Hallo zusammen,
ich plane 3 Zyklenfeste Solarbatterien (gleichen Typs/ Alters) in meinem
Wohnwagen zu verbauen, das Ganze soll u. a. vom Auto aus geladen werden.
Die Ladung soll nur bei laufendem Motor erfolgen, hierzu dient der
rechte Schaltungsteil (Komparator mit Relaisansteuerung).
Im Wohnwagen soll eine Anlage und Licht für mehrere Tage betrieben
werden, eine effiziente Headunit und Digitalendstufe habe ich schon
beschafft.
Später wird evtl. noch mit einer PV nachgerüstet, idealerweise per
Arduino mit MPP Tracking angesteuert.
Aber erst mal zum Schaltplan im Anhang für "Ausbaustufe eins"
Hierfür möchte ich mit zwei 16mm² Leitungen vom Auto zum Wohnwagen
gehen, um keinen hohen Spannungsfall (Booster vermeiden) zu haben, so
dass genug Spannung im Wowa ankommt.
Nachdem ich mich ein wenig in die Thematik eingelesen haben, ist der
Schaltplan im Anhang entstanden. Nun wüsste ich gerne ob ihr Anregungen
/ Verbesserungsvorschläge habt.
Den 1F Kondensator habe ich noch zu Hause herum liegen, und nachdem ich
gehört habe, dass Schaltnetzteile Batterien unnötig belasten in Hinsicht
auf die Lebensdauer, würde ich diesen als Puffer einsetzen.
Das Ganze soll über einen Mikrocontroller gesteuert werden, vermutlich
einen Arduino. Die Batterien sollen überwacht und über Relais geschaltet
werden, so dass bei einem Zellenschluss die defekte Batterie getrennt
werden kann. Offen gezeichnete Leitungen werden mit dem Mikrocontroller
verbunden. Die Spannung an den Shunts soll noch via invertierendem OPV
auf 0-5V angehoben werden.
Es wird also gemessen: Spannung und Strom der 3 Batterien. Spannung der
einzelnen Battrie geht natürlich nur wenn das Relais offen ist.
zu realisierende Funktionen: Unterspannungsschutz mit stufenweiser
Abschaltung der Verbraucher (z. B. 12V Endstufe aus, 11,5V Radio aus,
11V alles aus) und Strommessung.
Was meint ihr zu der Schaltung, kann das funktionieren? Vielen Dank im
Voraus für Tipps und anregungen, gerne auch zur Bauteildimensionierung.
schöne Grüße,
Toni
Der Schaltplan ist unvollständig. So kann man ihn kaum prüfen.
Ich sehe als Strombegrenzung nur die sinnfreien 0,25Ω Widerstände. Da
fallen maximal 12V ab, dann fließen 48A. Welchem Zweck dienen die 100A
Sicherungen, wenn unmöglich so viel Strom fließen kann?
Deinen Komparator+Transistor kannst du durch einen TL431 ersetzen.
Wozu soll der 1F Kondensator dienen? Wo hat der seine Strombegrenzung?
Woher weisst du, dass die Lichtmaschine deines Autos 4 dicke Batterien
laden kann, obwohl der KFZ Hersteller das Auto mit nur einer Batterie
ausstattet? Wie lange soll das dauern?
Ich kann dir jetzt keine Tipps zur Schaltung direkt geben, aber bzgl.
der Batterien solltest du dir ggf. Gedanken machen, ob es nicht
sinnvoller wäre eine Kategorie "höher" zu gehen.
Ich hab die Abstufung/Namen jetzt nicht mehr direkt im Kopf, aber was
ich meine ist: Solarbatterien sind zwar günstiger und langlebig, aber
können weder mittelmäßige Belade- bzw. Entladeströme aus.
Also wenn du noch keine Batterien hast, dann schau dich mal um bzw.
achte auf die Spezifikationen. 100Ah bei 1A laden macht kein Spaß :P
Weiterhin probiere vor deiner Fahrt aus, was konkret mit der
Lichtmaschine passiert. Wenn ich deinen Plan richtig verstanden habe,
schalten die Relais einfach die Batterien an's Bordnetz an.
Idee: Die Relais die du für die Entladeschlussspannung (also vor
Tiefentladung) benutzt kannst du auch benutzen um eine volle Batterie zu
trennen (denn: )
Ich kann dir nicht vorhersagen was deine Lichtmaschine/Sicherungen
machen wenn du bestenfalls 4 nahezu leere Bleiakkus anschließt.
Idealerweiße laden alle 4 mit nur 1/4 der Ladestromstärke die eine
einzelne Batterie bräuchte. In einem ungünstigeren Falle knallt eine
Sicherung bzw. die Lima wird heiß und belastet den Motor.
Dann hast du natürlich noch kein Current-Balancing bzw. Battery
Management, das heißt konkret: Die Ladeströme verteilen sich je nach
Innenwiderstand. Hast du zB einmal 100mOhm und einmal 50mOhm, dann
bekommt die letztere schonmal 2/3.
Ich kann nicht beurteilen wie wichtig das bei Bleiakkus bzw. deiner
Anwendung ist, aber vermutlich nicht so wichtig, da der Ladestrom ja
ohnehin geringer ausfällt als für eine einzelne.
Zu guterletzt noch ein Tipp: Du kannst ruhig einzelne "Kabel" im
Schaltplan beschriften, dann ist die Funktion noch ein wenig intuitiver.
Gruß und Viel Spaß Im Urlaub!
Okay, vielen Dank schon mal für die ersten Antworten, ich werde den
Schaltplan im Laufe der Woche nochmal überarbeiten und eure
Ideen/Einwände berücksichtigen.
Wegen den Widerständen:
Diese sollen als Shunts dienen um den Stromfluss der einzelnen Batterien
zu überwachen. Der Kondensator hat deshalb keinen, und auch weil er ja
kurzfristige Spitzen von den Batterien abhalten soll, was eben durch das
fehlen des Widerstands gewährleistet werden soll.
Dass das bei leerem C im Anschluss/Einschaltmoment Probleme geben kann
weiß ich, aber ich möchte die Verdrahtung dort hin auch durchgehend mit
16mm² durchführen und direkt im Auto verbaut funktioniert das ja auch.
Ist so ein Hifi Ding mit integrierter Spannungsanzeige für Endstufen.
Die Sicherungen hatte ich primär als Kurzschlussschutz (vor dem Shunt)
vorgesehen, hier werde ich den Wert auf irgendwas zwischen 35 und 50A
gehen, die Endverbraucher werden der Nennleistung entsprechend einzeln
abgesichert.
Danke auch für die Idee, die Relais auch beim Laden zu nutzen, um die
LiMa nicht zu überlasten. Fahrzeug ist ein 320d e46 touring von bmw, 13
Jahre alter 2l turbodiesel. Die Lima gibt es in 2 varianten, 120 und
150A, ich hoffe dass es damit auch so geht, werde aber sowieso testen
und ggf. die Batterien bei zu geringer Restladung einzeln zu zu
schalten. Ich müsste mir dann noch überlegen wie ich es mache, dass die
Batterien nicht zu hohe Ladungsunterschiede haben, damit ich
grundsätzlich im Betrieb parallel schalten kann, ohne dass zu große
Ausgleichsströme fließen. Die Programmiererei würde ich mir gern sparen.
T11 schau ich mir morgen nochmal näher an, bin akut zu müde :-)
Ich melde mich wieder mit dem genaueren Schaltplan!
Doone schrieb:> Dass das bei leerem C im Anschluss/Einschaltmoment Probleme geben kann> weiß ich, aber ich möchte die Verdrahtung dort hin auch durchgehend mit> 16mm² durchführen und direkt im Auto verbaut funktioniert das ja auch.> Ist so ein Hifi Ding mit integrierter Spannungsanzeige für Endstufen.
Diese Kondensatoren werden allerdings alle mit einem Widerstand langsam
beim Einbau beladen bzw. beim Ausbau entladen.
Der Hintergrund ist einfach der, dass nur der Innenwiderstand den
Stromfluss beim Anschließen begrenzt und du damit definitiv alle
Sicherungen raushaust bzw. Lichtbogenschweißen wirst.
Der Anwendungsfall dieser Kondensatoren ist, damit bei einem Bassschlag
die Versorgungsspannung der Endstufe nicht so sehr einbricht, dass sie
clipt und dadurch die Lautsprecher grillt.
Das heißt aber, sie sind dafür gebaut, Niederfrequent eine große Menge
Energie abzugeben. Außerdem werden sie eigentlich nie komplett entladen,
bei dir ggf. schon weshalb eine Steuerung sinnvoll wäre.
Du möchtest damit aber den Ripple an der Batterie begrenzen, der Dank
Regler im kHz-Bereich liegt. Da kann es sein, dass der Kondensator gar
nicht schnell genug anspricht bzw. "normale" Elkos viel besser wären.
(Die Spannung sollte auch nicht so sehr einbrechen, es sei denn du
möchtest natürlich 500 "W" Bassanlagen betreiben).
Tatsächlich geht es dabei aber garnicht so sehr um die Spannung sondern
um die Strom-Impulse, daher wäre eine Speicherspule besser geeignet,
diese "glättet" im Prinzip die Strombelastung deiner Batterie.
Andererseits hat so eine Spule Nachteile, einen davon macht sich dein
SNT ja zu Nutze. Daher warte mal noch ab was die anderen schreiben, ggf.
kann man den Impulsstrom einfach durch geschickte Dimensionierung im SNT
selbst begrenzen (Größere Spule oder so etwas).
> Ich müsste mir dann noch überlegen wie ich es mache, dass die> Batterien nicht zu hohe Ladungsunterschiede haben, damit ich> grundsätzlich im Betrieb parallel schalten kann, ohne dass zu große> Ausgleichsströme fließen. Die Programmiererei würde ich mir gern sparen.
Theoretisch ist es geschickter die Ströme über einen Stromteiler z.B.
aufzuteilen oder ähnliches, dafür gibt es allerdings schon fertige
Analog ICs. Aber ob das so relevant ist bei Bleibrocken, weiß ich nicht.
> Wegen den Widerständen: Diese sollen als Shunts dienen
Dann rechne nochmal den Spannungsabfall nach, und wie viel Abwärme dabei
entsteht. Gehen wir mal einfach von einem Moderaten Laststrom von 10A
aus:
10A * 0,25 Ohm = 2,5 Volt
Für den verbraucher bleiben also 9,5V übrig. Ist das gut?
2,5V * 10A = 25 Watt. Und das dreimal. Deine Schaltung muss 75 Watt
Wärme abführen. Dazu wirst du einen Lüfter brauchen. Ist das gewollt?
Deine Sicherungen haben aber 100A. Dann hättest du 10x mehr
Spannungsverlust (was gar nicht geht) und 100x mehr Abwärme (geht auch
nicht).
Schaltung_Auto.png
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