Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC-Wandler auf 36V 700W gesucht


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von Oli H. (schluppi)


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Hallo,

im Grunde seid ihr wahrscheinlich alle überqualifiziert für meine Frage, 
aber ich habe leider bei meiner Recherche keine zufriedenstellenden 
Antworten gefunden. Vielleicht lässt sich ja jemand zur Beantwortung 
meiner frage herab :)

Für ein Projekt in meinen Hiwi-Job bin ich auf der Suche nach 
DC/DC-Wandlern. Leider kommen aufwändige Selberbaulösungen aufgrund 
meiner sehr beschränkten Arbeitszeit nicht in Frage. Um einen 
Elektroroller zu betreiben sollen selbstgebaute Akkupacks verwendet 
werden. Da wir eventuell kein BMS für 10 in Serie geschaltete Zellen 
finden, suchen wir Wege weniger Zellen zu benutzen.

Gibt es DC/DC-Wandler die eine Ausgangsspannung von 36V haben und einen 
Ausgangsstrom von 18A liefern? Die Eingangsspannung müsste zwischen 
10,8V (3S) und 25,2V (7S) liegen.

Also gibt es sowas? Wo gibt es sowas?

Ich bin die üblichen Elektroshops durchgegangen und habe nichts 
gefunden, was als step-up converter solch hohe Leistungen übertragen 
kann.

Danke für eure Hilfe,

Oli

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Es ist wesentlich preisgünstiger, 10 Zellen mit BMS zu verbauen, als 
verlustbehaftet weniger Zellen hochzutransformieren:
https://bmsbattery.com/bmspcm/713-10s-13s-30a-50a-lipo-battery-bms-system-bms-pcm.html
Solche BMS kann man auch modular pro Zelle bauen.
Es hat einen Grund, warum alle Roller ohne DC/DC Step-Up auskommen und 
stattdessen nur einen kleinen DC/DC Wandler als Stepdown für Controller 
und Beleuchtung benutzen.

von Name (Gast)


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Vielleicht soetwas?

Ebay-Artikel Nr. 252682943691

Ob das Teil etwas taugt kann ich nicht sagen.
Vielleicht zottel ich mir selber mal eines an Land...

von Name (Gast)


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...oder

Ebay-Artikel Nr. 152160882218

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Name schrieb:
> Vielleicht soetwas?
>
> Ebay-Artikel Nr. 252682943691
Vorsicht - die auf dem Ringkern verbaute Drahtstärke zeigt schon, das 
das Dings niemals mehr als 8-10A liefern kann. Die Angaben sind also 
mehr als zweifelhaft.

von Name (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Vorsicht - die auf dem Ringkern verbaute Drahtstärke zeigt schon, das
> das Dings niemals mehr als 8-10A liefern kann. Die Angaben sind also
> mehr als zweifelhaft.

uups...

Ja, hast recht.
Allerdingens könnte der RK auch trifilar bewickelt sein. (hatte ich 
schon bei Endverstärkern für Car-HiFi gesehen...)

von Name (Gast)


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...o.k. scheint sogar tetrafilar zu sein, allerdings dürfte die maximal 
zulässige Stromdichte trotzdem überschritten werden...

von Axel R. (Gast)


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Viere davon parallel :) das teilt sich dann schon iwie auf.
Mit 16mm² rein und aus den 4Moduln mit je 4mm² (30cm) wieder raus als 
Lastausgleich.
Ist aber nicht schön...
Wenn einer einsackt, übernehmen die anderen.
(Auwei)
"PolyPhase Boost Converter" oder tatsächlich 10S mit BMS.

StromTuner

von Name (Gast)


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Axel R. schrieb:
> Viere davon parallel :) das teilt sich dann schon iwie auf.
> Mit 16mm² rein und aus den 4Moduln mit je 4mm² (30cm) wieder raus als
> Lastausgleich.
> Ist aber nicht schön...
> Wenn einer einsackt, übernehmen die anderen.
> (Auwei)
> "PolyPhase Boost Converter" oder tatsächlich 10S mit BMS.
>
> StromTuner

:D

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Ähnliches war hier bei einem NV-Trafo, halt mit zwei oder drei 
dreifachen Wicklungen - da hat Keiner aufgeschrien.

Aber hey - das Drähtchen runter und was handfestes drauf gewickelt - 
kann ja nicht so schwer sein ... simpelste Mechanik ... muß man nicht 
Mal für studiert haben ;)

MfG

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn man den Platz, den der Stepup benötigt, mit Akkus auffüllt, hat man 
die 10 Zellen und fährt auch weiter. Ein BMS wird sowieso benötigt und 
da ist es wurscht, ob man nun 7 oder 10 Zellen bändigen muss.

Patrick J. schrieb:
> da hat Keiner aufgeschrien.

Es ist halt fast schon unverschämt, an so ein Platinchen 1500 W 
ranzuschreiben. Wer mal einen Wechselrichter o.ä. gesehen hat, der 
wirklich diese Leistung hat, kann darüber nur kichern.
Und ja, die CarHifi Endstufe meiner Bassanlage hat 480W und da schon 
stärkere Drähte auf dem Ringkern.

von Pink S. (pinkshell)


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Der Roller hat vielleicht einen Nennstrom von 18 A, aber es könnte sein, 
dass kurzzeitig der Strom viel größer ist (Anfahren, Blockieren).

Ein 10s Akku steckt das locker weg. Dein Boost-Konverter eher nicht.

von ichbin (Gast)


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Dann ist die Frage ob 36V abseits der Höchstgeschwindigkeit bergauf 
unbedingt benötigt werden.
Zum "normalen" rumgurken sollten auch 25V ausreichend sein

ichbin

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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ichbin schrieb:
> Dann ist die Frage ob 36V abseits der Höchstgeschwindigkeit bergauf
> unbedingt benötigt werden.
> Zum "normalen" rumgurken sollten auch 25V ausreichend sein

Naja, man möchte ja auch kein Verkehrhindernis sein. Da aber so gut wie 
nichts schlimmer ist, als ein unzuverlässiges Antriebssystem im 
Strassenverkehr (ok, Bremsen sind noch wichtiger), sollte das so 
übersichtlich und einfach wie möglich sein (KISS Prinzip).
Da sind 10 Zellen einfach zuverlässiger als ein China Step-Up, der bei 
jedem Gasgeben zusammenbricht.
Die BLDC Elektronik selbst ist schon eine Fehlerquelle, die es in sich 
hat, da kann man mehr Probleme einfach nicht brauchen.

von Andrew T. (marsufant)


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Oli H. schrieb:
> Da wir eventuell kein BMS für 10 in Serie geschaltete Zellen
> finden,

Du, diese BMS Lösungen gibt es fertig zu dutzenden im Web zu finden.
Fertig aufgebautes Einzelstück so um die 25 euro,
Applikationen von z.B. TI: kostenlos downloadbar.


Ich habe den Eindruck, D uhast einfach nicht richtig gesucht.

von Oli H. (schluppi)


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So erstmal Danke für die vielen Antworten!

Die Ebay-Wandler sehen interessant aus, aber die Bedenken sind sicher 
berechtigt.

Wir möchten eigentlich auch lieber 10S schalten, wollten uns aber 
möglichst viele Möglichkeiten offen halten. Letztlich soll daraus ein 
Projekt für Studenten werden, durch einen Step-Up-Converter wären diese 
dann nicht an die 10S gebunden. Wir arbeiten schon mit Developmentboards 
von TI, die 10S unterstützen, allerdings haben wir wiederholt Probleme 
mit defekten Boards und der Service von TI ist offen gesagt grottig.
Hinzu kommt, dass wir keine BMS haben wollen, die praktisch aus der Box 
raus funktionieren, da da Anspruch an die Studenten verloren geht und 
außerdem ist ein flexibles System in einer Laborumgebung sicher 
reizvoller.

Das BMS aus der ersten Antwort schau ich mir bald nochmal genauer an, 
muss allerdings die gerade genannten Kriterien erfüllen. Wir bekommen 
mit hoher Wahrscheinlichkeit ein selbstgebautes BMS von 
http://www.horsepower-hannover.de/, die diese in ihren Wagen verbauen. 
Der Wandler sollte also unsere Möglichkeiten erweitern.

Also einen Händler für Wandler dieser Größe, die evtl. ein CE Zeichen 
(oder vergleichbares) haben, kennt keiner?

Grüße, Oli

Edit: Ich habe ein Lastprofil des Rollers aufgenommen und 18A war das 
Maximum (Anfahren am Berg). Die 36V sind Nennspannung des Elektromotors, 
das Teil schafft so schon gerade 20km/h, also noch langsamer muss nicht 
sein :D

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Oli H. schrieb:
> Hinzu kommt, dass wir keine BMS haben wollen, die praktisch aus der Box
> raus funktionieren, da da Anspruch an die Studenten verloren geht und
> außerdem ist ein flexibles System in einer Laborumgebung sicher
> reizvoller.

Wie gesagt, man kann so ein BMS modular aufbauen und dann Platinchen an 
jede Zelle anbringen. Für dickere LiFePo Zellen kann sowas so aussehen:
http://www.litrade.de/shop/BMS-Balancer/Balancer-Lastwiderstaende/Balancer-2-3A-mit-LED.html

Nur mal als Beispiel. Im Prinzip ist jede dieser Platinen eine 
Leistungs-Z-Diode, die bei der Zellenschlussspannung anfängt, zu leiten 
und den Ladestrom dann an der Zelle vorbei zu führen - mehr nicht. Sowas 
kann man mit Opamp und Leistungstransistoren schnell selber bauen. Siehe 
z.B. das Datenblatt zur TL431 einstellbaren Z-Diode.

: Bearbeitet durch User
von Oli H. (schluppi)


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Wenn ich das richtig sehe, ist das aber ein reiner Balancer und der Teil 
der die Betriebsgrenzen des Packs einhält und das Ladeverfahren 
kontrolliert fehlt noch. So schön ich es fände an sowas zu basteln, ist 
das Problem, dass bei solchen Laboren, bei denen es um die Auswahl und 
Auslegung von Energiespeichern geht, man nicht genug zeit hat um reine 
Bastellösungen herzustellen. Für uns ideal ist also ein fertiges BMS mit 
breiter Funktionspalette, dass man per GUI einstellen kann. Da das für 
die begrenzte Zeit am anschaulichsten ist.
Aber um das BMS geht es ja eigentlich hier gar nicht :D

von Andrew T. (marsufant)


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Oli H. schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, ist das aber ein reiner Balancer und
> der Teil
> der die Betriebsgrenzen des Packs einhält



Nö, ist drin:

https://42project.net/shop/netzteile-ladegeraete/ladegeraete/bms-battery-management-system-10s-fuer-liion-li-ion-lithium-batterie-30a-balanced/



>  und das Ladeverfahren
> kontrolliert fehlt noch.

Das wäre dann aber die Forderunng "eierlegende Wollmilchsau mit 
Honigarm".

Mit anderen Worten: Wenn du eine Sonderentwicklung unbedingt willst, 
mußt Du sie entsprechend bezahlen ($$$$$)
ist dann meist der Punkt, an dem sich kluge Köpfe für die Trennung zw. 
BMS und Ladeschaltung entscheiden.



> Aber um das BMS geht es ja eigentlich hier gar nicht :D

Tja, wie oben geschildert wäre der Weg "10s Li" der sinnige .-)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ehrlich gesagt, verstehe ich eure Lernziele nicht so richtig. Einerseits 
schreibst du
Oli H. schrieb:
> So schön ich es fände an sowas zu basteln, ist
> das Problem, dass bei solchen Laboren, bei denen es um die Auswahl und
> Auslegung von Energiespeichern geht, man nicht genug zeit hat um reine
> Bastellösungen herzustellen.

Andererseits dann

Oli H. schrieb:
> Hinzu kommt, dass wir keine BMS haben wollen, die praktisch aus der Box
> raus funktionieren, da da Anspruch an die Studenten verloren geht

Vllt. werdet ihr euch noch darüber klar, was wie werden soll. Ich bin 
jedenfalls schon einige E-Bikes und -Roller gefahren und bin über die 
Technik in den Dingern einigermassen imformiert.
Keiner von denen benutzt Step-Ups für den Fahrstrom, weil es uneffizient 
ist und Reichweite kostet. So ein Wandler hat begrenzten Wirkungsgrad 
und ist nur neues Gewicht, das man besser in Akkus investiert. Viel 
wichtiger sind Dinge wie Motortyp (Radnabe, Kette oder Zahnriemen) sowie 
BLDC Kontrollerstrategie und -technik.
Schaut euch die Motorräder von Zero an, das sind nahezu perfekt 
umgesetzte Beispiele von 'Fahren mit Strom'.
http://www.zeromotorcycles.com/

Ich finde es generell schade, das die Lehre sich um Fahrzeuge kümmert 
statt um Infrastruktur, was die klassische Aufgabe als Mittler zwischen 
Industrie und Politik gewesen wäre. Klar, das macht nicht so viel Spass, 
aber Roller bauen mittlerweile hunderte von Firmen, nur Ladestationen 
gibt es immer noch nicht mit Standards, sondern jeder bamselt einen 
Schukostecker ran und denkt, das wird schon werden.

von Oli H. (schluppi)


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Hey Andrew, ich hatte mich auf dne Link von Matthias S. bezogen. Das von 
dir genannte BMS schau ich mir an, sobald ich wieder im Institut bin.
Warum du ein BMS mit Ladeschaltung eierlegende Wollmilchsau nennst 
versteh ich jetzt nicht so genau. Wir haben sowas schon von TI. Kostet 
natürlich etwas (~300€), aber das sind ja keine Schaltungen die man fest 
mit dem PAck verbindet, sondern die in Laborumgebungen verwendet werden.

Matthias, ich erkläre das Ganze gerne genauer, auch wenn Meinungen was 
wichtig ist außereinander gehen. Ich glaube auch, dass das selber bauen 
dieser Schaltungen einem viel Wissen vermitteln würde, aber wir haben 
begrenzte Zeit zu Verfügung und müssen auch "unseren Platz" in diesem 
großen Apparat der sich Uni nennt kennen. Da anscheinend Interesse 
besteht erläutere ich das noch ausführlicher.

Es handelt sich um eine Vorlesung die Energiespeicher im Allgemeinen 
behandelt. Ein Teil dieser Vorlesung ist dem Verschalten von 
Einzelzellen zu Packs gewidmet, was wir durch das Zusammenbauen von 
LiIon-Akkus mit den Studenten praktisch anwenden sollen. Der Teil "Löten 
und Schrauben" (Bastelei halt, ihr wisst was ich meine) hat (leider) 
keinen Platz in der Uni. Jegliche Handarbeit ist also Zusatz, was wir 
nur sehr spärlich einsetzen können. Es geht also darum, dass die 
Studenten sich überlegen wie viele Zellen sie in Serie schalten müssen 
und wieviele parallel. Dann geht es darum, dass den Studenten bewusst 
ist, welche Funktionen man durch ein BMS abdeckt. Das bennenen zu können 
ist gut, selber ein BMS einzustellen ist noch schöner. Das kann auch in 
die Richtung gehen, dass Betriebsstrategien entwickelt werden und 
Bedingungen formuliert werden, wie der Akku unter welchen Umständen 
verwendet werden soll. So nach dem Motto: Ist die Leistungsanfrage 
größer 0 und der Ladestand größer F_min, dann 
Akkuleistung=Anfrageleistung. Das ist jetzt selbstverständlich 
vereinfacht. Um hier das Erkenntnis-zu-Aufwand-Verhältnis möglichst groß 
zu halten, haben wir uns überlegt, dass die Einstellung per Software, 
oder von mir aus Widerstände löten/stecken, am besten ist. Das 
selbstständige Bauen der Schaltung geht dann leider an den 
Vorlesungsinhalten vorbei und ist zeitlich nicht möglich.
Den Roller haben wir gekauft, da haben wir so direkt nichts mit am Hut. 
Wir verwenden den nur um das Labor anschaulicher zu gestalten. Die 
Studenten sollen dann hinterher mit ihren Akkus "Rennen" fahren und 
schauen, wer weiter kommt etc.
Das Ganze ist zudem in Entwicklung und es ändern sich sicher noch Dinge, 
also beißt euch nicht zu sehr an etwas fest. Ich hoffe trotzdem, dass 
das Ganze etwas Einblick gegeben hat.

Das Ganze ist glaube ich soweit besprochen, ich antworte natürlich gerne 
noch auf Fragen. Vielen Dank für alle Antworten, Kommentare etc. und ich 
werde in der nächsten Woche nochmal alle links durchgehen und die 
Ergebnisse mit meinem Betreuer besprechen.

Oli

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