Unklarheiten bei 400V DC-Messung

Gernot schrieb:
> Gibt es einen  >=10bit ADC, der mir die Daten seriell streamt?  Also
> mit dem ich im Betrieb nicht erst kommunizieren muss

Einmal musst du ja doch mit ihm reden, sonst weiss er nicht was er tun 
soll, ausserdem ist der Umgang mit Daten die von selbst kommen nicht 
unbedingt einfacher. Aber die meisten können nicht nur nach Startbefehl 
wandeln, sondern auch durchgehend. So oder so, abholen musst du sie dann 
doch per SPI, also per Software vom µController.

Gruss Reinhard

Wenn es nicht superbillig sein muss und einigermaßen Platz vorhanden 
ist, nimm zur Strommessung einen Kompensationswandler. Einfacher und 
genauer geht es kaum, Bandbreite ist wahrscheinlich auch ausreichend 
(einige 100 kHz). Dafür hast du gleich eine galvanische Trennung und 
kein Problem mit der Verlustleistung.

Die Spannungsmessung mit hochohmigen Spannungsteiler und ADC auf der 
"Hochspannungs"-Seite ist ok, das funktioniert ganz gut. Eine sichere 
Auslegung der galvanischen Trennung ist aber kein Kinderspiel, da muss 
man schon sauber arbeiten.

Wow seid ihr fix =)

Zu meinem Spannungsteiler:
Ich habe vergessen, dass ich einen Spannungsteiler mit Offset brauche, 
da beim rekuperieren der Strom IN in de Batterie fließt. Daher ergeben 
sich eh etwas andere Werte für die Widerstände.  Mehrere Widerstände für 
höhere Spannungsfestigkeit werde ich berücksichtigen!

Quelle: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Offset.2C_passiv

> Um welche Ströme geht es hier überhaupt?
Aktuell plane ich mit 3 Fahrzeugen:
Twike: 400V & max 20A + 12V & 5A  (Traktions- und Niederspannungsnetz)
eBike: 24V & 20A
Formula Student Electric: 340V & 250A
Mein Plan war ein Modul für de Bereich 200-400V und ein zweites Modul 
für den Bereich 12-36V


> SPI differentiell? Suchst du ggf. eine galvanische Trennung zum
>entkoppeln? Da schau mal bei Analog nach der ADUM-Serie, SI hat auch
>solche Teile.
Ich wollte die einzelnen SPI-Kanäle mit RS-422/EIA-422-Tansceiver 
differentiell übertragen um die Reichweite zu erhöhrn. Wegen den starken 
Feldern bei den Strömen bekomme ich sicherlich keine stabile 
SPI-Verbindungen über größere Entfernungen zustande.

>> 4. Wie kann ich eine solche Schaltung am Schluss abgleichen?
>Wie sieht deine Eingangsspannung aus? Ist das wirklich DC? Ansonsten
>gleichst du das mit einem genauen Spannungsmesser ab.

Der genauste Spannungsmesser den ich zur Verfügung habe trägt das Label 
von Voltcraft =)
Aber gibt sicherlich Lehrstühle mit besserer Ausrüstung, auf die ich 
zugreifen kann, werde ich mich mal erkundigen.

>Wenn es nicht superbillig sein muss und einigermaßen Platz vorhanden
>ist, nimm zur Strommessung einen Kompensationswandler
Superbillig muss sowieso nicht, die Module von Isabellenhütte hätten 
120€ das Stück gekostet – und das Geld steht zur Verfügung. Ich habe 
mich mal bei LEM umgesehen, aber die genausten zum Durchstecken sind mit 
+-1% typ angegeben, bei all den Störfelder in der nähe des Antriebs 
hatte ich wenig Hoffnung, dass da viel Genauigkeit übrigbleibt.
Und wegen der Spannungsmessung muss ich ja sowieso wieder an die 
Spannung ran. Daher hatte die Lösung mit Shunt -der ja auch nich gerade 
günstig ist – bevorzugt.


Im Fahrzeug werden diverse Sensoren verbaut, die Idee war, dass ich mir 
einiges an Kabeln sparen kann, wenn die Kommunikation nur in eine 
Richtung läuft.

Gernot schrieb:
> Formula Student Electric: 340V & 250A

Ahh, endlich mal einen an der Angel.
FS ist eine der sinnlosesten Veranstaltungen die es gibt. Die Geistes- 
und Schaffenskraft junger Studenten im Kreis drehen lassen.
Als ob unsere Welt keine anderen Probleme hätte (jaja, die Teflon Pfanne 
und der Frontspoiler...).

Gernot schrieb:
> Ich habe
> mich mal bei LEM umgesehen, aber die genausten zum Durchstecken sind mit
> +-1% typ angegeben, bei all den Störfelder in der nähe des Antriebs
> hatte ich wenig Hoffnung, dass da viel Genauigkeit übrigbleibt.

Viel von der Ungenauigkeit kannst du durch Kalibration beseitigen. Und 
Kompensationswandler sind schon sehr unempfindlich. Eine 
High-Side-Shuntmessung ist da eher empfindlicher.

Gernot schrieb:
> 2. Gibt es einen  >=10bit ADC, der mir die Daten seriell streamt?  Also
> mit dem ich im Betrieb nicht erst kommunizieren muss, damit ich meine
> Daten bekomme?

Die übliche Vorgehensweise ist 2 Rechner zu verwenden. Einer auf der 
Hochspannungsseite (mit DC/DC-Wandler isoliert) der andere auf der 
12V-Seite. Die Trennung (CAN-TX + RX zwischen CAN-Baustein und Treiber) 
ist mit ADUM. Übertragung mit CAN.

Übrigens ist eine Isolationsmessung in den Normen vorgeschrieben.

Gruß Anja

Beachte, dass die meisten (nichtbastel) E-Fzge. einen Isolationswächter 
besitzen, der kontinuierlich den Widerstand gegen das Chassis prüft 
(HV-DC Minus ist nämlich nicht gleich 12V Masse). Wenn deine 
Messschaltung nicht hochohmig gegen 12V-Masse ist, wird das System nicht 
starten.

Anja schrieb:
> Die übliche Vorgehensweise ist 2 Rechner zu verwenden. Einer auf der
> Hochspannungsseite (mit DC/DC-Wandler isoliert) der andere auf der
> 12V-Seite. Die Trennung (CAN-TX + RX zwischen CAN-Baustein und Treiber)
> ist mit ADUM. Übertragung mit CAN.

Also das mit den zwei Rechnern habe ich nicht verstanden.

Hochspannungs- und Niederspannungsnetz messe wich sowieso mit 
unterschiedlichen Schaltungen an unterschiedlichen Stellen, oder was wr 
gemeint?

Ein ADUM-Isolator ist schon auf meinem Wunschzettel.

tom schrieb:
> Beachte, dass die meisten (nichtbastel) E-Fzge. einen Isolationswächter
> besitzen, der kontinuierlich den Widerstand gegen das Chassis prüft
> (HV-DC Minus ist nämlich nicht gleich 12V Masse).

Danke, wieder was gelernt, das mit dem Isolationswächter hätte ich 
eiskalt übersehen. Vorallem weil ich mich erstmal wohl nur mit bastel 
E-Fahrzeugen beschäftige, das ganze aber übertragbar auf "ordentliche" 
sein soll.

Das die Massen der nicht die gleichen sind, ist mir bewusst. Die 
Stromversorgung meiner Schaltungen läuft über Batterie ist auch wieder 
komplett davon entkoppelt.



> MUSST du den Strom genauer als 1% messen?

Streng genommen interessiert mich sowieso nur die elektrische Leistung – 
und die hätte ich gerne so genau wie möglich.

+-1% Auf Leistung sollte wäre schon gut,... wenn ich aber mit Bauteilen 
für 50€ genauer werden kann, würde ich das natürlich gerne nutzen.

Clemens S. schrieb:
> warum baust du nicht einen kleinen wandler und sparst dir die batterien
> auf der HV seite?

Was für einen Wandler kann ich für den Spannungsbereich nehmen/bauen?


> möchtest du ein kombimodul für strom und spannung oder je eine einheit
> irgendwo im fahrzeug?
> => bei einem kombimodul hast du die Isolationsbarriere und die
> spannungsversorgung nur einmal.


Genau, ich möchte ein "Kombimodul". Dann reicht auch eine Schnittstelle 
pro Modul um die Leistung im betrachteten Netz zu ermitteln.

Das Modul soll später einfach in die bestehende Stromversorgung 
eingesteckt werden (Plus und Minus liegen eh beisammen). Das passt dann 
zumindest für die von mit betrachteten Fahrezuge.

Ich denke mit Batterien wird das ganze aber deutlich einfacher, werde 
also wohl doch dabei bleiben.

Gibt es noch Meinungen zu Shunt vs. Kompensationswandler?

Cheers