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Forum: Fahrzeugelektronik Kondensator Spannungswandler Kühlschrank


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Autor: Thomas W (Gast)
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Hallo

Ich benötige bitte Hiilfe beim der Erweiterung von folgendem:

Ich habe einen großen Kühlschrank mit 230V/ 280W. Die 
Spannungsversorgung kommt von 5 Akkus a 80AH zusammen also 400AH bei 12V 
Gleichspannung. Die Spannung wird umgewandelt von 12V in 230V durch 
einen Spannungswandler mit 2000W Dauerleistung und bis zu 4000W 
Spitzenleistung.

Das funktioniert anfangs auch alles sehr gut, nur mit der Zeit sinkt die 
Kapazität der Akkus natürlich ab und wenn in der kurzen Einschaltphase 
des Kühlschranks die Spannung der Akkus unter 10V fällt, schaltet der 
Spannungswandler sofort den Verbraucher aus und springt auch nicht 
wieder an.

Leider lässt sich das Model des Spannungswandlers nicht regeln oder 
diese Funktion abschalten. Daher habe ich mir überlegt einen Kondensator 
auf die Eingangsseite des Spannungswandlers vorzuschalten und zwar 
diesen hier:

https://www.mouser.de/ProductDetail/Maxwell-Technologies/BMOD0058-E016-B02?qs=ljcHIlmXGrbhsbyf4oouFg%3D%3D

So nun die Fragen:

1. Ist der Lösungsansatz richtig?
2. Wie muss ich den Kondensator in die Schaltung einbinden? Ich habe 
keine Masse führende Karosserie, sondern für die Masse seperat jeweils.

Vielen Dank im Voraus

Grüße
Thomas

Autor: Mark (Gast)
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Thomas W schrieb:
> 1. Ist der Lösungsansatz richtig?

Nein.
Der Kondensator ist mikro im Gegensatz zu den 400Ah.
Er wird (im günstigsten Fall) die Unterspannungsabschaltung nur um 
Sekundenbruchteile verzögern.

Du hast entweder zuwenig Generator für den Standbyverbrauch des 
Wechselrichters oder ein Leitungsführungs-/Kontaktproblem.

Hilfreich wäre ein Foto der Batteriebank...

Autor: Petra (Gast)
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Ich würde sagen, die Versorgungsakkus sind kaputt. Da hilft kein 
Superkondensator oder ähnliches.
Geschätzt fließen da so um die 30A, wenn der Kühlschrank läuft.
Lade die Akkubank voll. Mit einem 10 A Ladegerät dauert das ca. 2 Tage, 
wenn die Akkus vollständig entladen sind.
Um meine Theorie abzusichern nimm ein Voltmeter und miss an jeden Akku 
mit 30A Belastung. Bricht die Spannung am Akku nach kurzer Zeit auf <11V 
zusammen, sind die Akkus kaputt.
Die Supercaps kannst Du einfach parallel zu Deinen Versorgungsakkus 
schalten. Auf die Polung achten!

Autor: Thomas W (Gast)
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Hallo

Nein die Akkus sind nicht kaputt und funktionieren einwandfrei. Der 
Kompressor vom Kühlschrank braucht beim Anlauf ca. das 10fache der 
normalen Leistung. Dieser Zeitpunkt ist maximal 1sek.

Nun ist nach 4h Betrieb die Spannung der Akkus von 13,5V auf 12V 
abgesunken durch die Dauerhafte Entnahme von Energie und nun bricht die 
Spannung für ca. 1sek beim Einschalten des Kompressors auf unter 10V 
zusammen und der Spannungswandler schaltet ab, obwohl sich die Spannung 
sofort wieder auf 12V erholt.

Genau für diesen kurzen Augenblick von 1sek war der Kondensator gedacht 
um einen Ausgleich für 1sek zu haben.

Ja es fließt in etwa 30A in der sekunde.

Ein Ladegerät ist selbstverständlich vorhanden und sobald Netzstrom 
vorhanden ist, ist das auch alles kein Problem. Das Ladegerät hat 60A 
Ladestrom.

Beste Grüße
Thomas

Autor: Michael_Ohl (Gast)
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Wenn Deine Idee stimmen würde und die Akkus noch fit wären, dürfte die 
Entladung von 400Ah bei 30A Last nicht nach 4 Stunden zu 12V - 
entsprechend leerer Akku führen sondern sollte 10h oder länger dauern.
Laden mit 14,x Volt bis Akku voll könnte helfen oder Fehler suchen. Was 
nicht funktionieren wird ist den Fehler zu kaschieren.
Die bessere Idee wäre noch zu #hinterfragen welcher Kühlschrank einen 
230W Kompressor haben. Haushaltkühlschränke sind es nicht, die kommen 
auf 80 Watt und weniger. Für Batteriebetrieb hat Danfoss auch ein 12/24V 
Kompressor entwickelt und wenn es richtig effizient werden soll gibt es 
Boxen von Engel mit Schwingkompressoren die nicht einmal einen erhöhten 
Anlaufstrom haben. Mit dem richtigen Konzept schafft eine 280W 
Solarzelle einen Kühlschrank 9 Monate im Jahr durchgehend zu betreiben 
mit 2 80Ah Akkus.


mfG
Michael

Autor: Thomas W (Gast)
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Hallo

Neben dem Kühlschrank werden noch mehr Verbraucher an den Akkus 
betrieben. So sind dies noch Licht, Radio, Wasserpunpe usw. was zu einem 
entsprechenden Verbrauch führt.
Der Verbrauch steht hier auch nicht im Vordergrund ist und ist nicht das 
Problem sondern der Anlaufstrom des Kühlschranks. Die Akkus wären 
Leistungsmäßig noch stundenlang gut.

Nebenbei es handelt sich um einen Thekenkühlschrank für einen mobilen
Ausschank, daher die hohe Leistung.

Grüße

Autor: Michael_Ohl (Gast)
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Dann würde ich überlegen auf Zyklenfeste Akkutypen zu wechseln. 80Ah 
klingt nach Starterbatterien und nicht nach Traktionsbatterien. Das 
würde den starken Einbruch erklären. Wenn Du Traktionsbatterien nimmst 
und das ganze so dimensionierst, das es bis 50% Entladung funktioniert 
kann man das ganze mehr als einige 100 Zyklen betreiben. Für echten 
Dauerbetrieb gehen nur Lithium Akkus wie in einen E-Auto. Die in meinem 
Kangoo ZE hält bis heute 7 Jahre bei täglich etwa 50% Entladung und 
95000km mit 88% Kapazität. Das schafft kein Bleiakku. Aber auch die 
können alt werden. Bei einem Handstapler haben wir letztes Jahr die 
Batterie getauscht - nach 30 Jahren bei täglich etwa 20% Entladung und 
guter Pflege durch das Ladegerät und ständiges Wasser nachfüllen.

mfG
Michael

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Thomas W schrieb:
> 1. Ist der Lösungsansatz richtig?

Nein.

Wenn der Akku leer ist, muss er aufgeladen werden.

Thomas W schrieb:
> Der Verbrauch steht hier auch nicht im Vordergrund ist und ist nicht das
> Problem sondern der Anlaufstrom des Kühlschranks

Dann ist der Innenwiderstand deines Akkus durch langzeitige Schädigung 
schon zu hoch, also Akku austauschen gegen einen neuen, fitten (oder 
einfach mal die Polklemmen nachziehen, soll auch vorkommen).

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (bmk)
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Ich kann mich noch gut an Versuche mit einer Autobatterie 12V 40Ah 
erinnern. Bei einer Belastung mit 3A ging die Spannung etwa 0,2...0,3 V 
runter, auch wenn das Teil nur halb voll war. Ist ja Peanuts für den 
Akku.

Das sollte übertragen auf einen Akku mit 400 Ah mit einer Belastung von 
30A ähnlich sein. Vorausgesetzt, das Ding hat noch keine Altersschwäche.

Ich tippe mal auf zu hohe Übergangswiderstände; entweder Leitungen mit 
zu geringem Querschnitt, schlechte Klemmstellen oder Übergang von 
Bleipolen zu Polschuhen unsauber.

Kann man leicht prüfen: Mit Prüfspitzen direkt an den Bleipolen messen.
Geht hier die Spannung unter 10V runter, sind die Akkus platt. Zu hoher 
Innenwiderstand. Andernfalls Verdrahtung verbessern,

Autor: Thomas W (Gast)
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Liebe Antwortschreiber

Danke für eure Beiträge. Leider komme ich damit nicht weiter. Es liegen 
mit Sicherheit keine Verdrahtungsprobleme oder dergleichen vor und auch 
alle Querschnitte sind mehr als ausreichend Dimensioniert.

Ein tausch der Akkus ist möglich aber auch sehr teuer.

Nach 4h sind die Akkus bei 12v und ich kann alles noch betreiben außer 
der Kühlung.

Daher war ja die Idee den hohen Anlaufstrom mit einem Kondensator 
abzufangen und damit die akkus zu schonen.

Grüße Thomas

Autor: Mark (Gast)
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Thomas W schrieb:
> Es liegen
> mit Sicherheit keine Verdrahtungsprobleme oder dergleichen vor und auch
> alle Querschnitte sind mehr als ausreichend Dimensioniert.

Wenn das stimmt, dann sind deine Akkus fertig.

Damit kommen weitere Frage auf: Warum?
Starterbatterie?
Akku unterdimensioniert?

Und warum beantwortest du keine diesbezüglichen Nachfragen?

Autor: Thomas W (Gast)
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Hallo Mark

Die Akkus habe ich gemessen und haben nach 5Jahren Betrieb noch ca. 90% 
Kapazität. Es handelt sich um 5 Stück 80AH AGM Batterien von Effekta.

Zur Berechnung:

400AH Brutto Kapazität
ca. 360AH Netto heute

davon 50% zur Verfügung
= 180A

Verbrauch im Schnitt 25A/h

nach 4h also noch 80A zur Verfügung.

Spannung am Anfang 13,5V und sinkt im Laufe der 4h ab auf 12V.

Grüße
Thomas

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Thomas W schrieb:
> Verbrauch im Schnitt 25A/h
>
> nach 4h also noch 80A zur Verfügung.

Ampere ist eine Stromstärke und keine Energiemenge.
Energie ist Spannung mal Strom mal Zeit.

Thomas W schrieb:
> Die Akkus habe ich gemessen und haben nach 5Jahren Betrieb noch ca. 90%
> Kapazität.

Dein problem ist nicht die Kapazität, sondern ein gestiegener 
Innenwiderstand.
Klar kannst du den mit der Kondensator bank etwas drücken. Laut 
Datenblatt hat die Kondensatorbank 22mOhm. Mit Verkabelung also 
mindesten 30mOhm, was bedeutet sie kann solange sie auf 12V geladen ist 
bei 30A ca. 11V liefern das restliche 1V an Spannung fällt am 
Innenwiderstand ab. Nach knapp zweiSekunden hat sie sich bei 30A schon 
um 1V entladen und liefert nur noch max. 10V bei 30A Strom.
Ob dir das reicht musst du wissen, Fakt ist daß deine Akkus langsam am 
Ende sind, wahrscheinlich weil du ständig Deep Cycles bis 90% Entladung 
fährst was auch Blei-Traktionsbatterien nicht gerne mögen.

Du kannst jetzt natürlich solange warten bis dir jemand sagt deine Idee 
ist prima, mach das so, oder du hörst auf die meisten hier die dir sagen 
die Akkus sind ziemlich am Ende.

Es wäre deutlich besser einen Wandler mit 48 oder 60V Eingangsspannung 
zu nehmen, durch den 4-5 fach niedrigeren Eingangsstrom wird der 
Wirkungsgrad besser und die Akkus würden gerade im Anlaufmoment nicht so 
stark belastet.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Thomas W schrieb:

> Nach 4h sind die Akkus bei 12v und ich kann alles noch betreiben außer
> der Kühlung.

Hast Du denn die oben beschriebene Messung bei Belastung direkt
an den Batterieklemmen gemacht? Ein Autoakku kann auch problemlos
200A für den Anlasser liefern, ohne das die Spannung stark absinkt.
Und Deine Akkus sind deutlich grösser.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Mark schrieb:

> Damit kommen weitere Frage auf: Warum Starterbatterie?

Nun, ob solche Akkus für den TE zweckmässig sind, sollte er
sich schon fragen (geringere Lebensdauer). Allerdings sind
gerade Starterbatterien in der Lage, kurzzeitig hohe Ströme
zu liefern, ohne das die Spannung stark abfällt.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Petra schrieb:
> Geschätzt fließen da so um die 30A

Im Anlaufmoment des Kühlschranks fliessen da wohl eher 100A oder mehr 
auf der 12V Seite

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Udo S. schrieb:

>> Geschätzt fließen da so um die 30A
>
> Im Anlaufmoment des Kühlschranks fliessen da wohl eher 100A oder mehr
> auf der 12V Seite

Einem 400Ah-Akku sollten auch 100A wenig kratzen.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Harald W. schrieb:
> Einem 400Ah-Akku sollten auch 100A wenig kratzen.

Ich habe nichts gegenteiliges behauptet. Ich wollte nur die 30A 
richtigstellen, die nur für Nennlast stimmen

Thomas W schrieb:
> Neben dem Kühlschrank werden noch mehr Verbraucher an den Akkus
> betrieben. So sind dies noch Licht, Radio, Wasserpunpe usw. was zu einem
> entsprechenden Verbrauch führt.

Was dann heisst statt 30A fliessen eher 60A und im Anlaufmoment 
vieleicht sogar mal 200A.

: Bearbeitet durch User

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