Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kurzschluss-bremse für Blei-Akkus


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von Nenad J. (djnele)


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Hallo Zusammen


Ich wusste nicht, wie ich es anders nennen sollte, also nenne ich es 
Kurzschluss bremse.

Als Kurzschluss (kein Dauerkurzschluss) nehme ich an: Hoher Stromfluss, 
während Potentialausgleich.
Bsp. Anschliessen einer langen Leitung an eine 24V DC Quelle
oder Anschliessen eines Akkus an eine Ausgeschaltete Laderegelung, die 
eine weitere Steuerung speist. (Es knallt dann kurz) (Erläuterung: 
Stossionisation durch Entstehung eines hohen Feldes bei Annäherung 
potentialunterschiedlicher Leiter)


Folgende Überlegung:
Ich habe einen Wohnwagen, in diesem einen Blei-Akku 24V DC
Am Fahrzeug einen 12V Ausgang und einen DC-DC Konverter (12-24).

Hinter den DC-DC Konverter, wird ein Blei-Akku geschaltet, der im 
Wohnwagen verbaut ist(Flüssig oder Fliessgel, weiss ich noch nicht).

Wenn der Wohnwagen länger herumsteht, entlädt sich der Akku langsam.
Z.B. habe ich nach einer Gewissen Zeit noch 23.5V am Akku und der DC-DC 
Wandler, liefert 26V (mit Trimmer eingestellt). Wieso ist egal, wir 
nehmen es für folgende Problemstellung an.

Schliesse ich den Akku nun an, habe ich 2.5V Spannungsdifferenz.
Ein Akku hat einen geringen Innenwiederstand. Das würde bedeuten, das im 
ersten Moment sehr viel Strom fliessen würde (Minikurzschluss).
Bis sich die Ionen wieder an den Elektroden ausgerichtet haben
(was zu hohen Belastungen/Beschleunigungen der Massebehafteten 
Ladungsträger führt und somit einen hohen Verschleiss erzeugt)

Natürlich auch jedes mal, wenn ich den PW abstelle und Energie vom Akku 
beziehe und danach den PW wieder einschalte.

Diesem Effekt möchte ich entgegenwirken, mit einer Kurzschlussbremse.
Genauer gesagt, mit einer Spule. Da bei dieser der Strom nicht sofort 
hoch schiesst (Sprungantwort), sondern mit exp(-t/t_RL) ansteigt.

Die Spule wird dabei in Serie zum Akku geschaltet.

Aus meiner Sicht wäre das ein selbst gebastelter Billig-Ladungsregler 
(ohne Regelung). Würde das funktionieren?


Freundliche Grüsse

von Oliver S. (oliverso)


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Nenad J. schrieb:
> Das würde bedeuten, das im
> ersten Moment sehr viel Strom fliessen würde

Und du meinst, das der DC-DC-Wandler so viel Strom liefern kann, das die 
nicht ausgerichteten Elektronen die Ionen mechanisch beschädigen (oder 
so...) ?

Oliver

von THOR (Gast)


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Nenad J. schrieb:
> Diesem Effekt möchte ich entgegenwirken, mit einer Kurzschlussbremse.
> Genauer gesagt, mit einer Spule. Da bei dieser der Strom nicht sofort
> hoch schiesst (Sprungantwort), sondern mit exp(-t/t_RL) ansteigt.

Die Gleichung gilt nur für ausreichende bedämpfte Systeme. Mit ner Spule 
an 200mOhm bekommst du mit großer Sicherheit ein großes Überschwingen.

Stell mal die Differentialgleichung einer RLC Reihenschaltung auf (Den 
Akku jetzt mal als C modelliert) und dann löst du die und dann siehst du 
eine Schwingungsgleichung.

Nenad J. schrieb:
> Schliesse ich den Akku nun an, habe ich 2.5V Spannungsdifferenz.
> Ein Akku hat einen geringen Innenwiederstand.

Tipp: Wenn du schon klugscheissen willst, schreib wenigstens korrekt 
Widerstand. Kommt von "widerstehen".

> Das würde bedeuten, das im
> ersten Moment sehr viel Strom fliessen würde (Minikurzschluss).

Minikurzschluss ist sowas wie "kleines schwarzes Loch"? Entweder isses 
ein Kurzschluss oder nicht.

> Bis sich die Ionen wieder an den Elektroden ausgerichtet haben
> (was zu hohen Belastungen/Beschleunigungen der Massebehafteten
> Ladungsträger führt und somit einen hohen Verschleiss erzeugt)

Jetzt wirds ganz abstrus.
Was ist die Maximalbelastung eines Elektrons? Misst man die in Newton?
Welche Beschleunigung denkst du, hat ein Elektron im Stromkreis? Und 
welche Geschwindigkeit(Tipp: Es ist nicht c)?
Was soll da verschleissen, die Elektronen?

von Waldemar Z. (waldemar_z)


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@Nenad
1. April ist schon vobei :)

von Michael Ohlhorst (Gast)


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Wieso willst Du einen 24V Akku in den Wohnwagen einbauen? Alle Lampen, 
Pumpen, Ventilatoren und der Kühlschrank brauchen doch 12V.

Wenn Du einen Akku im Wohnwagen mehrere Monate nicht lädst kannst Du die 
gleich ein Abo auf neue Akkus dazubestellen. Die Dinger halten das nicht 
lange durch. Ein kleines 50-100 Watt Solarmodul auf dem Wohnwagendach 
war bis jetzt eine meiner besten Investitionen. Zusammen mit einem Mpp 
Trekker und einem 350Watt Sinuswechselrichter sowie einem 1000Watt 
Trapetzwechselrichter für Boiler und Heizpatrone im Kühlschrank ist mein 
Bedarf gut abgedeckt.
Die Steckdose im Auto lädt bei Bedarf den Akku durch die Lichtmaschine 
und der Kühlschrank läuft so auch mit 12V.


mfg
Michael

von A. S. (achs)


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Das Einfachste wäre, mit einem Widerstand anzufangen. 10...100Ohm, je 
nachdem wieviel Verschleiß Du hast.

Es wäre auch eine kleine FET-Schaltung mit abgestuften Widerständen 
denkbar, aber vermutlich rechtfertigt die Ersparnis den Aufwand nicht.

von Nenad J. (djnele)


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Michael Ohlhorst schrieb:
> Wieso willst Du einen 24V Akku in den Wohnwagen einbauen? Alle Lampen,
> Pumpen, Ventilatoren und der Kühlschrank brauchen doch 12V.
>
> Wenn Du einen Akku im Wohnwagen mehrere Monate nicht lädst kannst Du die
> gleich ein Abo auf neue Akkus dazubestellen. Die Dinger halten das nicht
> lange durch. Ein kleines 50-100 Watt Solarmodul auf dem Wohnwagendach
> war bis jetzt eine meiner besten Investitionen. Zusammen mit einem Mpp
> Trekker und einem 350Watt Sinuswechselrichter sowie einem 1000Watt
> Trapetzwechselrichter für Boiler und Heizpatrone im Kühlschrank ist mein
> Bedarf gut abgedeckt.
> Die Steckdose im Auto lädt bei Bedarf den Akku durch die Lichtmaschine
> und der Kühlschrank läuft so auch mit 12V.
>
>
> mfg
> Michael

Hallo Michael

Du hast recht. Es geht nämlich nicht um meinen Wohnwagen.

Problematik war die, dass wenn die Buchse 13V liefert und man einen Akku 
mit z.B. 11V anschliesst, ob das zu Problemen führen könnte?

Hinter dem Akku wird vor allem der Kühlschrank gespeist (neben 
Beleuchtung und sonstigen).

Vermutlich ist die PV-Methode die beste Lösung.


@Oliver
Du hast Recht, auch wenn ich hier keinen DC-DC Wandler habe (Habe es 
geklärt mit dem Wohnwagenbesitzer), es gibt keine unendliche Quelle, 
also wird an der Buchse die Spannung auch kurz zusammenbrechen.

@Thor
Du hast auch Recht, das habe ich nicht berücksichtigt, und bei 3 38Ah 
Akkus, errechne ich eine Kapazität von 9F (C=Q/U).
Das würde im

Verschleissen würde aus meiner Sicht das Material (ausgenommen die 
Elektronen). Rein theoretisch alles was mit hohem Strom belastet wird.
Tut mir leid Thor, meine Kenntnisse enden in der tieferen 
Elektrotechnik, deshalb auch der Beitrag (Mit Interpretationen und der 
Frage).


Es geht hier auch nur um eine provisorische Lösung. Natürlich würde es 
auch nebenbei meine Neugier befriedigen, dies zu wissen.

Wie sähe es aus, mit einem pnp, der zwischen Quelle und Akku geschaltet 
ist? Könnte das den Einschaltstrom begrenzen?
Oder mal Grundsätzlich (hätte ich vielleicht im ersten Beitrag fragen 
sollen), sind diese kurzen Stromspitzen problematisch für einen 
Blei-Akku (Fliess)?

von Waldemar Z. (waldemar_z)


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> Oder mal Grundsätzlich (hätte ich vielleicht im ersten Beitrag fragen sollen), 
sind diese kurzen Stromspitzen problematisch für einen Blei-Akku (Fliess)?

Nein, aber möglicherweise für den DC-DC.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Normale Leute würden einen DC-DC Wandler mit Strombegrenzung verwenden.
Gibt es überhasupt welche ohne Strombegrenzung?

Aber eigentlich solltest du einen Laderegler benutzen, sonst 
vergewaltigst du die Batterie auch in anderer Hinsicht.

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