht 1 Euro, notfalls diese Filterkondensatoren (falls die überhaupt erforderlich sind) und ein geringer Anteil an wenigen größeren Kondensatoren, die über die ganze Kaskade für Ausgleich sorgen. Mit Platine sollte so etwas für unter 5 Euro pro Block oder, bei Lithium, pro Zelle erschwinglich sein.
Etwas billiger, und womöglich leistungsfähiger, sollte das evtl. mit einem von mir vorgeschlagenen induktiven Ausgleichslader gehen, der sowohl bei Ladung und Entladung wirksam wäre. Hier treten die Spannungsverluste in erster Linie durch das Streufeld der Trafos auf, da die Leistungshalbleiter (abgesehen von der Ansteuerung) auf einen einzigen Mosfet beschränkt sind, weshalb ich mich zu der Abschätzung von bis zu 50 Ampere Ausgleichsstrom bei 0,5 Volt Spannungsdifferenz hinreißen lasse. Das Ding benötigt nur leider Strom von "außen".

Inzwischen reift allerdings bei mir ein Konzept für einen solchen einzelzellenüberwachten Equalizer, der für jede Zelle den vollen Motorstrom, also auch im vollentladenen Zustand, tragen kann und somit Tief- und auch Überladung einer beliebig großen Lithiumakkukaskade ausschließen kann.
Bei kapazitiven Equalizern wäre der Aufwand z.B. für das Twike, oder auch schon für das Cityel, zu groß.
Ich habe noch keine Erfahrung mit Elektroautos und deren Batterien und kann nicht abschätzen, wie vordringlich solch ein Equalizer, auch für andere Akkutypen, wäre. Meine ersten sonnigen Vorstellung habe ich auf Anraten von Gunther erst einmal auf Eis gelegt und würde jetzt gleich mit geschalteter Einzelzellenüberwachung arbeiten. Der Ausgleichs"entlader" wäre damit eine Einheit mit dem Ausgleichsladegerät. Nicht mehr Teil eines Wandlers für die Motorspannung, und natürlich, wegen der jetzt aktiven Einzelzellenüberwachung und darauf angepassten Ansteuerung der Transistoren, deutlich aufwendiger. Zwei Leitungen zu jedem Zellenanschluss, eine
für die Ausgleichsladung, eine zur Spannungsmessung.
Was ich immer noch nicht weiß, ob ein 100% gepulster Ausgleichstrom, also mit HF-Anteil von z.B. 30 kHz, schädlich für Batterien ist. Die Experten sind sich uneinig. Mit zwei Gegentaktausgleichsladern, also doppeltem Aufwand, lässt sich dieses "ripple" weitgehend vermeiden. Einfach wegfiltern, ist nicht möglich.
Der kapazitive Equalizer hat einen erheblich höheren ripple. Schließlich muss mit einem winzigen Kondensator die ungleich hohe Kapazität der Akkus "umgeschaufelt" werden.
Bernd, weißt Du, ob diese kapazitive Ausgleichsschaltung patentgeschützt ist?