Hallo, bitte steinigt mich nicht, wenn ich einen Denkfehler in meinem Vorhaben habe, es wäre einmal ein theoretischer Ansatz. Würde es funktionieren, wenn ich bei einenm E-Kart mit 48V DC Staplermotor quasi im Schub/Bremsbetrieb mehrere 12V Povercaps in Serie schalte und damit lade, bei Vollgas (elektronisch angesteuert) sie per Schütz parallel schalte und die wiederum in Serie zu den Batterien. Die überlegung dahinter ist, dass ich kurzzeitig ca. 60V Betriebsspannung und damit einen kleinen "Speedboost" erreiche und wenn die Kondensatoren entladen sind werden sie wieder von der Akkustromversorgung getrennt und können wieder geladen werden. Geht das? Würden die in Serie zu den Batterien geschaltenen Akkus Stromfluss zum Antrieb sperren? Mit welchen Effekten ist zu rechnen? Ist generell ein Batteriemanagment bei 4 Stk. 12V Akkus in Serie empfehlenswert? Vielen dank!
:
Verschoben durch Admin
Fabian Bischofberger schrieb: > Geht das? Alles geht, bloß die Frösche hüpfen. Im Prinzip erscheint mir die Idee sogar richtig. Das Problem dabei ist aber, daß du keine Kondensatoren finden wirst, die einen Motor für eine nennenswerte Zeit versorgen können. Und dein Boost mit ein paar ms wird dir nicht helfen. Fabian Bischofberger schrieb: > Ist generell ein Batteriemanagment bei 4 Stk. 12V Akkus in Serie > empfehlenswert? Wahrscheinlich nicht, was willst du damit erreichen?
Da ist es vielleicht besser, den Platz, den die Kondensatoren einnehmen würden, mit einer fünften Batterie zu füllen. Da kannst Du den "Boost" solange nutzen, wie es Dein Motor aushält, bzw. solange es eben die Steuerungssoftware erlaubt.
Rechne dir einfach mal aus, wieviel Energie in einen Kondensator paßt und welche Energie benötigt wird, um ein E-Kart auf eine gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen.
Ein anderer Ansatz wäre, den Kondesator, der denke ich als Elektrolytkondensator ausfallen wird, zu verpolen und die Explosionsenergie als Schub zu verwenden. Risiken und Nebenwirkungen... Schonmal geschaut, was so Kondensatoren überhaupt kosten? http://www.conrad.de/ce/de/product/450813/?insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&gclid=COSli4DY7LsCFchY3god5ScAQA Genügend von denen in Serie und es klappt unter Umständen mit der elektrischen Variante, andernfalls bist du nur arm...
Nennt sich im Prizip "Rekuperationsbremse" was du da erfinden willst: http://de.wikipedia.org/wiki/Nutzbremse http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator#Energier.C3.BCckgewinnung_in_Kraftfahrzeugen
Michael schrieb: > Rechne dir einfach mal aus, wieviel Energie in einen Kondensator paßt > und welche Energie benötigt wird, um ein E-Kart auf eine gewünschte > Geschwindigkeit zu beschleunigen. Das haben schon andere gemacht: http://en.wikipedia.org/wiki/Capa_vehicle
Warum keine Batterie? Habe mir gedacht da eine Reihenschlussmaschine als Generator die Spannung ja drezahlabhängig abgibt, und wenn ein Kondensator eine Ladung von 10 oder 7 V (drezahlabhängig) erhält, würde es halt einfach unterschiedlich starke "Boosts" ergeben. Erfinden will ich auch nichts, Rekuperation ist mir bekannt, möchte jedoch nicht den Aufwand der Automobilentwickler betreiben ;) Wie lange würde dieser Schub andauern bei 4x12V 3F Kondensatoren? Motor hat ungefähr 6kw...Bin natürlich auch für andere Lösungen offen!
Schau mal der neue Mazda 6 hat so eine Spielerei. Ein Mehrwert wurde nicht festgestellt.
Fabian Bischofberger schrieb: > Mazda 6=kein reines Elektrofahrzeug! Na und? Das Prinzip ist doch das gleiche.
Nun, ich bin überrascht. 48V bei 3F. E = C * U²/2, Ergibt 3,4kJ. Angenommen das Kart hat 100kg, dann reicht diese Energie - theoretisch, ohne Reibung und Berücksichtigung etwaiger nötiger Spannungswandler - um das Kart auf 30km/h zu beschleunigen ( v=sqrt(E*2/m) ).
:
Bearbeitet durch User
Der Kondensator soll als Ergänzung zur normalen Stromversorgung dienen und erst wenn der Motor ziemlich die Nenndrezahl hat zugeschaltet werden um die Spannung auf ungefähr 60V erhöhen und nicht zur reinen Beschleunigung von 0-30km/h dienen! Kann mir einer eine halbwegs seriöse Berechnung aufstellen wie ich die Kondensatoren zu dimensionieren habe? Antrieb: 6kw 48V Mir würde ein Boost von 2 Sekunden reichen! Und wieviel (Bremsenergie) ist nötig um die Kondensatoren zu laden?
Fabian Bischofberger schrieb: > Kann mir einer eine halbwegs seriöse Berechnung aufstellen wie ich die > Kondensatoren zu dimensionieren habe? > Antrieb: 6kw 48V > Mir würde ein Boost von 2 Sekunden reichen! > Und wieviel (Bremsenergie) ist nötig um die Kondensatoren zu laden? Lustig. Suchst Du eine seriösere Physik als die gänge Physik ;-) Fabian Bischofberger schrieb: > Der Kondensator soll als Ergänzung zur normalen Stromversorgung dienen > und erst wenn der Motor ziemlich die Nenndrezahl hat zugeschaltet werden > um die Spannung auf ungefähr 60V erhöhen und nicht zur reinen > Beschleunigung von 0-30km/h dienen! Ja, dann hast Du wohl die Rechnung nicht verstanden, macht nichts.
Fabian Bischofberger schrieb: > Und wieviel (Bremsenergie) ist nötig um die Kondensatoren zu laden? Genausoviel, wie du raus holen willst, abzüglich der Verluste deine Schaltung.
Jemand hat dir doch grade vorgerechnet, dass das 3.4kj sind. Das + deine 6kw ist ja alles was du wissen musst. Einfach dran denken, dass die 3.4kj in einer Entladung von 12-0V sind, und kann dein Motor z.B. verbliebene 4V nutzen? NEIN!
Und außerdem: Es ist viel sinnvoller die Energie im Anlaufmoment zu nutzen, als hinten raus 90% in Reibung zu verbraten.
warum nicht? der Motor läuft dann immernoch mit 52V!? Kann man Akkus und Kondensatoren einfach so in Serie schalten? Mir fehlt der Praxisbezug vieviel 3,4kj sind? Sagen wir ich fahre 70km/h bei annähernd Nenndrezahl und schalte dann die mit zb. 9,7V geladenen Kondensatoren zu. Wie verhält es sich?
Ganz einfach 3.4kj sind 3400 Wattsekunden. Und ein Kondensator verhält sich beim Entladen aber anders als ein Akku: http://www.cbcity.de/wp-content/uploads/2012/10/Lade-Entladekurve-Vergleich-EDLC-Akku.png
Fabian Bischofberger schrieb: > Mir fehlt der Praxisbezug vieviel 3,4kj sind? Na, was glaubst Du, welchen Zweck meine Berechnung mit dem Vergleich der Beschleunigung einer 100kg Masse auf 30km/h hatte?
kopfkratz Also Kondensatoren dienen ja gerade zur Stützung bei hohen kurzfristigen Ampere Lasten, umgekehrt lassen sie sich "wartungslos" neu laden. Ergo Berg hinauf und die Kondensatoren werden entladen, Berg hinunter und man hat wieder die Energie für Berg hinauf abzüglich Reibungs- und Wandlungsverlusten. Als extra "Booster" würde ich sie nicht sehen/einsetzen. Man könnte überlegen ob MLCCs statt Akku genommen werden könnten, für Kurzstrecken ...
Roland ... schrieb: > Fabian Bischofberger schrieb: >> Mir fehlt der Praxisbezug vieviel 3,4kj sind? > > Na, was glaubst Du, welchen Zweck meine Berechnung mit dem Vergleich der > Beschleunigung einer 100kg Masse auf 30km/h hatte? Und wenn wir dann schon bei richtiger Physik sind: Die Energie reicht vielleicht für eine Beschleunigung von 0 auf 30 (abzüglich Luftwiederstand vielleicht 0 auf 20), aber gerade noch von 40 auf 45. Die genauen Werte könnte man nur bei bekanntem CW-Wert berechnen.
Martin Schwaikert schrieb: > aber gerade noch von 40 auf 45. Von 40km/h auf 50km/h sind es 3,4kJ, theoretisch ;-).
wie sieht es mit der einfachen reihenschaltung von Akkus und Kondensatoren aus?
Fabian Bischofberger schrieb: > wie sieht es mit der einfachen reihenschaltung von Akkus und > Kondensatoren aus? Ganz gut, wenn man den Kondensator nicht rechtzeitig trennt, lädt er sich verkehrt rum auf. Mit etwas Glück kommts dann zum Raktenturbo.
hab ich mir schon gedacht, würde dieses Schema funktionieren: Kondensatoren geladen, werden in Serie zu den Akkus geschalten Überwachung der Spannung der Kondensatoren, unter 3V wird wieder getrennt per Schütz und die Akkus werden wieder in Reihe geschalten und warten auf die nächste Ladung?
außerdem mit Sperrdioden um eine falsche Ladung der Kondensatoren zu verhindern?
Eine Diode paralell zum Kondensator schützt diesen, teilweise, ja. Die Diode muss den Laststrom schaffen, dann lädt sich der Kondensator aber dennoch auf ~ -1,2V (Durchlassspannung der Diode). 6kW bei 60V sind 100A. 100A Gleichstrom bei 60V schaltet man nicht mal eben so mit einem Schütz. Das muss schon ein spezielles Relais für Gleichstrom sein, das weder klein noch günstig ist. Mit Leistungshalbleiter ist man hier deutlich besser bedient, wenngleich das die Aufgabe nicht einfacher gestalltet. Auch das Trennen der Versorgung wärend der Fahrt (Kondensator wegschalten) ist nicht unbedingt das Mittel der Wahl. Alles in allem dürfte mit 3F ein spürbarer Effekt vorhanden sein, die Umsetzung sehe ich jedoch nicht als leichte Aufgabe.
Quecksilberschalter von Ebay wäre noch eine Option. Damit hatte damals ein Schulkollege seine Railgun gezündet. Das waren weit über 1000A.
3F in Reihe 3x ergibt nicht evtl. nur noch 1F? Ich mein: Reihenschaltung von Kondensatoren...
Martin Schwaikert schrieb: > Damit hatte damals > ein Schulkollege seine Railgun gezündet. Es geht ums Abschalten von Gleichspannung unter Last, nicht ums Einschalten, immer nur ums Abschalten! Auch steigt der Strom aufgrund der Spulen erst an, beim Einschalten.
Danke Rowland hast wohl recht dass Relais wegen der hohen DC-Ströme wohl flach fällt. Wären hier klassische MOSFETs empfehlenswert oder doch lieber ein IGBT? Habt ihr Empfehlungen eines solchen+ Gatetreiber?
wenn ich das richtig verstehe wird hier nicht die Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt um damit die Kondensatoren zu laden? Wozu dann Kondensatoren?? Nimm doch einfach 60V Batterien und steuer die Motoren mit einer PWM an. Dann kannst du dir aussuchen wie lange deine Motoren welche Leistung bekommen. --> Da musst du dir halt die Leistungselektronik kaufen. Dürfte aber ev. günstiger sein als solche Kondensatoren?!
Doch natürlich wird die Bremsenergie benutzt! Mein (vielleicht etwas naiver) Plan: Wenn das Gaspedal ruht werden die Akkus weggeschalten um die 4 Kondensatoren zu laden. Sind die Kondensatoren geladen werden sie parallel geschalten damit eine Spannung von theoretischen 12V anliegt. Bei drücken eines Tasters werden die Kondis in Reihe zu den Batterien geschaltenum eine Spannung von theoretischen 60V zu erreichen um den Motor kurzzeitig zu überlasten. Fällt die Spannung an den Kondensatoren auf unter 4V werden sie wieder in Serie geschalten und von den Akkus getrennt und warten auf die nächste Ladung während der Motor wieder durch die Akkus auf Nennspannung läuft!
Parallelschaltung: C + C = 2*C Reihenschaltung: (1/C + 1/C)^-1 = 1/2 * C Wenn Du in Reihe schaltest, verlierst Du 75% der Kapazität. Das kann nicht der Sinn des Ganzen sein. Wenn, dann lässt Du die Kondensatoren parallel geschaltet (Du willst ja eine hohe Kapazität haben) und treibst mit einem DC/DC Wandler die Fahrzeugenergie mit hohen Strom in die Kondensatoren. P = U * I. Überlege Dir auch mal, wie sich bei Akkus und bei Kondensatoren der Innenwiderstand verhält.
:
Bearbeitet durch User
wutz schrieb: > Nimm doch einfach 60V Batterien und steuer die Motoren mit einer PWM an. > Dann kannst du dir aussuchen wie lange deine Motoren welche Leistung > bekommen. Genau das meinte ich auch schon, macht zudem noch Sinn, dass man aufgrund der zusätzlichen Energie länger fahren kann. Die Bremmsenergie wird ja so auch bei einigermaßen venünftigen Motorreglern in die Akkus zurückgespeist. Insofern machen Kondensatoren jetzt nicht unbedingt mehr Sinn. Ja, Schalten wenn mit MOSFETs, die Spannungen eignen sich optimal dazu. Allerding ist die Ansteuerung der MOSFETs nicht gerade trivial, da nirgenst ein festes Potential herscht. Zudem leiten MOSFETs rückwärts, was in dieser Anwendung auch störend ist. Das erhöht den Schaltungsaufwand gleich noch einmal.
Ich glaube, Dir ist außerdem noch nicht ganz klar geworden, warum es keinen Sinn hat, den Motor über Nennleistung zu betreiben. 1) Kondensatoren haben einen EXTREM niedrigen Innenwiderstand. Sie können ihre gespeicherte Energie schlagartig bereitstellen. Kollektormotoren haben einen sehr niedrigen Innenwiderstand weshalb sie im Anlaufmoment sehr viel Strom aufnehmen, der u.A. auch durch den Innenwiderstand der Akkus begrenzt wird. Kondensatoren können diesen Strom liefern und damit das Anlaufmoment sehr schnell überwinden. 2) Bei Motoren, die mit Frequenzumrichter angesteuert werden müssen (z.B. BLDC) funktioniert Spannung erhöhen nicht. 3) Der Luftwiderstand macht einen Strich durch Deine Rechnung:
x ist eine Konstante, die durch die Fahrzeuggeometrie bestimmt wird. Wenn x = 1 wäre, dann wären es bei 10m/s etwa 1000W, bei 20m/s wären es dann 8000W. Mit anderen Worten: Nur um die Geschwindigkeit zu halten, wird bei 66km/h die 8-fache Leistung als bei 33km/h benötigt. Es wäre also totaler Blödsinn, seine wertvolle Energiemenge bei hohen Geschwindigkeiten zu verpulvern, anstatt sie bei niedrigen Geschwindigkeiten sinnvoll zu nutzen. 4) Elektromotoren kommen auch irgendwann in die magnetische Sättigung. Dann den Strom noch zu erhöhen, treibt nur die Verluste nach oben, aber bringt keinen Mehrwert mehr.
:
Bearbeitet durch User
> 2) Bei Motoren, die mit Frequenzumrichter angesteuert werden müssen > (z.B. BLDC) funktioniert Spannung erhöhen nicht. sicher? also bei meinen Modellbau BLCD Reglern hat das bislang immer funktioniert.
wutz schrieb: >> 2) Bei Motoren, die mit Frequenzumrichter angesteuert werden > müssen >> (z.B. BLDC) funktioniert Spannung erhöhen nicht. > > sicher? also bei meinen Modellbau BLCD Reglern hat das bislang immer > funktioniert. Dann kommutieren die aber Sensorlos, oder?
Martin Schwaikert schrieb: > wutz schrieb: >>> 2) Bei Motoren, die mit Frequenzumrichter angesteuert werden >> müssen >>> (z.B. BLDC) funktioniert Spannung erhöhen nicht. >> >> sicher? also bei meinen Modellbau BLCD Reglern hat das bislang immer >> funktioniert. > > Dann kommutieren die aber Sensorlos, oder? Ja. Warum ist das mit Sensoren anders?
wutz schrieb: > Ja. Warum ist das mit Sensoren anders? Nö, eigentlich nicht. Es kommt auf die Regelung an. Nur braucht man im Modellbau keine Geschwindigkeitsbegrenzung. Bei wirklich leistungsstarken Motoren würde man aber keinen Blindflug machen. und auf Drehzahl regeln. Im Modellbau braucht es das nicht. Entweder reicht die Leistung, oder der "Pilot" gibt halt noch ein bisschen mehr Schub.
Es kommt drauf an, ob der Motorregler die Drehzahl und/oder das Drehmoment an einen Sollwert anpasst, also als echter Regler fungiert, oder nicht. Modellbaumotorregler machen das oft nicht, da wird einfach die PWM vorgegeben und mit dieser Aussteuerung kommutiert der Regler dann den Motor. Bei solchen ungeregelten Systemen führt eine höhere Versorgungsspannung dann zur einer Drehzahlerhöhung.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.