Hallo zusammen,
Ich bin derzeit dabei das 48V (4 in reihe geschaltete 12V Bleiakkus)
Bordnetz eines Elektrofahrzeuges zu verbessern, bei dem Fahrzeug handelt
es sich um ein kleines fahrzeug in dem 2 Personen Platz haben.
Angetrieben wird das ganze von einem 3 Phasensynchronmotor(3,3kW), der
beim Bremsvorgang als Generator wirkt.
Bei meinen Messungen habe ich festgestellt das während des Brems- bzw.
Beschleunigungsvorgangs starke Spannungsschwankungen zwischen
42V(Beschleunigen) und 56V(Bremsen, Strom bis zu -180A) vorhanden sind
und dies über ca 2,5s. Ich gehe davon aus das die Bleiakkus die Energie
beim Beschleunigen nicht schnell genug bereitstellen können bzw. beim
Bremsen die Energie nicht schnell genug aufnehmen können.
Da noch andere Verbraucher an dem Bordnetz vorhanden sind, würde ich
diese Spannungsschwankungen gerne minimieren.
Jetzt bin ich auf der Suche nach Lösungsmöglichkeiten zu diesem Problem!
Das leichteste wäre natürlich eine andere Batterietechnologie wie z.B.
Lithium Ionen zu verwenden, ich bin aber noch auf der Suche nach
alternativen Lösungen.
Welche Möglichkeiten gibt es noch? Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen
! :)
Gruß Chris
Chris schrieb:> starke Spannungsschwankungen zwischen> 42V(Beschleunigen) und 56V(Bremsen, Strom bis zu -180A) vorhanden sind
Mehr nicht? Was erwartest Du? Informiere Dich bitte mal über das Thema
Innenwiderstand bei Spannungsquellen.
Wenn Du bremst, soll die Energie wieder in den Akkus gespeichert werden.
Dazu muß ein Strom in die Akkus fließen. Dazu muß die Spannung höher
sein als die Akkuspannung, und zwar um den Betrag (Innenwiderstand des
Akkus + Widerstand der Zuleitungen + Übergangswiderstand von
Anschlußklemmen, Kontakten) / Ladestrom.
Mal so ganz vereinfacht...
Lege Deine Elektronik einfach so aus, daß sie mit den
Spannungsschwankungen klarkommt und genug Reserve hat.
Danke schon mal für die Antwort....
Leider habe Komponenten im Bordnetz die max 50V Spannungen dauerhaft
vertragen(Aussage des Herstellers).
Eine Idee von mir war die komplette Rekuperation über Supercaps ablaufen
zu lassen. Sprich Ich lade die Bremsenergie zunächst in die die
Supercaps und schalte dann einen Transistor über eine geeignete PWM um
die Batterien kontrolliert zu laden. So könnte ich die restlichen
Verbraucher vor hohen Spannungen schützen und würde trotzdem die
Batterien laden.
Was hälst du davon?
Chris schrieb:> Leider habe Komponenten im Bordnetz die max 50V Spannungen dauerhaft> vertragen(Aussage des Herstellers).Chris schrieb:> (4 in reihe geschaltete 12V Bleiakkus)
Was ist das denn für ein Pfusch? 4 12 V Akkus in Reihe sind eben ~42 V
(demnächst tiefentladen) bis 58 V (randvoll).
Klemm halt den 50 V Kram zwischen die ersten drei Batterien.
Chris schrieb:> Eine Idee von mir war die komplette Rekuperation über Supercaps ablaufen> zu lassen.
Da bei 56 V die Spannung über den Akkus noch völlig in Ordnung ist,
wozu? Übrigens sind Bleiakkus gerade für diese hohen Ströme ideal.
Unglaublich...!
Verbraucher die nur max. 50V vertragen haben einfach an einem 48V-Akku
nichts verloren. Die Idee mit den Supercaps ist totaler Hirnriss
angesichts der bis zu 180A die da fließen... hast Du ansatzweise eine
Ahnung welche Energie Du da speichern musst und wieviel Supercaps das
entspricht?
Schütze die betreffenden Verbraucher einfach vor der Überspannung, und
alles ist gut.
Chris schrieb:> Ich lade die Bremsenergie zunächst in die die> Supercaps und schalte dann einen Transistor...
Die Idee ist so derart egal, ämmm... genial, am besten du schaltest
jetzt den Computer ab und beginnst sofort mit dem Aufbau!
Ich denke du solltest eher darüber nachdenken, wie du den empfindlichen
Komponenten geregelte 48V zur Verfügung stellen kannst, unabhängig
davon, was deine Batterien bzw. der Generator liefert.
An der Leistungselektronik/elektrik rumzubasteln wird weit aufwändiger.
Wie viel Strom benötigt denn die (zu schützende) Boardelektronik?
Was braucht denn da noch die nominell 48V?
Im Normalfall wird nämlich aus den Fahrbatterien ein DC/DC Wandler der
robusten Sorte gespeist, der dann die 12V Hotelbatterie fürs Bordnetz
auflädt und puffert.
Der Fahrstrom selber wird immer stark schwanken, denn absolut
horizontale Strassen gibt es nicht (ausser vllt. in AUS).
> Klemm halt den 50 V Kram zwischen die ersten drei Batterien.
Das wäre der nächste Pfusch und wird den vierten Akku ziemlich schnell
durch Überladung zerstören.
Tcf K. schrieb:> Ja, die ist so genial dass BMW bei einem Hybridfahrzeug-Prototypen> tatsächlich macht...
Nun ja, der
"V8 Benziner hat einen Hubraum von 4,4 Litern bei einer maximalen
Leistung von 210 kW (286 PS)"
wird den Hybrid-Supercap in Koferraumgröße schon durch die Landschaft
schaukeln können.
Leider hat es das Fahrzeug noch nicht bis zur Serienreife geschafft,
aber dem TO gelingt das bestimmt!
Chris schrieb:> Leider habe Komponenten im Bordnetz die max 50V Spannungen dauerhaft> vertragen(Aussage des Herstellers).
Dann solltest Du den Hersteller, der sowas in ein 48V-Bordnetz baut an
den Eiern packen und im Kreis rumschleudern.
Wie, der Hersteller baut das nicht ein, Du willst das einbauen? Dann faß
Dich mal schön...
MAN MACHT DAS EINFACH SO NICHT!
Und Mazda setzt das ganze in seinen i-Eloop Systemen ein, keine ahnung
warum der Gedanke für deine Wenigkeit so verwerflich ist..
Für mich war der Gedanke Supercaps zu verwenden einfach interessant auch
wenn eine Schutzschaltung wohl der einfachere weg ist.
In dem Fahrzeug ist bereits ein Steer by wire Lenksystem integriert, das
ca 8A benötigt. Da die Lenkung eben in keinem Fall ausfallen darf, würde
ich diese gerne bestmöglich schützen.
Problem ist dass ich eine möglichst konstante Spannung dort benötige(am
besten zwischen 42-48V), und gleichzeitig im Bremsfall eine größere
Spannung an den Batterien benötige um diese zu laden.
Chris schrieb:> In dem Fahrzeug ist bereits ein Steer by wire Lenksystem integriert, das> ca 8A benötigt. Da die Lenkung eben in keinem Fall ausfallen darf, würde> ich diese gerne bestmöglich schützen.
Und dann ist die auf 50V max ausgelegt? Das willst Du jetzt nicht
ernsthaft behauten. So blöd kann gar kein Hersteller sein.
Selbst wenn Du wirklich die 8A auf 48V glatt regeln könntest, kann Dir
die Steuerung selbst nach der Regelung beim Schalten Spannungsspitzen
reinbringen, die sie killen.
Das kann gar nicht sein.
Die Lenkung ist selbst eingebaut worden, und der Lenkungsmotor ist nun
mal so vom Hersteller angegeben... Das dies daher eigentlich der ideale
Motor ist, ist mir natürlich auch klar, aber nun muss ich eben damit
arbeiten.
Chris schrieb:> Das dies daher eigentlich der ideale> Motor ist
Das ist doch Unsinn. Wie kann etwas "ideal" sein, wenn es gar nicht zu
deinem Vorhaben passt?!
Aber das Lenksystem ist für 48V Bordnetze gebaut, oder ist es eigentlich
für 12V gedacht?
Also, dem Motor machen kurze Spannungsspitzen sicherlich nichts aus.
Kritisch wird es für Bauteile, wie MosFET Treiberstufen.
Die könnte man aber evtl. getrennt schützen, ohne die komplette
Lenkmotorlast über die Schutzbeschaltung laufen zu lassen.
Chris schrieb:> Das dies daher eigentlich der ideale> Motor ist, ist mir natürlich auch klar, aber nun muss ich eben damit> arbeiten.
Und warum sollte ein 48V-Motor mit 56V Probleme haben?
Das Problem hat dann wohl die Elektronik. Also Steuerteil je nach
Auslegung aus sauberer Hilfsspannung betreiben, Leistungsteil auf 100V
auslegen und gut is. Kannst Du eben nicht die kleinen Mosfets nehmen,
die nur 50V abkönnen.
Na na, die Verwendung von Supercaps (ich meine die niederohmigen ab
100F) hat schon gewisse Vorteile: Ein Kondensator hat im Gegensatz zur
Batterie keine unterschiedliche Lade- und Entladespannung, d.h. der
Wirkungsgrad der Rekuperation ist schon allein deswegen besser.
Dann kommt dazu, dass die Zyklenzahl und die Ladung (vulgo Kapazität)
eines Akkus sehr stark vom Strom abhängt, und da kann ein dicker C die
Batterie gewaltig entlasten, sowohl beim Laden (Rekuperieren) als auch
beim Entladen (Beschleunigen).
Neben Maxwell (Start Strong)
http://www.maxwell.com/products/ultracapacitors
stellt auch Wima fertigt auch solche PowerBlocks, z.B. für 48V-Systeme:
62.5 V 125F B:283 H:156 L:439 MCPBB4B125MC00QV00
http://www.wima.de/DE/WIMA_PowerBlock.pdf
max. Dauerstrom 130A
Spitzenstrom 1900A
initial ESR 8,3 mOhm
max gespeicherte Energie: 67,8 Wh
Masse 16,0 kg
Volumen 19,4 L
Energiedichte 4,24 Wh/kg / 3,5 Wh/L
Lebensdauer > 90000 h (>10 Jahre)
Zyklenzahl 1 Mio.
Betriebstemperatur -40°C ... +65°C
Das ist jedoch nicht das probate Mittel für das oben genannte Problem,
eine maximale Spannung von 50V ist eher für 36V-Systeme gedacht.
Noch allgemein zur Rekuperation: vorausschauendes Fahren bringt viel!
eProfi schrieb:> Noch allgemein zur Rekuperation: vorausschauendes Fahren bringt viel!
Ja, vor allem beim Golf-Caddy, oder was immer das ist mit 3.3kW Motor...
