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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo Lade-/Entladeregler Baustein gesucht


Autor: Tobi P. (parallelepiped)
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Hallöchen zusammen,

vorweg: Google hat mir nicht geholfen, was aber sicher auch an der 
fehlenden Kenntnis der richtigen "Buzzwords" liegen kann ;-)

Ich habe hier ein Motorsteuergerät mit passendem Motor (ca. 100W, 24V), 
das im "beschleunigenden" Betrieb Strom von ein paar verschalteten 
LiPo-Zellen (24V, 16C) bezieht und beim Bremsen diesen Strom wieder 
zurück speisen will.

Je nach Stärke des Bremsvorganges kann der Bremsstrom den empfohlenen 
Aufladestrom der Akkus schon mal überschreiten.

Um die sicherlich lang dauernde Entwicklung eines Lade-/Entladereglers 
abzukürzen, wollte ich fragen ob es hier einen fertigen (kompakten) 
Baustein zwischen Motorsteuerung und LiPos gibt (s. Anhang ???-Block), 
der folgendes kann:

- Entladung der Akkus durch das Motorsteuergerät mit bis zu 24V / 10A 
(Anlaufstrom kurzfristig ca. 50A) >>> d.h. in Richtung Motorsteuerung 
einfach auf Durchlauf schalten (s. Anhang)

- Laden der Akkus bei rückgespeister Bremsenergie (24V, 5A) mit 
Ladestrombegrenzung (zerstörungsfreies Laden) über die selben Leitungen 
wie beim Entladen >>> d.h. in Richtung der Akkus Ladestrom begrenzen 
bzw. sogar Strom/Spannung wie ein Laderegler anpassen (s. Anhang)

- ggf. Pufferung überschüssiger Energie (eben durch Ladestrombegrenzung) 
in einem Kondensator oder "Verbrennen" über einen Bremswiderstand

Hoffe das es da etwas passendes gibt, gerne nehme ich auch einfach ein 
paar Schlagwörter (IC-Gruppen, Modellreihen) zu dem Thema entgegen ;-)

Danke im voraus!

EDIT: Kleines Bild als Anhang.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Michael B. (laberkopp)
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Tobi T. schrieb:
> Je nach Stärke des Bremsvorganges kann der Bremsstrom den empfohlenen
> Aufladestrom der Akkus schon mal überschreiten

Tja, dann hast du nur die Möglichkeit, einen Bremschopper einzubauen, 
eine Elektronik die die Bremsenergie nicht zurücklädt sondern in Wärme 
in einem Widerstand verheizt.

(Einfache Bremschopper bestehne aus einem Elko an VCC, einen TL431 der 
die Elkospannung überwacht, und bei mehr als zulässig per Transistor 
einen Widerstand zuschaltet. Der Elko muss nur so gross sein, den 
Spannungsanstieg langsamer zu machen als der TL431 schalten kann, der 
Widerstand muss grösser sein und mehr Strom ziehen als die maximale 
Bremsleistung).

Nimm halt einen besseren Akku.

Autor: Tobi P. (parallelepiped)
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Michael B. schrieb:
> Einfache Bremschopper bestehne aus einem Elko an VCC, einen TL431 der
> die Elkospannung überwacht, und bei mehr als zulässig per Transistor
> einen Widerstand zuschaltet.

Danke, das klingt ja schon mal nicht verkehrt.

Michael B. schrieb:
> Nimm halt einen besseren Akku.

Angenommen ich hätte aber einen Akku, der dem hohen Strom standhält, 
wäre es dann unbedenklich Steuergerät und Akku fest zusammen zu 
schalten? Bin leider kein Experte was LiPos und deren "empfindlichen 
Eigenheiten" angeht. Zumindest gegen Überspannung kann man ja noch 
absichern.

Danke & Grüße

Autor: Cyblord -. (cyblord)
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Tobi T. schrieb:
> Angenommen ich hätte aber einen Akku, der dem hohen Strom standhält,
> wäre es dann unbedenklich Steuergerät und Akku fest zusammen zu
> schalten?

Natürlich nicht. Lipos benötigen ein bestimmten CC/CV Ladeverfahren und 
damit einen Laderegler + Balancer. Einfach Strom einpumpen ist da nicht 
zu mepfehlen.
Fertige Lipo-Laderegler gibt es genug. Natürlich reglen die dann Strom 
und Spannung sowieso schon selbst.

Entladen ist unkritischer. Da muss nur der Strom innerhalb der Spec des 
Akkus bleiben.

: Bearbeitet durch User
Autor: Tobi P. (parallelepiped)
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Gibt es da auch entsprechend was fertiges für obigen Anwendungsfall? 
Also einen Lade-/Entladeregler der sowohl Laden (bei Stromfluss Richtung 
Akku) als auch Entladen (bei Stromfluss Richtung Motor) realisiert?

(Alternativ muss man den Laderegler ja sonst "selber" beim Bremsen 
zuschalten)

Quasi als Plug-And-Play-Lösung.

Autor: Tobi P. (parallelepiped)
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Habe die Tage nochmal gegoogelt aber nichts entsprechendes "als 
Komplettlösung" gefunden...

Wie gesagt, gesucht ist ein Baustein (auch gern als SMD), der zwischen 
Motor und Motorsteuerung geschaltet wird und:
- sich beim Entladen (Motor beschleunigt) neutral verhält und
- beim Laden (Motor Bremsenergie Rückspeisung) den Strom/Spannung 
LiPo-gerecht aufbereitet und ggf. überschüssige Energie verheizt

Ich freue mich über jede Hilfe!

RC-Brushless-Regler speisen ja Motorbremsenergie auch direkt zurück in 
die LiPos, da wird ja sicherlich eine entsprechende Anpassung des 
Stroms/Spannung vorgenommen.

Danke schon mal!

: Bearbeitet durch User
Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Tobi P. schrieb:
> RC-Brushless-Regler speisen ja Motorbremsenergie auch direkt zurück in
> die LiPos, da wird ja sicherlich eine entsprechende Anpassung des
> Stroms/Spannung vorgenommen

Nein.
Der Motor wird kurzgeschlossen.

Autor: Cyblord -. (cyblord)
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Tobi P. schrieb:
> RC-Brushless-Regler speisen ja Motorbremsenergie auch direkt zurück in
> die LiPos, da wird ja sicherlich eine entsprechende Anpassung des
> Stroms/Spannung vorgenommen.

Welche tun denn das? Wenn dann sind das spezielle. Die Regel ist das 
jedenfalls nicht. Denn eine nennenswerte Rückspeisung erfolgt dann immer 
ohne jedes Balancieren der Zellen.
Und wenn du so einen RC Regler kennst, dann schau ihn dir doch mal an 
und gucke was da so drauf ist.

Natürlich kann man auch einfach Quick&Dirty Rückspeisen. Solange der 
Strom im Rahmen bleibt und man in jedem Fall eine Spannung höher als 
4,2V pro Zelle verhindert, gibt das keine großen Probleme. Nur ohne 
Balancer kann man allein das nicht sicher verhindern.

Ich würde sagen, das ganze ist machbar, aber nicht ohne Eigenleistung.
Nimm einen fertigen Lipo Lade IC, und eine Logik welche diesen im 
Rückspeisefall mit dieser Energie versorgt.

Alternativ ohne Lade-IC und Quick&Dirty wie oben beschrieben. Dazu musst 
du im Rückspeisefall nur den Strom zum Lipo Durchschalten und die 
Spannung messen.

: Bearbeitet durch User
Autor: gidf (Gast)
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such mal bei google nach "rekuperationssystem"

da gibt es besonders im Ebike Bereich viele versuche

Autor: Dieter (Gast)
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Wenn ich das richtig lese, dann kann Deine Motorsteuerung bereits den 
4-Quadrantenbetrieb und versucht zurück zu speisen.

Um zu sehen, was da möglich ist, müßte die Kennlinie beim zurückspeisen 
bekannt sein. Es gibt Teile die reagieren in Abhängigkeit der Spannung 
am Eingang. Zum Beispiel, wenn die Spannung über 28V steigt, wird die 
Bremsung abgebrochen oder ein PWM-Signal an einem Ausgang ausgegeben um 
die Leistung in einem Lastwiderstand zu verheizen.

Oder diese Funktion muss über externe Schaltungen realisiert werden.

Oder eine kleine Säule von NiMh-Akkus nimmt den Bremsstrom auf. Eine 
kleine Säule Hochstrom Li-Akkus kann es auch sein. Enthält dann eine 
Zelle mehr um im hochstromgünstigen Spannungsfenster zu bleiben, die 
Entladeschlusspannung des normalen Li-Akkus muss dabei erhöht werden.

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