Hallo,
ich habe vor ein Gerät zu bauen, das variable Test(!)läufe zum Laden und
Entladen eines Akkus vornehmen kann. Variable bzw einstellbar sollen
dabei der Ladestrom (zwischen 0 bis 100A), die Ladespannung (2 bis 7V)
und der Entladestrom(0 bis 100A) sein. Es sollen dabei verschiedene
Akkutypen testbar sein, alle typen haben jedoch eine maximale
Ladeschlußspannung von ~4.2V und einen KS Strom von einigen kiloAmpere
(-> Quellwiderstand ~ 1 milliOhm).
Beim Entladen ergibt sich hieraus schon mal das erste Problem: um den
Strom maximal auf 100A zu begrenzen, muss die Last mindestens 50
milliOhm betragen, was 500W Verlustleistung heißt, die erstmal abgeführt
werden müssen.
Fürs Aufladen habe ich ein Netzteil, das 1200W liefert, 12V und 100A.
Meine erste Überlegung war es mittels MOSFETs, analoger PID-Regler und
einem µC so die Spannung/Ströme einzustellen. Jedoch lässt sich die an
den MOSFETs vernichtete Leistung kaum abführen, weswegen ich mir nun was
anderes überlegen muss.
Eine andere Überlegung wäre ein Widerstandsnetz aus Halogenlampen zu
bauen, dessen einzelne Zweige zu oder abgeschaltet werden können. Jedoch
wird damit kaum halbwegs präzise Werte einstellbar sein...
Könnte man bspw. über eine Wilkinsonstromquelle einen weitere
Bipolartransistor ansteuern, um so den Strom zu steuern?
Wie würdet ihr das Problem angehen? Bin um jede Idee dankbar.
MfG,
Sepp
Ich würde mal bei den Motor controllern für batteriebetriebene Fahrzeuge
reinschauen (zB curtis). Ströme von hundert Ampere und mehr sind dort zu
hause. Die tiefe Spannung <4,2V könnte ein Problem sein. Dafür wären sie
richtig angesteuert wohl Pfannenfertig, zum Laden und Entladen zu
gebrauchen.
Grüsse Martin
Sepp schrieb:> Eine andere Überlegung wäre ein Widerstandsnetz aus Halogenlampen zu> bauen, dessen einzelne Zweige zu oder abgeschaltet werden können. Jedoch> wird damit kaum halbwegs präzise Werte einstellbar sein...
Das dürfte kaum stören, wenn der Strom von Dir gemessen wird
und der "echte" Strom zur Berechnung benutzt wird.
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Sepp schrieb:>>> Eine andere Überlegung wäre ein Widerstandsnetz aus Halogenlampen zu>> bauen, dessen einzelne Zweige zu oder abgeschaltet werden können. Jedoch>> wird damit kaum halbwegs präzise Werte einstellbar sein...>> Das dürfte kaum stören, wenn der Strom von Dir gemessen wird> und der "echte" Strom zur Berechnung benutzt wird.> Gruss> Harald
Ich möchte aber vorgeben können, daß der Ladestrom bspw. genau 85A
beträgt. Wäre das überhaupt möglich, bei einer am Akku anliegenden
Spannung < 7V ?
Nehmen wir mal folgendes an: Direkt nach meinem 12V, 100A Netzteil
schalte ich eine 12Volt, 100Watt Halogenlampe und dazu in Reihe dann den
aufzuladenden Akku. Der Strom zum Akku wäre dann wohl 12V / R(lampe) +
R(akku) , oder? Der Widerstand der Lampe als Kaltleiter erhöht sich ja
mit dem Strom. Also könnte ich doch zunächst über ein überschauliches
Lampennetz einen groben Großteil der Leistung vernichten, um danach dann
steuerbare MOSFETs zu schalten, die für die Feinabstimmung dann
hinhalten?
Aber zum Verständnis: die 100A vom Netzteil werd ich nicht an den Akku
bringen, wenn ich davor noch eine Lampe schalte, um so die Akkuspannung
auf kleinergleich 7V zu bringen?
Danke, mfg Sepp
Sepp schrieb:> Ich möchte aber vorgeben können, daß der Ladestrom bspw. genau 85A> beträgt. Wäre das überhaupt möglich, bei einer am Akku anliegenden> Spannung < 7V ?
Das kommt auf den Ladezustand des Akkus an (vorausgesetzt, er kann im
komplett leeren Zustand überhaupt soviel Ladestrom aufnehmen, was ich
aber einfach mal annehme).
Wenn ich dich richtig verstanden habe möchtest du Lithium-Ionen Akkus
laden. Dabei darfst du die Spannung von 4,2V pro Zelle nicht
überschreiten. Du hast bei Laden nämlich zwei Phasen. In der ersten
lädst du ihn mit deinem konstanten Strom (z.B. 85A), dabei hat er aber
weniger als 4,2V. Wenn die 4,2V erreicht werden muss dein Ladegerät
umschalten auf Spannungsbegrenzung und dann die 4,2V halten, dabei sinkt
dann der Ladestrom ab. Sobald der Ladestrom dann unter einen gewissen
Wert gesunken ist, ist der Akku voll geladen.
Sepp schrieb:> Nehmen wir mal folgendes an: Direkt nach meinem 12V, 100A Netzteil> schalte ich eine 12Volt, 100Watt Halogenlampe und dazu in Reihe dann den> aufzuladenden Akku. Der Strom zum Akku wäre dann wohl 12V / R(lampe) +> R(akku) , oder? Der Widerstand der Lampe als Kaltleiter erhöht sich ja> mit dem Strom. Also könnte ich doch zunächst über ein überschauliches> Lampennetz einen groben Großteil der Leistung vernichten, um danach dann> steuerbare MOSFETs zu schalten, die für die Feinabstimmung dann> hinhalten?
Ja, könnte man, wobei der variable Widerstand von Halogenlampen das
ganze nicht unbedingt leichter macht.
Sepp schrieb:> Aber zum Verständnis: die 100A vom Netzteil werd ich nicht an den Akku> bringen, wenn ich davor noch eine Lampe schalte, um so die Akkuspannung> auf kleinergleich 7V zu bringen?
Doch, bei einer Reihenschaltung ist der Strom in allen Teilen gleich
groß. Der Widerstand der Lampe muss allerdings so gewählt sein, das mit
einer Spannungsdifferenz von 5V (12V-7V) 100A fließen können.
Das Entladen wird etwas schwieriger, da hier nur eine kleine
Spannungsdifferenz zur Verfügung steht, nämlich die Akkuspannung. Hier
könnte man den Aufbau einer Konstantstromquelle aus MOSFET, Shunt und
Operationsverstärker wählen und davon mehrere parallel schalten, dann
bräuchte man lediglich noch eine Ansteuerung dafür. Beispielsweise
könnte jede der Gruppen auf 10A fest eingestellt werden und lediglich zu
oder abgeschaltet werden und durch eine weitere Gruppe ergänzt werden,
die von 0-10A geregelt werden kann. Damit sollte sich das Problem der
Wärmeabfuhr und das schlechte Verhalten der MOSFETs im Linearbetrieb gut
beherrschen lassen.
Gruß Kai
Vielen Dank, Kai.
Das mit den Stromquellen werde ich mir mal genauer anschauen, den viele
MOSFETs einzeln zu regeln würde nur in ein riesiges Geschwinge enden.
Ich weiß leider nicht, wie sich so ein leerer Akku verhält. Was mein
Netzteil für einen Widerstand in ihm sieht - habe leider noch keinen,
kann es also noch nicht testen. Und wie sich Lampen verhalten, darin bin
ich leider auch nicht versiert. Wenn sie "an" sind bei 12V, 100W heißt
1.44Ohm. Jedoch wird dieser Ohmwert viel kleiner sein, wenn sie bei
geringer Leistung vorsichhindümpeln.
Joe schrieb:> Mein Lastwiderstand bis 2kW war ein dünnes aufgewickeltes Cu-Rohr> aus> dem Sanitärbereich.> Die Wasserkühlung war eingebaut.
Das ist interessant. Könntest Du das etwas erläutern bzw. eventuell ein
Paar Daten herausrücken. Einen 50milliOhm Widerstand, von dem ich die
500W wegführen könnte wäre traumhaft.
Wie hast Du die Kühlung umgesetzt? Muss ja schon fast mit Wasserpumpe
sein, denn son Wasserkocher daheim hat auch nicht mehr als ~1kW (dacht
ich).
