Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bleiakkus in Serie laden( Balancer)


von Patrick S. (elektrofreak1)


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Hallo,

für ein Projekt muss ich zwei 12v Bleiakkus in Serie laden, diese zwei 
sind zwar altersgleich, doch ein leichter Drift ist bemerkbar. Ich habe 
schon öfters solche Equalizer gesehen, nur würde ich gerne etwas Geld 
sparen und diese selber bauen. 
https://www.nothnagel-marine.de/product_info.php?info=p3563_Lade-Balancer-24V-3A--Equalizer-fuer-12V-Akkus--Batterien-in-Reihenschaltung--Ladebalancer--Lithium--Blei--Wet--Gel--AGM--Equaliser.html

Hat evtl. einer von euch eine Idee wie diese Schaltung ausschauen kann.

Bräuchte diese ebenfalls für 2 Stk. 6V

Kann die Schaltung im Anhang funktionieren?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Wenn du Wasser nachfüllen kannst und die beiden Akkus vom selben Typ 
sind, brauchst du keinen Balancer.

Dann werden am Ende des Ladevorgangs einzelne Zellen überladen. Sie 
verbauchen dabei Wasser. Das füllt man nach und fertig.

Akkus unterschiedlicehn Typs sollte man sowieso niemals in Reihe 
schalten, weil die schwächere beim Entladen kaputt geht (Tiefentladung 
oder gar Umpolen).

Wenn du kein Wasser nachfüllen kannst: Diese Batterien können in der 
Regel geringe Mengen Knallgas durch einen Katalysator zurück gewinnen. 
Das Datenblatt sollte konkrete Angaben machen, wie viel 
Ladungsüberschuss keine Probleme macht.

von Patrick S. (elektrofreak1)


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Leider handelt es sich um BleiGel Akkus, bei Bleisäure muss ich dir 
Recht geben da wäre sogar eine Ausgleichsladung zwischen den Zellen ab 
und zu sinnvoll.

Wie gesagt handelt es sich um gleiche Typen und gleiche Charge

Ich möchte einen möglichst ausgeglichenen Akkupack haben um die höhere 
Belastung eines einzelnen Akkus zuverhindern.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Patrick S. schrieb:
> Kann die Schaltung im Anhang funktionieren?

Was soll die Schaltung im Anhang denn dun ausser die eine oder andere 
Led mit < 0,1mA dunkel funzeln zu lassen?

von F. F. (foldi)


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Reicht W0Wa Ladung. Das heißt, du lädst bei 2,4V/Zelle einfach mit 
weniger Strom.
Kannst aber auch mit ganz wenig Strom von Anfang an laden, wenn du Zeit 
hast.
1/100 C und Abschaltung bei erreichen der Endspannung.

von F. F. (foldi)


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Patrick S. schrieb:
> Leider handelt es sich um BleiGel Akkus,

Das lese ich erst jetzt.
Besser einzeln laden oder gutes Ladegerät verwenden, denn letztlich sind 
es ja nur 6 Zellen mehr.
Da ist sowieso in jedem Fall weniger (Strom) mehr (beim Laden).

: Bearbeitet durch User
von jz23 (Gast)


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Deine Schaltung kann vielleicht zwei Knopfzellen balancen (Wenn man die 
LEDs weglässt, deren Flussspannung macht dir gehörig einen Strich durch 
die Rechnung), aber mit 10k wirst du bei einem ordentlichen Bleiakku 
keinen Blumentopf gewinnen.

von Patrick S. (elektrofreak1)


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Ich kann nicht mit weniger Strom laden.

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Patrick S. schrieb:
> Kann die Schaltung im Anhang funktionieren?

Ja, wenn Du in Reihe zu den vorhandenen superhellen LEDs (ca. 5000 mcd) 
noch je eine Optokoppler LED einfügst. Die Optokopplertransistoren 
schalten in Darlingtonschaltung je einen BD135. In Reihe zum BD135 wird 
ein 100 bis 470 Ohm Widerstand geschaltet und das alles parallel zu je 
einem Akku (Emitter je an einen Minuspol). Dein 24V Ladegerät sollte auf 
jeden Fall eine Ladeendspannungsbegrenzung aufweisen.

Sobald während, oder am Ende des Ladevorgangs eine Unsymmetrie auftritt, 
wird der zu große Ladestrom über die Widerstände an dem entsprechenden 
Akku vorbeigeführt.

von Patrick S. (elektrofreak1)


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Diese Schaltung könnte aber funktionieren

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick S. schrieb:

> Ich möchte einen möglichst ausgeglichenen Akkupack haben um die höhere
> Belastung eines einzelnen Akkus zuverhindern.

Dann solltest Du wenigstens einmal beide parallel an 12V laden.

von Patrick S. (elektrofreak1)


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Das ist nicht das Problem es gibt Geräte die 12v benötigen und 24v Somit 
entsteht eine ungleiche Belastung des System die ich mit ca 500m -1A 
ausgleichen will.

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick S. schrieb:

> Das ist nicht das Problem es gibt Geräte die 12v benötigen und 24v Somit
> entsteht eine ungleiche Belastung des System die ich mit ca 500m -1A
> ausgleichen will.

Dann sollten die Akkus grundsätzlich getrennt überwacht und geladen
werden.
Ein Balancer macht da m.E. keinen Sinn.

von Patrick S. (elektrofreak1)


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Ja das wäre sinnvoll funktioniert leider bei meiner Anwendung nicht

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Patrick S. schrieb:
> Diese Schaltung könnte aber funktionieren

Kann sogar funktionieren. Wäre aber sehr unsicher, weil keine 
Balancer-Widerstände eingebaut sind an denen Spannung abfallen und 
verheizt werden kann.

Außerdem werden Referenzspannung und Messspannung nicht an das gleiche 
Potenzial angeschlossen.

von Bastler (Gast)


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Das gesparte Geld ist spätestens dann verpufft, wenn die selbst 
gebastelte Schaltung den ersten Akkusatz gehimmelt hat. Die selbst 
gebaute Schaltung wird sicher auch ein paar € kosten, mit ordentlichem 
Gehäuse und Kühlkörper (Arbeitszeit zählen wir nciht weil Hobby) schätze 
ich mal 20-30€?

Bei nur 60€ für einen fertigen und erprobten Ballancer würde ich da aufs 
basteln verzichten...

von Der Andere (Gast)


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Patrick S. schrieb:
> Diese Schaltung könnte aber funktionieren

Schauen wir mal:

Annahme die untere Batterie wird entladen. Dadurch wird der inv. Eingang 
des OPs immer negativer, der OP-Ausgang wird über die Rückkopplung also 
immer positiver. Irgendwann ist er so positiv, daß Q4 anfängt 
durchzusteuern und dann die obere Batterie entlädt. Geschieht das zu 
schnell, dann macht er quasi einen Kurzschluss was zu einer kurzen 
Verpuffung führt und dann:

funktioniert die Schaltung nicht mehr.

Ansonsten entlädt sie immer die Batterie mit der höheren Spannung.
Ein wie oben schon genannter zusätzlicher Widerstand zwischen Batterie 
und den Leistungstransistoren könnte für eine längere Lebensdauer 
sorgen.

ps: Ein brennendes Boot soll ziemlich unschön sein, vor allem wenn man 
drin sitzt.

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Bastler schrieb:
> Bei nur 60€ für einen fertigen und erprobten Balancer würde ich da aufs
> basteln verzichten...

Richtig.

Alle Vorschläge in diesem Thread sind immer besser, als das Laden mit 
Balancer. Wenn es möglich ist, Akkus einzeln oder wenigstens parallel 
laden.

Nur wenn es nicht anders möglich ist und man Lust hat, etwas zu Lernen, 
dann ist es sicherlich interessant einen stromsparenden Balancer selbst 
zu bauen.

Wenn der fertig ist, kannst Du ihn ja mal zeigen (Schaltplan).

von Simpel (Gast)


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Wenn du Verbraucher mit 12V und 24V hast, die 12V-Verb. per StepDown an 
die 24V mit dranhängen. Schon ist der Hauptverursacher für Unsymmetrie 
eliminiert.
Wenn das noch nicht reicht:
Ein Relais mit 2xUM und ein wenig Hardware könnte in den Standbyphasen 
die Akkus von seriell auf parallel schalten und somit die evtl. 
beginnende Unbalance immer gleich ausbügeln.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Es gibt schon brauchbare Equalizer, aber richtig billig sind die nicht:
http://www.vanner.com/battery-equalizers/

Die Dinger taugen auch was und sind praktisch unzerstörbar. Ansonsten 
ist ein kräftiger DC/DC Wandler immer die bessere Wahl.

von F. F. (foldi)


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Patrick S. schrieb:
> Das ist nicht das Problem es gibt Geräte die 12v benötigen und 24v

Das hatten (und haben wir) auch bei einigen Dieselstaplern. Früher war 
da mal eine Platine drin, nannte sich Symetrierung. Die entlud aber nur 
die zweite Batterie (erste für den Starter). Mit dem Effekt, dass dann 
oft beide Batterien leer waren und die Schaltung auch mal öfter (bei 
Vielstartern) kaputt war.
Wurde später gegen eine größere Platine, einer richtigen 
Ausgleichsladeschaltung , ersetzt. Wo das später noch so gemacht wurde, 
hat man das in das Steuergerät integriert (und hat sehr gut 
funktioniert).
Mal sehen, vielleicht finde ich morgen mal etwas dazu.

Also schau dann mal in deinen Spam Filter.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Patrick S. schrieb:
> Das ist nicht das Problem es gibt Geräte die 12v benötigen und 24v Somit
> entsteht eine ungleiche Belastung des System die ich mit ca 500m -1A
> ausgleichen will.

Dann fehlen da 12Ohm zwischen OP und Batterie, wenn der Strom auf 1A 
begrenzt werden soll.

von Harald W. (wilhelms)


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Ralf L. schrieb:

> Nur wenn es nicht anders möglich ist und man Lust hat, etwas zu Lernen,
> dann ist es sicherlich interessant einen stromsparenden Balancer selbst
> zu bauen.

Bei einem derart verkorksten System wie das des TEs bräuchte man aber
eigentlich einen Balancer, der Ladung von dem einen in den anderen
Akku pumpt und sowas ist technisch recht aufwändig.

von batman (Gast)


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Da wäre es wohl besser, den Akku für den 12V-Verbraucher ausreichend zu 
dimensionieren. Dann muß er nur beim Laden balancieren.

von michael_ohl (Gast)


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Die Schaltung für ein aktives balacing ist eigentlich ganz einfach. 
Zwischen den 24Volt und den 12Volt Anschluss kommt ein Wandler der je 
nach Ansteuerung Step up oder Step down macht. Als Fertigmodul mit 
angeblichen 5Ampere ab 22€ im Handel. Leider konnte ich dem Ding nicht 
einmal deutlich mehr als 1Ampere entnehmen.

Mfg
Michael

von michael_ohl (Gast)


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Wenn man die Anleitung der Vanner - Balance liest, ist dort leider nur 
ein Abwärts Wandler drin. Das disqualifiziert das Gerät für viele 
Anwendungen. Bei mir im Schiff, hat der Generator z.B. eine 12V 
Lichtmaschine und kann damit leider die 24V nicht laden.

Mfg
Michael

von Mehmet K. (mkmk)


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In Solar-Foren wird die Meinung vertreten, dass ein Balancer nicht 
notwendig ist. Manche schreiben, solche Balancer benutzt zu haben und 
dass sie keinen Nutzen darin sehen.
Und: keines der mir bekannten Solar-Regler benutzt Balancer.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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michael_ohl schrieb:
> Wenn man die Anleitung der Vanner - Balance liest, ist dort leider nur
> ein Abwärts Wandler drin.

Das ist richtig. Die Kisten sind dazu da, um aus z.B. LKW-24V 12V für 
Verbraucher zu gewinnen. Laden muss man immer mit 24V.
Aber du kannst mit einem DC/DC Wandler aus 12V 24V machen und damit die 
Batterien laden.
https://www.ebay.de/itm/Auto-12V-zu-24V-DC-DC-Step-Up-Spannungswandler-Konverter-Regler-Converter-Boost/252736352779

von Andrew T. (marsufant)


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Patrick S. schrieb:
> Diese Schaltung könnte aber funktionieren

WEnn Du noch je einen 12 Ohm 17W Drahtwiderstand in die Kollektorleitung 
der jeweiligen  Q4 , Q5 ergänzt:

Dann funktioniert sie sogar gut und vor allem sicherer.


Du erreichst dann bis zu 1A Balancierstrom, und das machen die 
etablierten Hersteller ebenfalls:

https://www.victronenergy.com/upload/documents/Datasheet-Battery-Balancer-EN.pdf

von Michael O. (michael_o)


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Der "Ladungsausgleicher" von Fraron

https://www.fraron.de/batteriemanagement/ladungsausgleicher-batteriebalancer-5a-fuer-24v-36v-48v-batteriesysteme/a-85859408/

kann genau das egal welche der beiden 12V Batterien geladen wird die 
andere wird mitgeladen. Beim Entladen einer von beiden 12V Batterien 
wird die andere mit entladen.
Leider konnte ich nicht mehr als gut 1A Ausgleichsstrom messen.
Brauchen könnte ich so etwas mit 70A Lade / Entladestrom.

mfg
Michael

von n.o.n. (Gast)


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Michael O. schrieb:
> Brauchen könnte ich so etwas mit 70A Lade / Entladestrom.

Weil:

michael_ohl schrieb:
> Bei mir im Schiff, hat der Generator z.B. eine 12V
> Lichtmaschine und kann damit leider die 24V nicht laden.

Oder?

Dafür wäre ein Aufwärtswandler erforderlich. Und wenn Du zusätzlich auch 
kräftig bestromt 12V ziehen können willst, ein Abwärtswandler. Ein 
synchroner, bidirektionaler Buck-Boost für beides ginge nur, wenn Du 
während des Up Betriebes (LiMa) keinen Down Betrieb (starke 12V 
Verbraucher) bräuchtest. Also ansonsten zwei Wandler für hohe Leistung.

Die Ausgleichsladung hat mit Deinen Wünschen aber IMHO nix zu tun, und 
o.g. Fraron könnte man dazu schon verwenden.

von n.o.n. (Gast)


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Außer, Du würdest die 12V von der LiMa zapfen.

von Michael O. (michael_o)


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Das verstehe ich jetzt auch nicht, warum wenn die Lichtmaschine läuft 
ich nicht auch an 12 Volt 40 Ampere verbrauchen soll?
Kommt dann natürlich deutlich weniger bei den Akkus an um zu laden.
Interessanter ist das der 2 kW Wandler dann auch mit meist geringer Last 
laufen soll um die Kühlschränke laufen zu lassen und für ein paar Lampen 
und anderes. Gelegentlich soll auch mal in der Kombüse was gekocht 
werden ohne gleich den 11kW Generator anzuschmeißen. Meist reicht dafür 
der Wandler.

mfg
Michael

von n.o.n. (Gast)


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Man müßte halt mal eine Verbrauchsaufstellung machen. Ohne Definition 
des Problems, mit allen Randbedingungen, keine zufriedenstellende 
Lösung.

Eigenbau kommt in Frage? Sowas wird man vielleicht gar nicht fertig 
finden. Noch unwahrscheinlicher "die Ideallösung". Ich muß jetzt in die 
Falle, muß kurz nach 4 los.

von michael_ohl (Gast)


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Die Batterien haben 24 Volt / 750Ah Lima Hauptmaschine schafft 12Volt 
70Ampere. Generator 2 Zylinder 11kW Drehstrom + 12Volt Lima mit 35A,
Hilfsgenerator 2kW ohne Lima. Wandler 24Volt 2kW, Beleuchtung 12 Volt / 
24Volt / 230Volt Kombüse Herd 230Volt, Geschirrspüler 230V, 
Kaffeemaschine, Mikrowelle, Kühlschrank und Gefrierschrank 230V am 
Wandler oder Generator. Heizung 24V 24kW Diesel Stromaufnahme etwa 10A, 
zweite Heizung 24Volt 10kW Diesel Stromaufnahme zwischen 3A und 10A nach 
Heizstufe beide Wasserheizgeräte mit Heizkörpern.

Solaranlage 540 Watt ~130V 6 Module a 80 Watt Victron 150/35 MPPT auf 
die 24 Volt Batterien - Bosch Traktionsakkus nass versiegelt.

Wenn Motor und / oder Generator laufen, soll der 24Volt Teil halt 
geladen werden und es gibt einen Haufen Sachen die mit 12Volt laufen 
inkl. alle Anlasser.


mfG
Michael

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Da steigt doch außer dir keiner durch. Lass mich raten, die Anlage lädt 
nur eine der 12V Batterien und der Balancer soll die andere der 24V 
Kombination mit hochziehen?

: Bearbeitet durch User
von Michael O. (michael_o)


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Das Problem sind die 12Volt Lichtmaschinen und einige 12Volt Verbraucher 
wie Selbststeueranlage, DHI Beleuchtung etc in Kombination mit 24Volt 
Solaranlage, und vielen auch großen 24Volt Verbrauchern.

mfg
Michael

von batman (Gast)


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Und ne 24V LKW-Lima ist nicht zu beschaffen?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Oder ein Wechselschütz, so daß die Batterien abwechselnd geladen werden. 
Da könnte man auch ne primitive Balancing-Logik mit einem 8-pinner MCU 
reinschustern.

von michael_ohl (Gast)


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Mit 24V Lichtmaschinen würde das Problem der 12V Verbraucher nicht 
gelöst. Im Betrieb die Batteriebänke umzuschalten ist ach nicht 
praktikabel da ich keine Umschaltrelais kenne die 500A für den Anlasser 
vertragen. Als Schließer sind die in vielen Gabelstaplern als öffnet 
eher nicht.
Einen Bi-direktionalen Buck-Boost Converter zu bauen dürfte einfacher 
sein.

Mfg
Michael

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Beim Umschalten würde ja nur die Lichtmaschine die Batterien wechseln. 
An der 24V Reihenschaltung der Akkus wird nichts verändert.
Ein Buck-Boost für 500A wird teuer. Muß doch nicht sein.

(20A Balancer habe ich schon gebaut)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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michael_ohl schrieb:
> Mit 24V Lichtmaschinen würde das Problem der 12V Verbraucher nicht
> gelöst.

Doch, das würde es. Denn nun lädst du die Batterien ganz normal mit 24V 
und zapfst 12V z.B. durch einen der Vanner Equalizer. Das wird an Bord 
ener grossen Motoryacht, die ich betreue, seit Jahren so gemacht und 
funktioniert hervorragend.
Natürlich wird es dann immer sinnvoller, auch grosse Verbraucher dann 
eben nicht für 12V zu beschaffen, sondern für 24V, aber das versteht 
sich ja von selber.

von michael_ohl (Gast)


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Der Buck- Boost muss nur maximal 70A bei 12V oder 35A bei 24V können. 
Der Anlasser soll ja nicht über den Wandler laufen.
Dann läuft der Vanner einfach als 24V zu 12V Wandler?

Mfg
Michael

von michael_ohl (Gast)


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Die Lima auf die oberen Batterien zu schalten geht nicht. Auf einem 
Stahlschiff sind die Motoren nicht Massefrei. Die Lima zu Isolieren ist 
auch nicht einfach weil selbst die Ladeleuchte mit geschaltet werden 
müsste, der Drehzahlmesser Probleme macht etc.


Mfg
Michael

von batman (Gast)


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Nunja, irgendwelche Kleinigkeiten werden immer immer Weg sein. Auch ein 
24V->12V Wandler mit 1kW ist kein Ding der Unmöglichkeit. Heutzutage 
startet man ein Auto mit einem Smartphone-Powerpack aus der 
Jackentasche, wenns sein muß.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Hm, Masse. Dann würde ich wirklich zu einer 24V-Lichtmaschine raten. Für 
24V gibts ja auch den ganzen LKW-Zubehörkram, aka Kaffeemaschine usw.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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michael_ohl schrieb:
> Die Lima auf die oberen Batterien zu schalten geht nicht. Auf einem
> Stahlschiff sind die Motoren nicht Massefrei.

Welche 'oberen' Batterien? Bisher war ich der Meinung, das du einen 24V 
Batteriesatz mit 12V Anzapfung betreibst. Dabei bleibt der Minuspol des 
Bateriesatzes auf Masse und den (12V) Anlasser z.B. betreibst du direkt 
aus dem unteren 12V Block, das macht man ja nicht alle 2 Minuten. Besser 
wäre eine extra Starterbatterie, aber das wird dann komplizierter und 
erfordert evtl. 2 LiMas.
Die 24V Lima verbleibt auf Motormasse und lädt den 24V Batteriesatz - 
fertig.
So läufts auch auf der o.a. Yacht.
(Das die Kiste 2 Maschinen hat und eine Maschine 'ne 12V Lima für die 
Starterbatterien hat, lassen wir mal aussen vor)
michael_ohl schrieb:
> Dann läuft der Vanner einfach als 24V zu 12V Wandler?

Der Vanner verteilt die Last auf den 12V auf beide Batteriehälften und 
sorgt bei Ladung mit 24V dafür, das beide Batteriehälften ausgeglichen 
werden. Deswegen die 'Equalizer' Bezeichnung.

: Bearbeitet durch User
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