Meanwell RSP - Ladestrom begrenzen?

[Sven Salbach]

@matzetronics
Tatsächlich ist mir dadurch noch nie ein Netzteil kaputt gegangen, in den 30Jahren meiner Bastelkariere, also Rückstrom, egal ob Schalt oder Linearnetzteil und ich lade seit noch viel mehr Jahren, Akkus damit

 

[Carl]

Moin!
Eine dynamische Strombegrenzung wäre mit etwas Digitaltechnik möglich. Misst man Spannung und Strom gleichzeitig, kann man schritt für Schritt die Ausgangsspannung am Netzteil erhöhen, bis die gewünschte Stromstärke erreicht wird. Dafür bräuchte man dann einen eigenen Stromsensor (Shunt oder Hall).
Meine Leicht gescheiterte Ladesteuerung konnte sowas, wenn ich denn einen anständigen Stromsensor verbaut hätte.
Ich denke auch dass mehrere Netzteile Parrallel schalten in der Regel kein Problem sein sollte, sofern sie aktive Spannungsregelung mit Feedback loop haben. Klar, schwankt dann der ausgang etwas mehr, aber das ist nicht schlimm.
Meanwells Datenleitungen machen das ganze nur viel besser, weil die Last gleichmäßig auf die Netzteile aufgeteilt wird.
Eine Batterie ist außerdem sehr gut darin die Spannung zu stabilisieren. Da kann sich nichts am Netzteil hochschaukeln, weil die alles schluckt, was man ihr gibt.
Disclaimer: Bin kein Experte, das ist nur das was mein E-Technik verständnis mir sagt.

 

[matzetronics]

Tatsächlich ist mir dadurch noch nie ein Netzteil kaputt gegangen

Finde ich ja gut. Aber empfehlen kann man es nicht, denn weder du noch ich haben Zeit, alle Netzgeräte, die so auf dem Markt sind, daraufhin abzuklopfen. Netzteile sind nun mal Netzteile und Ladegeräte sind Ladegeräte.

 

[Kamikaze]

weder du noch ich haben Zeit, alle Netzgeräte, die so auf dem Markt sind, daraufhin abzuklopfen.

Das alte Problem mit Pauschalaussagen...
Zwar hatte auch ich noch mit keinem meiner Netzteile ein Problem - auch nicht bei Benutzung im Verbund - aber das gilt natürlich deshalb nicht automatisch für alle Netzteile, die es auf der Welt gibt. (Insbesondere chinesische Billig-Varianten haben vermutlich wenig bis keine Schutzschaltungen verbaut.)

Pauschal kann ich derzeit nur sagen, dass die Meanwell UHP-Serie problemlos als Ladegeräte eingesetzt werden kann und auch im Verbund einwandfrei läuft. Leider sind diese Netzteile sehr teuer.

Mein Schnellader besteht derzeit aus drei HP-Netzteilen. Auch die funktionieren bisher problemlos - allerdings habe ich die noch nie zur Volladung genutzt, sondern "nur" unterwegs zwischen 20% und ~90% SOC.
Da hatte der Akku also immer noch genug "Luft" um mögliche Schwingungen wegschlucken zu können.

Einige hier im Forum nutzen auch Delta-Netzteile, die anscheinend recht gut funktionieren.

im täglichen Betrieb nutze ich meinen 500W-Untersitz-Lader ( https://www.akkukaufhaus.de/ladeger...10a-lifepo4-ladegeraet-fuer-life-akkus?c=3769 ), den ich bei Bedarf mit einem zweiten, baugleichen Gerät im Tandem nutze. Bisher sehr problemlos, und die 500W bzw. 10A reichen für >90% aller Ladevorgänge problemlos aus.

 

[Sven Salbach]

@matzetronics ich bin ja kein Schaltnetzteilprofi, aber wieso sollte einem Schaltnetzteil Rückstrom schaden?
Bei allen Schaltbildern die ich kenne, würde da absolut nichts passieren, nicht mal bei Linearnetzteilen kenne ich diesen Effekt, das z.B. der OP-Amp kaputt geht, wie so oft gesagt wird
Hast du mal ein Schaltbild aus dem Netzt, von einem Schaltnetzteil, wo Rückstrom schaden würde?
Kurzzeitig hat ja jedes Netzteil, insbesondere Schaltnetzteile, immer, einen Rückstrom

 

[matzetronics]

Leute, wenn es klappt bei euch, dann klappt es. Schaltpläne von Schaltnetzteilen sind schwer zu finden, ich reparier die Dinger bloss. Und meistens ist auf der Sekundärseite eine Anordnung mit TL431 und Optokoppler, der den Feedback auf die Primärseite gibt und die Regelung darstellt, zumindest bei den kleineren Modellen.
Gute Servernetzteile sind auf Redundanz ausgelegt, so das parallelschalten von Ausgängen klappen sollte (und tut es ja auch).
Nur, wenn eine der sekundären Gleichrichterdioden durchschmilzt, gibt es ein riesen Problem.

Wer allerdings meint, mit dem Parallelschalten von 5 Chinaböller Netzteilen ein gutes HP oder Meanwell ersetzen zu können, der sei gewarnt, das geht sicher schief.

nicht mal bei Linearnetzteilen

Linearnetzteile haben den Längstransistor und dann den Emitter desselben am Ausgang. Die BE Diode bricht bei Rückspeisung durch (ist ja eine Z-Diode) und kann dann den Transistor zerstören. Da würde ich es also auf keinen Fall probieren.
Aber ich wollte jetzt keine große Diskussion darüber vom Zaun brechen, sondern lediglich ein wenig Vorsicht anraten.

 

[benjARRRGHmin]

Ich bin begeistert was ich da für eine umfassende Diskussion angeregt habe!
Aber für meinen Anwendungsfall ist das parallelschalten eh mal gegessen.
Ich vermute, dass ich vermutlich die meiste Zeit mit dem kleinen Netzteil laden werde und nur bei mir in der Werkstatt, wo auch die Infrastruktur stimmt, mit dem großen Netzteil reinbügle.

Ich hoffe ihr nehmt es mir nicht übel, wenn ich die Frage hiermit erweitere. Jetzt wo soviele mit mehr Wissen und Praxis mitlesen. Also:
Wie handhabt ihr das wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist? Bleibt das Netzteil weiter aktiv bis ihr den Stecker zieht, oder schaltet ihr das Netzteil mit irgendeiner Steuerung ab wenn voll ist? Mir ist vorhin ein Nachlaufrelais in den Sinn gekommen, welches nach der ungefähren Ladezeit von komplett leer bis ganz voll das jeweilige Netzteil abschaltet...

 

[Carl]

Für sämtliche Lithium Akkus gilt: Nach dem Constant-Current Laden folgt das Constant-Voltage Laden. Dieses sollte unbedingt nach erreichen eines Ladeschlussstroms (0,05C auf max. 3,65V bei Lifepo4) beendet werden, sonst schadet man den Akkus. Selbst wer nur bis 3,4V pro Zelle läd wird irgendwann den Akku überladen, wenn man das nicht tut. Nicht bis hin zum Peng, aber in die erhöhte Degradation.
Ich habe eine Ladesteuerung gebaut, die sich darum kümmert, viele andere haben eine Abschaltung bei erreichen der Ladeschlussspannung.
Schau doch mal in "Ladesteuerung Meanwell". Da wurde eine ähnliche Diskussion geführt.
Gruß,
Carl

 

[Kamikaze]

Wie handhabt ihr das wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist? Bleibt das Netzteil weiter aktiv bis ihr den Stecker zieht, oder schaltet ihr das Netzteil mit irgendeiner Steuerung ab wenn voll ist?

Bei meinem Schnellader gibt es keine Abschaltung.
Da ist die Ladeendspannung bei 3,5V/Zelle eingestellt und gut.
Da ich den ohnehin nur dann nutze, wenn es schnell gehen soll/muss, bin ich da ohnehin in der Nähe und beende die Ladung, wenn ich weiterfahren will (also idR. bei zwischen 75% und 95% SOC).
Da brauche ich also faktisch keine Abschaltung, da sogar bei Erreichen der Ladeendspannung easy genug Zeit bleibt, bis ich wieder am EL bin, dass keine Schäden zu erwarten sind.

Mein Garagenlader hatte mal eine Schaltung, die bei Erreichen eines Mindeststromflusses bei gleichzeitiger Einhaltung der eingestellten (Ladeend-)Spannung das Netzteil abgeschaltet hat und erst bei unterschreiten der eingestellten Spannung -0,5V (meine ich) wieder eingeschaltet hat.
War nicht optimal aber gut genug, um im Sommer den Sonnenstrom besser nutzen zu können, als mit dem Untersitz-Schnarchlader.
Diese Abschaltung ist inzwischen leider defekt - deshalb hat auch dieses HP-Netzteil inzwischen keine Abschaltung mehr.
Zur Sicherheit habe ich dort die Spannung auf 3,4V/Zelle beschränkt. Dann dauert es ziemlich lange, bis die Zellen wirklich voll sind bzw. überladen, da die Ladeleistung asymptotisch sinkt, wenn die eingestellte Spannung erreicht wird.
Normalerweise schaltet da vorher die PV-geführte Steckdose ab.

Wenn ich über Nacht lade, oder das EL dauerhaft geladen wird (sprich: wenn ich vergessen könnte, den Lader ab zu stecken), nutze ich den Untersitz-Lader.
Das ist ein echtes Ladegerät und schaltet bei Erreichen von 3,65V/Zelle ab und bei Unterschreiten einer gewissen Spannung wieder an.
Die Abschaltspannung ist mir persönlich zwar etwas zu hoch, aber das Teil ist leider nicht einstellbar.
Wenn ich daran denke (und genug Zeit ist, dass das EL definitiv voll wird), dann nutze ich entweder die PV-geführte Steckdose oder eine Zeitschaltuhr, um den Lader zu längeren Pausen zu zwingen.

Generell halte ich das Thema Akku-Alterung bzw. besonders schonende Ladung aber inzwischen für weitgehend akademisch.
So lange man die Zellen nicht massiv misshandelt (z.B. dauerhaft auf >95% SOC hält, bei gefrohrenem Akku fährt, den Akku tiefentlädt, oä.) sollten moderne LiFePo4-Zellen ein EL-Leben lang halten.
Ich habe 2021 den alten EL-Akku (eingebaut ca. 2006, wenn ich den Notizen des Vorbesitzers vertraue) nur deshalb getauscht, weil ich mehr Reichweite wollte. Die Zellen arbeiten nun in einer großen Camping-Powerbank weiter. Diese Zellen sind jetzt ca. 17 Jahre alt und funktionieren noch wunderbar. Nur das Verhältnis zwischen Gewicht/Baugröße und Kapazität ist bei modernen Zellen natürlich deutlich besser.

 

[benjARRRGHmin]

Danke für die ausführlichen Antworten!

War mir eben nicht ganz sicher, was tatsächlich passiert wenn die Zellen mal ein paar Stunden bei angenommen 3.5V/Zelle am Netzteil baumeln.
Hatte nun schon im HInterkopf, ob ich nicht per µC mein BMS auslese und dann entsprechend die Meanwells mit ihrem Remote ON / OFF Eingang deaktivere bzw. aktiviere.
Bin jedoch ein Freund von möglichst einfachen Lösungen

 

[Kamikaze]

Bin jedoch ein Freund von möglichst einfachen Lösungen

Einfachste Lösung mMn: Ausstecken, wenn voll.
Zweiteinfachste Lösung mMn. "ausstecken lassen" (z.B. mit sowas: Timer-Schaltuhr)
Die Komplexität kann man natürlich beliebig skalieren.
Im Sommer nutze ich z.B. auch gerne meine Wallbox, weil die auch mehr Leistung problemlos verkraftet und gleichzeitig PV-geführt arbeiten kann (auch wenn das EL keine Leistungsmodulation unterstützt).

 

[Sven Salbach]

Bei mir regelt der Bordcomputer es so, (glaube so hatte ich es damals vorgegeben, habe es immer mal angepasst) Er lädt bis Spannung X(3,5V á Zell) und wartet dann bis Strom unter Y oder 30Minuten Spannung X halten ab Strom unter Wert Y

Irgendwie so, das läuft seit jeher super, ist nicht 100%, aber musste mich da nie um was kümmern
Vielleicht stelle ich den Bordcomputer bei Gelegeneheit mal hier als Kleinprojekt rein.
Momentan überarbeite ich ihn komplett und lasse Erfahrungen mit in die HArdware einfließen, was mir z.B. gefehlt hat etc

 

[benjARRRGHmin]

Wenn sich mal Zeit findet, werde ich versuchen mein BMS über UART per Arduino auszulesen. Da hier eh schon Strom und Spannung einigermaßen vernünftig gemessen werden, kann ich gleich diese Werte verwenden und eine ähnliche Logik wie von Sven beschrieben verwenden, um damit dann die Meanwells zu schalten. Aber mal schauen, wann sich dafür Zeit finden lässt

 

[laase]

Weil hier über Schaltnetzteile als Ladegeräte gesprochen wurde: die größten Unterschiede bestehen m.E. darin, dass a) ein SNT kein Ausgangs-Trennrelais oä hat, b) ein "normales" SNT konstruktionsbedingt auf der Sekundärseite einen recht hohen Ruhestrom zieht und c) das SNT über keine explizite IUIa Ladekennlinien-Regelung verfügt.
a) kann und sollte man ändern, damit die Batterie in den Standpausen nicht leergenuckelt wird. Ich nutze auch ein Meanwell RSP1500 und habe eine "Mosfets-Batterie" (3 parallel geschaltete 60V Power-Mosfets mit niedrigem RDS_on auf Alublech) als Relais verwendet. Sie werden eingeschaltet, sobald auch das Netzteil hochgefahren ist und Spannung liefert. Da sie (zumindest bei mir) high-side verbaut sind, muß man eine Treiberspannung bereitstellen. Das geht entweder über getrennte Hilfswicklung auf dem Übertrager, einen minikleinen DC-DC-Wandler, eine Ladepumpe oder auch über einen auf PV-Basis funktionierenden Gatetreiber. Bei low-side Verbau entfällt der Aufwand. Deshalb schalten viele Daly und andere BMS ihren Ausgan low-side. Egal bei welcher Schaltung, man muß sicherstellen, dass bei Wegfall der primären (Netz)Spannung auch diese Mosfets-Batterie abgeschaltet wird (und man nicht etwa eine "selbst haltende Schaltung" aufbaut ).
b) kommt hauptsächlich von einem großen ("dicken") Lastwiderstand, der verbaut ist für den Fall, dass das SNT ohne oder mit nur geringer sekundärer Last eingeschaltet wird. Diesen Widerstand (Größenordnung 2-4W "Dauerverlust" kann man bedenkenlos im Widerstandswert um Faktor 10 vergrößern, wenn man den einen Akku lädt und der beim Einschalten "auch schnell genug dran" ist. Klar könnte man dann ggf. auch schon ohne Ausgangstrennung (also ohne a) hinkommen, das Problem des "Dauernuckelns" besteht aber prinzipiell trotzdem noch
c) einige SNT verfügen über eine Strombegrenzung, dann hat man wenigstens eine IU Kennlinie und muss sich nur noch ums Abschalten kümmern. Dem Vernehmen nach ist das zB beim RSP1000 so. Man muß im Datenblatt auf "constant current limiting" achten, ("hiccup mode" ist nicht geeignet). Mein RSP1500 hat leider kein CC limiting, daher.mußte ich eine externe Schaltung mit OPV einbauen, die den Ladestrom über dem im El schon verbauten (Lade-) shunt misst und dann das SNT per Eingriff in die "remote Sense" Leitungen abregelt. Die Abschaltung Ia habe ich auch nicht und schalte mit einer Kombi aus Zeit u erreichter Spannung "von extern" ab: meist kommt es zu einer Abschaltung durch das BMS, weil eine der Zellen 3.6V erreicht hat (Batterie dann bei 75-80% SoC). Wenn die Zellen aber gut balanciert sind, greift eine Zeitschaltung und trennt das Netz per Relais ab. Auf diese Art gibt es recht geringe Gesamtverluste. Alle paar 10 Fahrten balanciere ich separat mit einem aktiven "Lade-Balancer", einem Gerät (gespeist aus einem 5V USB Lader mit ca. 10W), dass nach dem eigentlichen Laden nur DIE Zellen gezielt lädt, die im Vergleich die niedrigste Spannung haben. Der Balancingvirgang läuft dann theoretisch so lange, bis alle Zellen bei 3.6 sind, praktisch wird das aber nicht erreicht, da der Curtis Motorregler einen höheren Ruhestrom hat, als der Ladebalancer "für alle Zellen" (zuletzt dann ja "eine nach der anderen") ausgeben kann. Es pendelt sich dann nach Tagen/Wochen irgendwo bei 3.45V ein, obwohl die Batterie auch nach ein paar Stunden schon gut ausgeglichen ist.