PowerCheq - Batterie Equalizer


Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.172
0
#1
Hallo,

bei der Suche nach Methoden zum Ausgleich der Batteriespannung in Reihenschaltung bin ich auf den PowerCheq gestossen. Information dazu ist unter http://www.powerdesigners.com/products/PowerCheq/PowerCheq.shtm zu finden. Bei Tests wurde etwa die dreifache Lebensdauer von Bleibatteriesätzen erzielt.

Viel Spass,
Emil
 
K

Karl

Guest
#2
Hallo Emil!

Wie auf der Seite geschrieben, wird (immer noch ?)der PowerCheq redesigned! D.h. er hat nicht funktioniert- Ende 2002 ist auch schon ein wenig her , hast du nichts Neueres?

sonnenelektrische Grüße

Karl
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.172
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#3
Hallo Karl,

funktioniern scheint er schon, siehe White Paper. Was die Probleme sind weiss ich nicht. Ich habe schon versucht jemand anzumailen aber die EMails kommen alle zurück. :(

Wie auch immer, da Problem existiert und die Lösung den Ladungausgleich nur zwischen zwei Modulen/Zellen jeweils zu machen ist einfach. Auch wenn ich die Methode die für den PowerCheq verwendet wurde nicht kenne, so gibt es mindestens zwei Methoden wie man das mit sehr wenig Schaltungsaufwand realisieren kann:

1. Flying Capacitor der zwischen zwei Zellen geschaltet wird
Hier wird ein Kondesator mit möglichst hoher Kapazität und sehr kleinem ESR ständig zwischen zwei Zellen hin und her geschaltet. Dabei wird der Ladungsüberschuss von der zelle mit der höheren Spannung auf die Zelle mit der niedrigen Spannung übertragen. Bei entsprechend hoher Schaltfrequenz kann man da einiges an Strom transportieren.

2. Je ein Transformator und eine Diode und ein MOSFET
Strom von den in Serie geschalteten Zellen wird mit dem MOSFET in die Primärseite jeder Spule geschickt und induziert dann Strom in der Sekundärseite jeder Spule. Dort wo die geringste Spannung vorhanden ist wird der meiste Strom induziert. So erhält automatisch jede Zelle einen Ladestrom der umgekehrt proportional zum relativen Ladezustand ist.

Wenn ich mal Zeit finde dann werde ich das mal mit Spice simulieren. Der Schaltungsaufwand ist jedenfalls sehr gering.

Gruß,
Emil
 
K

Karl

Guest
#4
Hallo Emil!

Wenn auf den Seiten von PowerCheq seit 1,5 a nichts neues mehr passiert ist -und du keine Mailantworten bekommst, solltest du davon ausgehen, daß das Projekt mausetot ist !!

Das mit dem flying Capacitor ist nett, wenn du nahezu ohne Spannungsverlust schalten kannst- z.B. mit Relais- die werden dir aber die Ströme kaum danken- du mußt jedenfalls solche mit Lichtbogenausblasung nehmen!

sonnenelektrische Grüße
Karl
 
G

Georg Schütz

Guest
#5
Das Problem bei der ganzen Angelegenheit scheint mir zu sein, dass nur ein Ausgleich zwischen Batterieblöcken erfolgt, da nur dort ein elektrischer Anschluss möglich ist. Wichtig wäre es hingegen, die einzelnen Zellen innerhalb eines Blocks auszugleichen. Denn wenn eine einzelne Zelle innerhalb des Blocks schlapp macht, ist auch der PowerCheq machtlos. Schwächelt eine einzelne Zelle aufgrund z.B. höhere Sulfatierung aufgrund schwieriger Temperaturverhältnis (z.B. dadurch, dass eine Zelle stärker gekühlt wird, als andere) so ist der ganze Block schwächer. PowerCheq würde nun versuchen, diesen Block stärker zu laden. Das würde eine Überladung der einzelnen Zellen zur Folge haben.
Eine Ausgleichsladung bei Blei-Säure-Batterien und anderen Elektrolyt-haltigen Batterien findet allerdings beim Gasen statt: die bereits vollen Zellen zersetzen mithilfe des Ladestroms Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, die noch nicht ganz gefüllten Zellen werden weiter geladen.
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.172
0
#6
Das mit dem flying Capacitor ist nett, wenn du nahezu ohne
Spannungsverlust schalten kannst- z.B. mit Relais- die werden
dir aber die Ströme kaum danken- du mußt jedenfalls solche
mit Lichtbogenausblasung nehmen!
Relais kommen sowieso nicht in Frage. Wenn man richtig viel Energie transportieren will braucht man eine hohe Schaltfrequenz und dann kommen nur Power MOSFETs in Frage. Der Widerstand im geschalteten Zustand geht bis auf wenige Milliohm herunter. Ein Strom von mehr als 50 A ist kein Problem.

Emil
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.172
0
#7
Hallo Georg,

Du kannst nicht alles haben. ;-)

Das mit den kaputten Zellen ist klar aber da nunmal die meisten Batterien entweder 6V oder 12 V sind und keine Möglichkeit besteht die einzelnen Zellen anzuzapfen, kann man nur versuchen es auf Blockebene zu betreiben. Dass es funktioniert zeigt das White Paper. Es ist auch klar dass man weiterhin eine Ausgleichsladung machen muss. Das entscheidende dabei ist aber, dass bei jeder Batterie im Strang die gleiche Spannung anliegt und dafür sorgt der PowerCheq. Schau Dir mal die Demo auf der Webseite an da wird alles verständlich erklärt.

Wie ich früher schon erwähnt habe wäre es ideal wenn man auch bei Bleibatterien nur Einzelzellen verwenden würde (ode die Anschlüsse jeder Zelle aussen zugänglich) und dann sowohl eine Spannungsbegrenzung als auch einen Balanacer verwenden würde. Damit würden alle Zellen immer die gleiche Spannung sehen. Alleirdings ist bei Blei mit 2 V die Spannung sehr niedrig und man bekommt bei einer verteilten Schaltung schon Probleme. Bei Lithium ist die Spannung aber nahezu doppelt so hoch und man hat auch auf die Einzelzellen zugriff.

Emil
 
F

Frank

Guest
#8
Hallo zusammen,

also so wie ich eure Beiträge deuten konnte, seid ihr darüber besorgt, daß nicht alle Akkus symetrisch gleich geladen werden. Ich meine, wenn das so der Fall ist, ist der Akku definitiv dabei, langsam "schlapp" zu werden. Das einzig Sinnvolle ist, alle Batterien getrennt voneinander zu laden, dh jede mit einem einzelnen Ladegerät für sich selbst.
Im übrigen bin ich gerade dabei, einen Spannungsequalizer für 4 Batterien zu entwickeln. Dabei wird der Zustand der Batterie auf jeweils auf eine 12 stufige LED-Balkenanzeige dargestellt. Also von 10,5 Volt bis 14 Volt. Das hat den Vorteil, spannungseinbrüche an einer einzelnen Batterie zu sehen und rechtzeitig zu agieren, dh eine Lade-Entladekur an dem betroffenen Akkumulator durchzuführen. Spannungseinbrüche zb beim "Strom-geben" werden nach unten auf der Balkenanzeige festgehalten, die aktuelle Spannung (dämpfung für 1 sec) wird durch eine stärker leuchtende Led angezeigt. wirds schwierig mitzukommen? *g*

für Kritik, Fragen und Anregungen-
mailt mir

möge der Saft mit euch sein

Frank
 
W

wolfgang

Guest
#9
Hallo Frank !
Dieses Problemchen hab ich mit bei Conrad erworbenen Panelmeter schon
vor einiger Zeit realisiert. 4 Panelmeter -19,99V jeweils über den einzelnen
Batts. Betriebspg. der Panelmeter gleich Messpg. Einfacher gehts nicht.
Ein 4 Kanal Ladegerät zum separaten Laden der einzeln. Batts würde mich
auch interessieren. Ich hab immer das Gefühl das einige Batts nicht voll werden.
MfG Wolfgang
 
F

Frank

Guest
#10
Hallo Wolfgang und der interessierte Rest-

Panelmeter sind eine prima Lösung. Allerdings ist ein einzelnes meiner Balkengraphanzeigen mit drei Meß-modi ausgerüstet, die alle drei Informationen gleichzeitig auf einem Balken festhalten:
1., Momentane Batteriespannung - gepuffert auf ca 30 Sekunden. hier wird angezeigt, wie voll jede einzelne Batterie im Endeffekt zu den anderen ist.
2., Bei Belastung durch Stromgeben sinken die einzelnen Spannungen bzw brechen zusammen. Dieser Wert wird gesampelt und auch angezeigt. Nun ergibt sich ein Leuchtband zB von 13,0 bis 14,5 Volt weil eben "gas gegeben" worden ist.
durch die größe bzw. durch die "tiefe" des Balkens wird nun angezeigt, wie elastisch die Batterien zueinander sind. Ein großer Balken an einer Batterie würde also anzeigen, das die Batterie die kleinste Kapazität hat (durch einen Defekt eben oder durch schlechte Ladung) - Jetzt kann man als Fahrer reagieren und eben mal besonders Augenmerk beim Laden diesen Akkus werfen. evtl sogar mal einzeln laden!
3., die momentane Betriebsspannung wird gepuffert auf ca 1 sec angezeigt und bewegt sich also zwischen der obersten und untersten LED. sinkt die Spannung, fängt der Leuchtbalken weiter unten an bzw wird von oben her kleiner.

wie findet ihr diese Idee?`

Ciao
Frank
 
F

Frank

Guest
#11
... ich würde mal versuchen, die Akkus mit PC-Netzteilen zu laden.
es würde nur eine kleine Modifikation notwendig sein. Die Netzteile sind meist auf 5 Volt geregelt. um als eine "Ladeschlussspannung" von 13,8 Volt zu erreichen müssten die 5 volt auf ca 5,8 Volt justiert werden.
Mit genügend dampf am Ausgang (10A) sind die Akkus doch recht flott aufgeladen.
 
W

wolfgang

Guest
#12
Tja Frank da sieht ja schon wesentlich komfortabler als
Panelmeter aus. Ich hatte an eine simple Balkenanzeige
der einzelnen Batts gedacht.
MfG Wolfgang
 
11.12.2004
120
0
#13
HI Frank

Hört sich echt gut an!
Nur, wie und wo bringt man sowas für 12 Batterien unter? ;-)
Im Ernst: Wenn ich nen El hätte, wär das optimal, da ist das überschaubar.

Viel Spass noch beim Entwickeln

Gruß,
GuntherFrank schrieb:
 

Matthias Köchl

Neues Mitglied
23.04.2006
8
0
#17
beispiele aus dem SAM alltag bei schönem wetter und optimalen batterietemperaturen:

Mit 90% startladung und 30 minuten nachladen (von 45% auf 65%) ) bin ich 83km weit gekommen (landstrasse leicht bergab, mit bequemen 70-80km/h) und sparsamer fahrweise - und hatte zum schluss noch über 10% energie an der anzeige.

zweites beispiel: von 100% ladung auf 40% ladung über einen steilen berg bis auf 1120m seehöhe. nach insgesamt 30km (wieder den berg runter) bin ich mit 47% energie am ziel angekommen. (so gerechnet würde ich rund 60km kommen) nehme an die batterieerwärmung spielte dabei eine positive rolle.-

drittes beispiel. mit rund 50% energieverbrauch bin ich überland bei schönem wetter und sparsamer fahrweise 34km gekommen.

viertes beispiel. 53km am kilometerzähler (teilweise überland, teileise cityverkehr) und noch 10% energie, danach wieder geladen.

mfg
matthias
www.elektromobil.com/sam
www.elektromobil.com
 

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