Powercheq-Theorie


A

andreas

Guest
Hallo
Fand den Thread "KFZ Ladegerät mit 45A- Blei-Vlies kompatibel?" ganz gut, hat aber nichts mehr mit dem ursprünglichen Thema zu tun, deshalb neues Thema.
Hatte schon mehrmals zu einer Antwort angesetzt, wollte dann aber immer erstmal ein bischen schlauer werden. Ich betrachte das ja nur theoretisch.
Nett finde ich, daß Powercheq nicht nur die Whitepapers
http://www.powerdesigners.com/pdf/PowerCheq%20Paper%20-%20Motive%20Power.pdf
http://www.powerdesigners.com/pdf/PowerCheq%20Paper%20-%20Stationary.pdf
sondern auch die US-Patentnummer angibt, da landet man z.B. hier drüber:

http://etd.lib.nsysu.edu.tw/ETD-db/ETD-search-c/view_etd?URN=etd-0104104-232051
oder nach etd-0104104-232051.pdf suchen.
oder im depatisnet.de die Nummer eingeben US 6150795
Leider sehr viele Seiten, es werden verschiedene Lösungen angeboten.
Alle basieren auf der Idee, Ladung zwischen Zellblöcken zu verteilen, um die Blockspannung und damit den SOC gleich zu halten, das Prinzip ist sicher auch für Lithium geeignet.
Wer weiß, welche der im Patent aufgeführten Lösungen im Powercheq enthalten ist? Die einfache mit Buck Konverter und Spule oder die aufwendige mit Trafo oder...
Ob eine Schaltung mit Dioden für Spannungen bei 2 V geeignet ist, wage ich zu bezweifeln. Aber bei 6 V wärs doch immerhin besser als bei 12 V.
Denn ich kann nicht ganz glauben, was die Firma im Labor herausbekommen hat, wer garantiert denn dafür daß die 6 Zellen eines Blocks gleich sind? Das Konzept ist einleuchtend und bringt bestimmt Vorteile, aber die beworbenen Vorteile erscheinen mir zu hoch. Außerdem wurden 27Ah benutzt, der relative Ausgleichstrom ist also 3,7 mal höher als bei unseren 100Ah. Aber nehmen wir mal, man kann damit 30%-100% mehr Betriebsleistung bewirken, dann rechnet es sich schon nach 1-2 Batteriesätzen---
Vorrausgesetzt man hat einen einfachen T-kompensierten Lader drin. Hat mal jemand Einzelblocklader mit Powercheq ausprobiert?

Was mir am Patent nicht gefällt:
FIG 13 und 14 Es soll doch ein Equalizer werden. Dann sollen doch bitte die Spannungen mit demselben Messmittel verglichen werden. Statt dessen gibt es einen Vergleich von Mittelspannung zu Gesamtspannung... das glaub ich nicht, vielleicht ist das nur eine Finte. Da fließen nämlich die Toleranzen zweier Widerstände so mir nichts dir nichts in die Stromverteilung ein. Der Fehler würde aufintegriert. Wahrscheinlich ist es nicht so einfach. Es gibt "Matched Resistors", aber sie sind teuer. Sind sie durch Alterung oder Temperatur nicht mehr gleich, dann taugt das Gerät nichts mehr.

Schaut euch mal FIG 10 und FIG 4 an, versteht jemand, warum FIG 10 FIG 4 überlegen ist? Ist der Strom dadurch glatter? Sind die Verluste geringer?
Aah jetzt hab ichs, auf Seite 14 kommt die Erklärung: Die Erfindung ermöglicht, den Ausgleichsstrom proportional zur Spannungsdifferenz einzustellen, im Gegensatz zur alten Technik, wo der Strom immer maximal war (Und damit auch der erzeugte Stromrippel). Der Stromrippel erzeugt ohmsche Verluste im Elektrolyt, siehe FIG 17 für ein Ersatzschaltbild der Batterie. Durch die Verminderung des Stroms entsprechend der Spannungsdifferenz wird die gesamte Anordnung stabiler und gutmütiger. Andererseits wird dadurch der Ausgleichsvorgang extrem in die Länge gezogen, vergleiche FIG 5/6 mit FIG 11/12.

Probleme sehe ich auch, wenn sehr viele Blöcke in Reihe geladen werden. Wenn zwei Blöcke mit dem größten Spannungsunterschied an den entgegengesetzten Enden der Reihenschaltung liegen, dann muß die Energie durch sämtliche Powercheqs durchgeschleust werden-beim Laden ist das noch OK, aber im Schwebezustand wären das schon erhebliche Verluste. Ein weiteres Problem entsteht, wenn man z.B. 10 Blöcke hat, die 5 oberen haben einen hohen SOC, die 5 unteren einen niedrigeren. Dann wird der Powercheq an der Grenze zum Nadelöhr. Er kann dann wahrscheinlich zeitweise nicht den notwendigen Strom liefern, um die Spannungen gleich zu halten.

Toll finde ich, daß im Patent gleich die Bauteile genannt werden: SG3524 oder UC3524 als PWM IC.

Alles in allem finde ich das Konzept theoretisch überzeugend, hätte ich nicht bereits T-kompensierte Einzellader, ich würde mir die Teile sofort einbauen.

Vielleicht kann man auch das "alte" Konzept dazu bringen, den Strom proportional zur Spannungsdifferenz zu regeln, dann hätte man das Patent vermutlich umgangen. Allerdings ist der Preis auch nicht so hoch und man erhält ein erprobtes Gerät mit Garantie. Wie viele Fahrzeuge sind denn bereits damit ausgerüstet, hat jemand eine Schätzung parat? Bis zum Wechsel des ersten Batteiesatzes mit Powercheq sollten nur wenige gekommen sein, richtig?
Gruß
Andreas
 

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