Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laderegler für 20Ah Batterie


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von Teddy (Gast)


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Guten Tag,

Ich dachte das wäre einfach aber ist es doch nicht so.

Ich habe einen Generator gegeben der 28V konstant liefert und 90A Strom 
kann.

Damit will ich eine Batterie mit 20Ah laden mit 1C also 20A Ladestrom 
max.

Jetzt kommts: Die Ladeschlussspannung von 25.6V darf nicht überschritten 
werden, genauso wie die 20A max.

Ein PWM Laderegler kann nicht auf max. 20A eingestellt werden (oder ich 
finde keinen) und ein MPPT Regler hat auch keine Strommax Einstellung 
die ausregelt.
Kurz gesagt ich brauche einen auf beide Parameter regelnden Laderegler.
10A bis 20A reichen auch, Verluste sind egal, es geht nur darum die 
Batterie gelegendlich aufzuladen.
Batteriewächter, also Abschalter sind nicht geeignet. Die 
Generatorleistung ist fast immer 28V.

Suche ich da falsch, bzw. gibt es da was außer "Solarregler"

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Teddy schrieb:
> einen Generator gegeben der 28V konstant liefert
Wie konstant? Auch ohne Last hat der 28V? liefert der DC oder AC?

> Suche ich da falsch, bzw. gibt es da was außer "Solarregler"
Suche nach einem simplen Stepdown mit einstellbarer Strombegrenzung.
Ich könnte mir da sowas vorstellen:
https://de.aliexpress.com/item/60V-30A-Buck-Converter-Step-Down-DC-Regulator-with-CV-CC-Adjustable-And-Battery-Protection-Function/32632489525.html

: Bearbeitet durch Moderator
von Andrew T. (marsufant)


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Teddy schrieb:
> Suche ich da falsch, bzw. gibt es da was außer "Solarregler"

Zehn parallel arbeitende LM317.  Jeder begrenzt bei ca. 1.5A

Da stellt sich ein begrenzter Maximalstrom von 15 A (ca. ) ein, der 
ziemlich mittig zwischen Deiner Anforderung

> 10A bis 20A reichen auch, Verluste sind egal, es geht nur darum die
Batterie gelegendlich aufzuladen.

liegt.

Die Spannung bitte für jeden 317 exakt einstellen auf die 25,6V.



Ernsthaft:  Die 25,6 V sind sicherlich temperaturabhängig, und gelten 
nur für rund 20 Grad Celsius.
Wenn Du schon so hohe Präzision (s.o.) forderst, mußt Du die 
Ladespannung auch temp. abhängig nachführen.

von Harald W. (wilhelms)


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Teddy schrieb:

> Ich habe einen Generator gegeben der 28V konstant liefert und 90A Strom
> kann.

Ist der Generator denn regelbar (wie z.B. eine Autolichtmaschine)?

von Georg S. Ohm (Gast)


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Bleiakku? Da ist die Ladeschlussspannung wirklich sehr 
temperaturabhängig und auf keinen Fall pauschal auf 0.1V genau 
festzulegen.

LiFePo? Wie schauts mit Balancing aus?

von Willi S. (ws1955)


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Sehr effizient geht es mit dem LM5170.
Gibt es auch ein EVM mit vielen Infos.

Vorsicht mit dem Schlagwort Strombegrenzung
bei Schaltreglern, ob es nur die variable
Begrenzung des Schaltstroms ist. Der Laststrom
ist aber ganz was anderes!

von juergen (Gast)


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Das Teil auf dem Bild ist ein Vollwellenregler fürs Motorrad bzw. für 
einen Motorroller, 12V Bordnetznennspannung, max. 20A, regelt sehr 
genau. Man könnte die Ladeschlußspannung einstellbar machen, entweder 
mit Poti oder mit LT431 anstatt der Festwert-Z-Diode.

Eine Strombegrenzung ist nicht vorhanden, da die Lichtmaschinenspulen 
des Rollers sowieso nicht mehr als 20A hergeben. Es dürfte aber nicht 
schwierig sein, das im Nachhinein schaltungstechnisch noch einzurichten.

Als Vollwellenregler für einen Motorroller mit Schwunglicht ist diese 
Ausführung jedoch eher ungeeignet. Am Generator würden durch die 
Unterbrechungen der Ströme bei Ladeschluß sehr hohe Spulenspannungen 
auftreten. Aber als Laderegler an einem normalen Trafo, denke ich mal, 
müßte er gut geeignet sein.

Die Bauteilwerte sind wegen 12V-Ausführung nicht in der Zeichnung 
angegeben. Es soll ja auf 24V geregelt werden.

von juergen (Gast)


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juergen schrieb:
 Es dürfte aber nicht
> schwierig sein, das im Nachhinein schaltungstechnisch noch einzurichten.
>
Nach einem ähnlichen, aber einfacheren Prizip hatte ich mal einen 
Laderegler für 1A Ladestrom (Baby-/Mignonzellen NiMH) gebaut.
Da hat eine Glühlampe vorweg zur Vermeidung eines unzulässig hohen 
Ladestrom ausgereicht.

von Dieter (Gast)


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12V Halogenlampen anstelle eines Widerstandes und PWM eines MOSFETS, so 
dass Ipeak max 20A, und erreichter Sollspannung stoppt.

von juergen (Gast)


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Dieter schrieb:
> 12V Halogenlampen anstelle eines Widerstandes und PWM eines
> MOSFETS, so
> dass Ipeak max 20A, und erreichter Sollspannung stoppt.

Ja, ist besser und auch einfacher für diese hohe Leistung!

von Teddy (Gast)


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Hallo,
ihr habt den Kern der Sache erfasst und alle haben recht, tatsächlich 
versuche ich einen goldenen Mittelweg zu finden.

Der Akku ist von Mastervolt und macht selber ein Balancing. Aus diesem 
Grund darf vermutlich auch der Ladestrom nicht überschritten werden.

Das einfachste wäre halt die angegebene Ladeschlussspannung einzuhalten. 
Das Gerät aus Alibaba macht im Prinzip alles richtig.

Der Generator hat zwar einen Laderegler, dieser ist aber darauf 
ausgelegt das eine 24V Batterie irgendwann seine Spannung über der des 
Generators hat. Dazwischen ist der Generator auf Volllast.
Da die Starterakkus in der Regel mehr Ampere haben ist dabei auch kein 
Problem. Bei mir schon, ein Generator für 10A Ladestrom ist nicht 
wirtschaftlich zu bekommen.
Daher die Idee das ganze PWM geregelt zu tun.
Dann kann der Gernerator seine Spannungsregelung machen auf die quasi 
immer vorhandenen 28V bei Bewegung und ich ich achte darauf das nur mit 
10A geladen wird.
Ich teste nochmal wie sich der Akku genau verhält, da scheint mehr 
Elektronik drin zu sein als man glaubt.

von Oliver S. (oliverso)


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Teddy schrieb:
> Der Akku ist von Mastervolt und macht selber ein Balancing. Aus diesem
> Grund darf vermutlich auch der Ladestrom nicht überschritten werden.

Hast du da mal einen link zum Datenblatt? Das klingt nämlich alles sehr 
seltsam.

Oliver

: Bearbeitet durch User
von Martin L. (makersting)


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juergen schrieb:
> Das Teil auf dem Bild ist ein Vollwellenregler fürs Motorrad bzw. für
> einen Motorroller, 12V Bordnetznennspannung, max. 20A, regelt sehr
> genau. Man könnte die Ladeschlußspannung einstellbar machen, entweder
> mit Poti oder mit LT431 anstatt der Festwert-Z-Diode.
>

Gibt es zu dem Regler auch eine Bauteileliste? Der Regler interessiert 
mich.

von Teddy (Gast)


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Oliver S. schrieb:
> Hast du da mal einen link zum Datenblatt? Das klingt nämlich alles sehr
> seltsam.

Das sind die Fakten, hab den Akku vorliegen. Aber hier:

https://www.mastervolt.de/produkte/li-ion/mls-24-260/

von Peter M. (r2d3)


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Teddy schrieb:
> Das sind die Fakten, hab den Akku vorliegen. Aber hier:
>
> https://www.mastervolt.de/produkte/li-ion/mls-24-260/

Da steht etwas von 10Ah Kapazität, macht also maximal 10A Ladestrom bei 
Begrenzung auf 1C.

Dass es sich um einen LiFePO4-Akku handelt, ist übrigens eine ganz 
wichtige Information, die hättest Du in Deinem Ausgangsbeitrag schon 
erwähnen sollen.

von Oliver S. (oliverso)


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Nun ja, Fakten...

Fakt ist, daß die Batterie eine Nennspannung von 25,6V und eine 
Ladesschlußspannung von 28,5 V hat. Da kommst du mit deinem Geneator gar 
nicht hin.

Bleibt als Aufgabe also die Strombegrenzung auf 20 A.

Oliver

von Dieter (Gast)


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Aus dem Datenblatt:
Nur Ladegeräte mit IUoU-Kennlinie verwenden. Einstellungen des 
Ladegeräts,
abhängig von Akku-Nennspannung  12 V/24 V: Absorptionsladung 14,25 
V/28,5 V; Erhaltungsladung 13,5 V/27,0 V. Maximaler Ladestrom: 100 % der 
Nennkapazität (1C).

Also ein einfaches PWM aus dem Modellbau zweckentfremdet zu verwenden 
geht nicht. Es sei denn man verwendet dies modifiziert für einen 
DCDC-Abwärtswandler.

Es steht zwar nicht welcher Generator bei Dir steht, aber wenn dieser 
90A maximal kann, dann liegt die Dauerleistung eher bei 30A, vielleicht 
noch 50A wenn er besonders hochlasttauglich wäre. (Als Hinweis sein 
angemerkt, dass normale Automotoren über einen Generator zu 70% belastet 
alle nach einer Woche Dauerbetrieb nur noch Schrottwert haben.)

Wenn Du Dir nicht selbst ein Ladegerät bauen kannst, dann bestünde noch 
die Möglichkeit (Kauf-Geräte) Dir einen DC/AC-Konverter zu kaufen, der 
mindestens 600W kann (24V DC auf 230V AC). Daran schließt Du ein 
günstiges Li Ladegerät für den Netzbetrieb an um den Akku zu laden.

Welche Richtung für eine Lösung würdest Du bevorzugen?
a) Selbstbau einer Schaltung mit allem was dazu gehört.
b) Fertige Kauf-Geräte simpel kombiniert.

von Oliver S. (oliverso)


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Die allermeisten Modellbaulader dieser Leistungsklasse haben kein 
eigenes Nstzteil mehr, sondern nehmen Gleichspannung. Das passt dann 
soweit.

Allerdings wollen die meisten dieser Geräte Balancen, und verlangen 
daher eine passend Balanceranschluß an die Zellen. Da musst du halt mal 
suchen, ob es da eins gibt, daß auch ohne Balanceranschluß funktioniert.
Zudem gehende allermeisten Ladegräte für LiFePo4 von der 
Standard-Ladeschlußspannung 3,65V aus, also etwas höher, als das 
Mastwrvolt-Datenblatt angibt. Damit kann man aber wohl leben.

Ergo: Kauf dir irgend ein passendes, LiFePo4 geeignetes Ladegerät mit 
Gleichspannungseingang.

Oliver

von Teddy (Gast)


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Ich kann selbst ein Ladegerät bauen, aber die Frage war ob es etwas 
gibt, so ungewöhnlich ist die Sache ja nicht.
Ich werde aber wohl eine eigenes Ladegerät bauen. Aber dann muss man die 
Entwicklung ja auch noch rechnen.
Aber bei 400€ Akkuwert will ich auch kein Billigzeugs.

von Dieter (Gast)


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Ein Lader ist da nicht so einfach. Folgende Phasen sollte es aufweisen: 
Die I-Phase höchstens bis 25,6, die U-Phase bis 27V und wenn Balanciert 
werden soll, bis maximal 28,5V (bei kleinem Strom), aber das nur alle 
paar Ladezyklen mal für beschränkte Zeit durchführen.

Wie genau sind denn die 28V des Generators:
- Spannung bei Leerlauf, Last bei 5A, !0A, 20A, ....
- Welligkeit der Spannung
- Einfluß der Drehzahl (wenn diese nicht fest ist)

Schon damit näher befaßt, oder doch besser ein Produkt dazu suchen.

von Teddy (Gast)


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Kommt nen kleiner Prozessor dran der die IU0U Kennlinie abfährt. Lade 
und entlade Kennlinien können so schön abgefahren werden.

Nach einen Tests mit Akku und Labornetzteil ist folgendes 
herausgekommen:

Der Akku hat einen internen Balancer der nur richtig funktioniert wenn 
die Spannung über ca. 2V höher liegt als die Batteriespannung.
Leider wird wie erwartet der Strom nicht begrenzt und das muss extern 
gemacht werden.
Zunächst lässt sich mit dem Labornetzteil alles schon mit 
Strombegrenzung auf 10A bei einem Akku begrenzen. Bei erreichen der 
28,5V ist wohl der erste Punkt des Ladens erreicht bzw. ich will nicht 
weiter gehen.
Nehme ich den Strom weg bleibt eine Spannung von ca. 26,5V stehen.

Eine Entladung zeigt das der Akku nur zu 70% geladen (war). Ich entlade 
auf minimal 19V mit 10A.

Eine erneute Aufladung gehe ich so vor wie bei Bleiakkus Laden. Aufladen 
auf 28,5V, dann weiter mit Stromladung bis 0.1C, also 1A erreicht ist.
Dann dürfte der Akku über 90% voll sein.
Dann weiter mit Erhaltungsladung, die laut Datenblatt 27V sein soll.

Die 25,6 Volt die angegeben sind sind wohl nur ein Richtwert bzw. 
Mindestgarantie des Hersteller unter widrigsten Bedingungen.

Fakt: Eine Ladeschlussspannung gibt es nicht wirklich durch den internen 
Balancer, die 26,5V sind im Moment die höchste Spannung im Leerlauf des 
Akkus.

Der Generator macht laut Datenblatt 27,6V bei Volllast mit 130A max laut 
Beiblatt. Letztlich ist es ein 90A Generator der für Dauerlast ausgelegt 
ist. Ich brauche wie gesagt nur den Ladestrom vom 10-15 A. Zudem ist es 
ja gleichgerichteter Drehstrom und ich muss noch testen was bei meinem 
Generator nun wirklich herauskommt. 28V stehen auf dem Regler, der 
ansonsten nicht mit Informationen glänzt.
Natürlich kann ich den umgehen aber...auch alles irgendwie Mist.
Schaue weiter...

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