Hallo liebe Elektrofreunde,
Ich bin gerade dabei ein Kart von Verbrenner auf Elektrisch umzubauen
und hab in Summe 60V aus 20 Lithium Ionenbatterien zur Verfügung. Der
Motor den ich verwende wird mit 60 - 70V gespeist.
Die Motorenseitig verwendete beschaltung funktioniert soweit ganz gut.
Ich möchte das Kart mit beleuchtung und tacho ausstatten und dafür
braucht es 12 - maximal 14V Bordspannung. Mir ist bekannt, dass die
Spannungswerte der einzelnen Zellen zwischen 3,0 und 4,0Volt schwanken
können. Daher kann ich nicht einfach an 4 zellen zu je 3V gehen und
hoffen immer 12Volt zu haben. Im Fall, dass jede Zelle nun doch maximale
4Volt liefert wären das aber 16Volt. Also 2 Volt zu viel. Einen
Spannungsbegrenzer möchte ich nicht einsetzen und die zu viele Leistung
"verbraten".
Mir wurde daher zu einem Abwärtswandler geraten und da hab ich mich
bisschen belesen und bin auf das Buck-Converterprinzip gestoßen.
Ist das Generell anwendbar? Welchen Wandlertyp empfehlt Ihr?
Alleine für die gesamte Beleuchtung müssten ~300W zur Verfügung stehen.
Also 25A bei 12V.
Ich suche kein Kaufgerät sondern will das selber bauen inklusive Layout
am Rechner. Danke schon mal vorab.
Rechne mal, wie lange deine Akkus halten.
Suche mal nach einem Schaltregler, der bis 70V brauchbar ist. Es gibt
kaum IC's für diesen Spannungsbereich >60V.
Du kannst Lampen aber auch in Reihe schalten. 5 gleiche Lampen à 12V
halten deine 60V-70V sicher aus.
Die Spannung von Einzelzellen nehmen funktioniert nicht, da dabei die
Zellen "debalanciert" werden. Schaltregler sind das Mittel der Wahl.
Allerdings in diesen Spannungsbereich und bei der Leistung tendiere ich
hier zu einem Schaltnetzteil. Am einfachsten wäre die Modifizierung
eines vorhandenem Netzteils. Bei 60V könnte ein PC Netzteil vieleicht
schon anspringen.
"debalanciert" ja nee ;)
Wie lange läuft das E-Kart, wieviel Strom zieht der Motor, wieiviel
Strom die restliche Elektronik? Das fällt sowas von garnicht ins
Gewicht.
Der Motor wird (hoffentlich) mehr als 30-50Ampere ziehen. Das Tacho
300-500mA.
Von daher...
Das funktioniert nach der vierten Zelle. Meine bescheidene, aus
Erfahrung gesammelte, Erfahrung.
Das mit der "verstärkten" Z-Diode war jetzt nur symbolisch.
(Hatten wir doch hier letztens erst) Ein LDO sollte hier mit Sicherheit
seinen Dienst gut verrichten. Bei einem halben Ampere und zwei Volt
Spannungsdifferenz am LDO macht das EIN Watt zusätzlich bei einem 3.5KW
Motor (mal 50A @70V angenommen). Da werden sicherlich mehr als 50Ampere
fliessen. Ich hatte 80-120Amps in der Startphase gemessen.
AR.
> eine verstärkte 15V Z-Diode nach der vierten Zelle und alles ist gut.
Au Scheisse.
Damit sind diese Zellen ruck zuck kaputt und du kannst die nächsten 4
nehmen :-((
> Mir wurde daher zu einem Abwärtswandler geraten
Das ist vernünftig.
Wie viel Strom brauchst du denn aus den ca. 12V ?
Bis 5A tut es der LM2679HV / LT1074HV, über 5A muss man es wohl aus
getrennten Regel-IC und Schalttransistor aufbauen oder kauft fertig.
Bei kurzen Spitzeströmen aber niedrigem Durchschnittsverbrauch ist es
auch sinnvoll, eine step down Regler kleiner Leistung einen 4 Zellen
LiIon/LiPo/LiFePo4 Akku auf gewünschte 13.5V aufladen zu lassen, der
liefert dann die Spitzenströme.
Ich frage mich gerade was da für eine Beleuchtung dran ist? 300W für
Lampen, stimmt das wirklich, ein PKW hat vorne 2x55W + Standlicht und
hinten 2x6W. Vieleicht besteht die möglichkeit Lampen in Reihe zu
Schalten?
Zum Schaltnetzteil, das funktioniert in etwa so:
-Eingang 90...240V
-PFC setzt die Spannung auf gemütliche Werte um die 400V
-die 400V werden auf 12V gewandelt
Wenn du ein geeignetes Netzteil findest (die PC-Dinger sind eigendlich
Murks, da finden sich bestimmt bessere) musst du nur die PFC überreden
mit 60V zu starten.
Ein bewährter Weg führt über eine extra 12V 'Hotelbatterie'. Diese
übernimmt die Speisung des Bordnetzes und wird über einen DC/DC Wandler
aus den Fahrbatterien nachgeladen. Damit muss der DC/DC Wandler nur noch
einen satten Ladestrom liefern (der Kewet Wandler liefert ca. 10
Ampere), aber eben nicht mehr die vollen 300 Watt dauernd wandeln.
Aus vielen Experimenten, die DC/DC Wandler in unseren Fahrzeugen durch
was preiswerteres zu ersetzen, weiss ich leider, das PC Netzteile bei 72
Volt nicht so einfach anschwingen, geschweige denn bei 60 V. Der SNT
Trafo ist bei seinen Übertragerverhältnis auch nicht in der Lage, bei
60-70 Volt am Eingang 12 V am Ausgang zu liefern.
Vielen Dank für die konkreten Vorschläge.
Die Ladung der Akkus soll hier nicht das Problem sein. Ein Balancer wie
von Joe empfohlen werde ich auch verwenden. Ich richte mich bei meinem
Umbau nach der Seite siehe http://www.diyelectriccar.com. Nur so wie
das meistens so ist, sind da Kaufteile meist die Lösung, welche ich
nicht gern verfolge (Kosten und Package)
Die 300W Maximalleistung beziehe ich auf folgende Rechnung:
Bremsleuchten+Begrenzungslicht 2*21W/5W
Blinker 4*21W
Lampen vorne li+re 2*55W
Tacho (Stromaufnahme ungewiss - fehlt noch)
---------------------------------------
= 244W + Eventualitäten -> 300W @ 12V = 25A
Die Lösung direkt an die 60 - 80V zu gehen scheint mir schlüssig und
deswegen ziele ich auch auf einen Buckconverter. Eine "Hotelbatterie"
möchte ich gerne ausschließen, um hier Bauraum und nicht zu vergessen
gewicht zu Sparen. Daher auch meine Ideee das Kart mit "nur" 15 bis 20
Zellen zu versorgen.
Eine PFC kann ich mir an dieser Stelle doch sparen oder, da ich den DCDC
schon Zellseitig mit Gleichspannung füttere oder?
Dann stellt sich noch die Frage woher ich den IC mit Spannung versorge,
der die PWM des Converters stellt? Intern? (möglicherweise eine dumme
Frage)
Habt Ihr Beispielschaltpläne auf die ich aufbauen kann? Ich arbeite mit
Eagle 6.4 Light.
Bremsleuchten,Begrenzungslicht, Blinker würde ich mit Leds (Motorrad,
Autotuining) realisieren.
Für die Frontscheinwerfer habe ich gerade an 2 in Reihe geschaltete LKW
Lampen gedacht. Die halten 2*28V aus. Reicht leider nicht ganz.
P.S. welche Kapazität haben die Akkus?
Dein Wissen scheint wohl in dem Bereich der Elektronik noch nicht ganz
so gut zu sein. Ein 70V LiIon Akku kann ein ordentliches Feuerwerk
anrichten. Das solltest du nicht unterschätzen!
>stimmt das wirklich, ein PKW hat vorne 2x55W + Standlicht und>hinten 2x6W.
Meine Karre hat vorn 6x55W + Standlicht und hinten 2x5W und 2x10W als
Standlicht....
>PFC setzt die Spannung auf gemütliche Werte um die 400V>die 400V werden auf 12V gewandelt
Das ist Quatsch. Eine PFC wird nur bei AC-Eingang benötigt. Hier tut es
ein klassischer Abwärtswandler 60V nach 12V.
PS: Wenn Interesse besteht, baue ich Dir das Teil.
Natürlich bin ich mir im Klaren, dass hinter der
Lithium-Ionen-Technologie keine Einladung steckt, mit Leichtfertigkeit
an das Projekt zu gehen.
Ich weiß auch sehr wohl, dass meine Ladeelektronik den Ladestrom auch
nicht zu hoch nehmen sollte. Ich nehme als Faustformel den Ladestrom im
Verhältnis zur Kapazität (z.B. 1,8Ah = 1,8A)
Unabhängig meiner Verbraucher wäre es schön zwischen 200 und 300W
realisieren zu können.
Matthias Lipinsky schrieb:> Das ist Quatsch. Eine PFC wird nur bei AC-Eingang benötigt. Hier tut es> ein klassischer Abwärtswandler 60V nach 12V.
Ich ging von einen eventuell vorhandenen Netzteil aus. Dort wäre so eine
PFC gleich nach dem Netzgleichrichter.
Matthias Sch. schrieb:> weiss ich leider, das PC Netzteile bei 72> Volt nicht so einfach anschwingen, geschweige denn bei 60 V.
Daher die Idee die PFC (was ja eigentlich nur ein Boost Converter ist)
zu modifizieren.
>Bei 60V könnte ein PC Netzteil vieleicht schon anspringen.
Ich bezweifle, das ein PC-Netzteil zum Ziel führt. 300W an 60V sind 5A
Eingangsstrom.
Selbst wenn das PC-Netzteil bei 60V losläuft, ich glaube kaum, das es
für 5A dauerhaften Eingangsstrom ausgelegt ist. Das wären ja über 1kW
Nennleistung an 230Vac.
Janine schrieb:> Also ist nen Tiefsetzsteller nach herkömmlicher Art und Weise nicht> sinnvoll? Wie gesagt eine "Hotelbatterie" soll hier nicht verbaut> werden!
Du kannst das natürlich bauen, allerdings ist alleine die
Speicherdrossel bei ca. 25A Strom eben kein ganz handliches und einfach
zu beschaffendes Bauteil. MOSFets hingegen, die das verkraften, sind
gang und gäbe. Ich würde eher zum klassischen SNT mit Trafo tendieren,
da ein defekter MOSFet im Tiefsetzsteller mal eben die ganze
Bordelektrik zerstören könnte.
Allerdings sind auch solche Trafos recht speziell und nicht einfach zu
beschaffen.
Das ist auch bei unseren DC/DC Wandlern genau das Problem.
Matthias Lipinsky schrieb:> Das wären ja über 1kW> Nennleistung an 230Vac.
Gut, es gibt natürlich ATX Netzteile, die 1200 Watt liefern können. Aber
der Trafo ist halt ungeeignet und müsste vermutlich selbst gewickelt
oder in Auftrag gegeben werden.
Gut mit der Leistung wird es schwer ein Netzteil umzustricken, da habe
ich mich in der Eile vertan. Aber deinen Schreiben entnehme ich das du
eine Platzsparende und billige Lösung wünschst. Daher der Vorschlag zwei
Birnen in Reihe, LKW Birnen laufen mit 24V, das macht dann 48V. Einfach
ein Vorwiderstand vorschalten der etwas Energie verprasst. Ich glaube
nicht das bei einem Kart Konstante helligkeit gefordert ist, ansonsten
könnte mann den Vorwiderstand auch per Relais überbrücken wenn die
Spannung zu niedrig ist. (Komparator oder µC für die Spannungsmessung)
Verluste hast du auch bei Schaltreglern oder SNT, beim Eigenbau kann
mann manchmal Staunen, wie schlecht der Wirkungsgrad wird wenn mann mit
Kompromissen bei Design und Bauteilbeschaffung leben muss.
>beim Eigenbau kann mann manchmal Staunen, wie schlecht der Wirkungsgrad >wird
wenn mann mit Kompromissen bei Design und Bauteilbeschaffung leben muss
Das ist ja der Vorteil des Hobbys. Man muss eben nicht mit irgendwelchen
Kompromissen (weil der BWLer das vorgibt oder so) leben, sondern kann
genau das einbauen, was man will...
