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Forum: Fahrzeugelektronik Zweiter "kleiner" Akku im Auto


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Autor: Mr. O. (moista)
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Guten Tag,

ich bin seit längerem am Überlegen, wie ich im Auto eine zweite 
Stromquelle im Auto installieren kann, allerdings hat sich nach sehr 
viel Recherche herausgestellt, dass das nicht so einfach ist, wie man am 
Anfang denkt.

Erst einmal zum "Warum":
Ich möchte im Auto ein paar Kleingeräte installieren, zunächst eine 
Dashcam mit 2 Modi: a) reguläres Filmen während der Fahrt mit Rollover 
und b) der sogenannte Parking-Mode*, d.h. es wird z.B. nur bei Bewegung 
das Videofile gespeichert. Mit der Zeit wird evtl. noch ein Raspberry 
und 1-2 ESP32 hinzukommen.
Bleiben wir aber primär bei der Dashcam - diese würde eigentlich direkt 
über einen 5V-Regler (USB) ans Bordnetz angeschlossen werden. Ich möchte 
jetzt allerdings vermeiden, dass die Batterie sich entlädt.

An der Stelle bin ich über mehrere Lösungsansätze gestolpert. Ich 
versuche die einfach mal kurz durchzugehen und wo es dann letztendlich 
zu Problemen führte und die Idee verworfen wurde:

- Unterspannungsabschaltung vor dem 5V-Regler zur Vermeidung einer 
Batterie-Entladung. Probleme: a) Ich vertraue der Spannungsabschaltung 
nicht und b) ist im Fahrzeug ein BMS verbaut. Dieses überwacht in 
gewissen Intervallen nach der CAN-Busruhe den Gesamtverbrauch aller 
Verbraucher und darf wenige mA nicht überschreiten, sonst gibt es 
Fehlereinträge in den Steuergeräten. Mit der Dashcam würden diese 
Zwangsläufig entstehen.

- Zweite Batterie. Problem: Auch hier das BMS, da hier die 
"Hauptbatterie" auch angelernt werden muss. Mit der zweiten Batterie 
würde sich die Kapazität erhöhen, was sich im Steuergerät nicht 
einstellen lässt** - von zusätzlicher Elektronik zweck Trennung und 
Zuschaltung mal ganz abgesehen. Auch ließt man immer wieder davon, dass 
die Lichtmaschine das auf Dauer nicht mitmacht. Quellen hierfür waren 
Camper- und Car-HiFi-Threads.

- Statt Unterspannungsabschaltung eine Abschaltung nach einer bestimmten 
Zeit. Vermutlich unzuverlässiger als die Unterspannungsabschaltung, 
evtl. hätte beides in Kombination Sinn ergeben, allerdings verbleibt ja 
das Problem aus dem ersten Punkt.

Ok, das war vielleicht auch ein wenig zu viel "Kanonen auf Spatzen", 
also nochmal zurück und mal ganz andere Lösungsmöglichkeiten auf den 
Tisch:
- Powerbank als zweite Energiequelle - im Prinzip vollkommen 
ausreichend. Problem hier: Die Ladezeiten der Powerbanks liegen bei über 
5 Stunden. Das ist komplett unprakisch, da damit die Powerbank 
eigentlich immer nur leer wäre.

- Prinzip der Powerbank übernehmen, aber diy-Style :D Und hier bin ich 
dann eigentlich erst beim eigentlichen Thema.
Ich habe daran gedacht, "einfach" ein paar 18650 Zellen zu nehmen und 
diese samt Ladeelektronik hinter eine neue Sicherung zu klemmen. Jetzt 
wird es an der Stelle natürlich ein wenig kompliziert, denn als erstes 
stellt sich die Frage, welche Zellenzusammenstellung sich anbietet. Die 
meisten Powerbanks sind als 1S und nP ("n" jetzt erst mal als 
Platzhalter) ausgeführt, es gibt wenige als 2S-Variante. Hier habe ich 
mitgenommen, dass man sich bei 1S den Balancer spart, dafür allerdings 
ein Step-Up-Converter braucht, der weniger effizient als ein 
Step-Down-Converter ist. Bei 2S muss man eben noch den Balancer 
hinzunehmen.
Ich hätte jetzt grundsätzlich auf 1S gesetzt, da ich so einen höheren 
Ladestrom fahren kann, bin mir aber nicht sicher, ob ich da richtig 
liege. Als Beispielkonfiguration:

1S4P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 12A
2S2P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 6A
4S1P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 3A
Oder habe ich da schon einen Denkfehler? Der schnellere Ladeprozess 
wiegt in meinem Fall auf jeden Fall den Effizienz-Nachteil von Step-Up 
gegenüber Step-Down-Convertern auf.

Über die Anzahl Zellen habe ich mir bisscher noch keine großen Gedanken 
gemacht, hätte jetzt zwecks Machbarkeit mit 4 angefangen, praktisch wird 
es vermutlich auf 8 hinauslaufen, womit ich dann den Ladestrom  auch 
etwas verringern würde (für die Lebensdauer der Zellen), also 1S8P.

Nächstes Problem wären jetzt die Temperaturen. Bei niedrigen und hohen 
Temperaturen soll kaum ein Laden möglich sein. Moderne Autobatterien 
begegnen den niedrigen Temperaturen wohl mit einer Heizmatte, vielleicht 
könnte ich das ja auch auf diesen Weg lösen, falls das wirklich ein 
Problem sein sollte. Oder ratet ihr an der Stelle ganz von Li-Ion ab und 
empfehlt eine andere Akkutechnik, bspw. LiFePo?

Könnt ihr Ladeelektronik empfehlen, mit der ich ~10A laden kann? Gerne 
als fertiges Bauteil, gerade bei den hohen Strömen möchte ich nicht 
unbedingt selbst was zusammenbasteln - "möchten" nicht im Sinne von 
"keine Lust", sondern "großer Respekt vor hohen Strömen" :)

Grober Aufbau wäre: Die Dashcam hängt immer an den Akkus 
(Unterspannungsschutz). Die Akkus werden nur geladen, wenn Zündung 
aktiv.
Wenn der Akku seine Abschaltspannung erreicht hat, dann ist das halt so 
und die dahinterhängenden Geräte gehen aus. Auch klar ist, dass ich mit 
10min Kurztrip keine Woche Dashcam-Betrieb "erfahre", es geht hier 
primär um den Schutz der Hauptbatterie und Vermeidung von 
Fehlermeldungen im BMS-Steuergerät.


Oder vielleicht auch ein wenig über den Tellerrand: Was sagt ihr 
überhaupt dazu? Ist das total oversized und ihr würdet es einfach an die 
normale Batterie hängen?
Es gibt auch "professionelle" Lösungen am Markt, allerdings sind diese 
recht teuer:
Dashcam-Akku: BlackVue B-124 Power Magic (eigentlich genau mein 
Anwengungsfall) (6Ah @ 280€)
Powerbank: Yakuma Powerbank Yp02 (10Ah @ 100€)


Hier noch die evtl. relevanten Daten:
Fahrzeug: Audi A6, AGM-Batterie (Kapazität müsste ich prüfen, wird 
zwischen 80 und 95Ah liegen), Fahrzeug nahezu täglich mindestens 2x20 
Minuten unterwegs (macht die Sache nicht leichter, ich weiß). 
Bordsteinparker, also keine Steckdose zur Verfügung.
Dashcam: Viofo A129duo (reg. Aufnahme: 0,61-0,67A, Parking-Mode: 
0,55-0,59A - 5V Versorgung über USB - ich rechne hier also grob mit ~3W 
Verbrauch).

Ich hoffe, mir kann jemand ein paar hilfreiche Tipps hinterlassen, 
obwohl der lange Text bestimmt schon anstrengend genug war ;)


* Über eine Diskussion über die rechtliche Lage von Dashcams inkl. 
Parking-Mode bitte absehen ;)
** Ich habe das bisher noch nicht kontrolliert, muss noch ins Stuergerät 
schauen, welche Codierungsmöglichkeiten es gibt.

Autor: Codix (Gast)
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Deine Überlegungen in allen Ehren, aber Du machst Dir zu viele Gedanken.
Ich würde folgenden Weg vorschlagen:
Nimm eine 12V / 7 Ah Batterie (USV Batterie, bekommst Du bei Pollin für 
kleines Geld) und hänge diese über ein Trennrelais an eine 12V Buchse 
des Autos. Eine Strombegrenzung mit einem billigen 78xx  realisieren und 
nach dem Trennrelais einbauen.
Das Trennrelais soll sicherstellen, dass Deine Hilfsbatterie vom 12V 
Rail des Bordnetzes im geparkten/abgeschalteten Zustand getrennt ist.
Masse/Ground musst Du nicht unbedingt auftrennen.
Eine Unterspannungsabschaltung Richtung Kamera brauchst Du auf jeden 
Fall. Die sollte bei 10,5 V abschalten, sonst geht die Batterie hops.
So habe ich das in meinem Kfz gelöst.
Ob 2x20 Minuten Fahrzeit ausreichen, darf bezweifelt werden.
Auch bei LiFePo Akkus.

Autor: Horst (Gast)
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Codix schrieb:
> Eine Strombegrenzung mit einem billigen 78xx  realisieren

Ein 78xx ist ein Spannungsregler, der kann keine Strombegrenzung.

Autor: Jan H. (j_hansen)
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Horst schrieb:
> Ein 78xx ist ein Spannungsregler, der kann keine Strombegrenzung.

Doch.

Autor: Torsten S. (torstensc)
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PB137

Autor: Ulf L. (ulf_l)
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Jan H. schrieb:
> Horst schrieb:
>> Ein 78xx ist ein Spannungsregler, der kann keine Strombegrenzung.
>
> Doch.

Aber immer mit zu viel Spannungsabfall. Da lädt keine 12V Akku mehr 
voll, wenn über so ein Teil vom 12V-Netz geladen werden soll.

: Bearbeitet durch User
Autor: Horst (Gast)
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Jan H. schrieb:
> Doch.

Wie? Zeig mal.

Autor: Oliver S. (oliverso)
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Mr. O. schrieb:
> Ich hätte jetzt grundsätzlich auf 1S gesetzt, da ich so einen höheren
> Ladestrom fahren kann, bin mir aber nicht sicher, ob ich da richtig
> liege. Als Beispielkonfiguration:
>
> 1S4P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 12A
> 2S2P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 6A
> 4S1P mit 3000mAh-Zellen @ 1C = theoretischer maximaler Ladestrom 3A
> Oder habe ich da schon einen Denkfehler? Der schnellere Ladeprozess

Ums mal in Worte zu fassen: Du kannst eine Zelle immer gleich schnell 
aufladen, egal, wie viele andere da drumrum gebastelt wurden.

Oliver

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Mr. O. schrieb:
> Bleiben wir aber primär bei der Dashcam - diese würde eigentlich direkt
> über einen 5V-Regler (USB) ans Bordnetz angeschlossen werden. Ich möchte
> jetzt allerdings vermeiden, dass die Batterie sich entlädt.

Kauf die eine DashCam mit LiIon Akku (haben viele).

Die bekommmt nur Strom wenn das Auto fährt.

Die Ladeschaltung und Entladeschaltung ist schon drin.

Sie ist dein Zweitakku.

Achte lieber bei der DashCam auf anständige Bilder, 99% haben nämlich 
ein völlig unzureichendes miesesen Bild.
Und eben den Modus, bei Kommen der Stromversorgung einzuschalten und 
bbei wegbleiben auszuschalten mit Abschliessen den Datei, kann auch 
nicht jede  obwohl das das einzige ist was man brauhct.
Und dann eben deinen zweiten Modus, den wird es wohl kaum geben.


Deine rPi und ESP schliesst du direkt (über Schutzschaltung und 
Spannungsregler) an den Autoakku an, sie überwachen die Spannung und 
schalten sich ab wenn die Spannung unter 12.l6V sinkt oder nach xxx 
Stunden.

Kein Zweitakku = nicht doppelt so oft Akku wechseln wie bisher.

Autor: Philipp G. (geiserp01)
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Michael B. schrieb:
> Kauf die eine DashCam mit LiIon Akku (haben viele).

Ist nicht brauchbar. Hält grad für 30min.

Habe das damals so gelöst, das eine Schaltung den Lipo 'simuliert'.

Bei der neuen Dashcam (A129) gibt es den Unterspannungschutz als option 
dazu.

Autor: MaWin (Gast)
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Philipp G. schrieb:
> Ist nicht brauchbar. Hält grad für 30min.

Nicht jede dashcan taugt. Auch teuer schützt nicht vor Müll.

Meine lief problemlos 3 Tag auf Akku. Lebte aber im heissen Sommer 
hinter der Scheibe ab.

Vielleicht sollte man nicht gerade eine WiFi dashcam mit Infrarotlicht 
und 2 Kameras benutze, wenn sie auf Akku laufen soll. So gut tut es 
einem Autoakku auch nicht, immer bis Tiefentladeschutz entladen zu 
werden.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Mr. O. schrieb:
> Dashcam: Viofo A129duo (reg. Aufnahme: 0,61-0,67A, Parking-Mode:
> 0,55-0,59A

Viel zu hoher Verbrauch. 3W. Du lädst sonnvollerweise aber nur maximal 
1:30tel des Tages, nämlich genau dann wenn das Fahrzeug fährt 82x 
20min). Also müsstest du mit ca. 100W laden. Mit Sicherheitspuffer eher 
mit 150 oder 200W

Besorg dir eine Dashcam die sparsamer ist oder lass es.

Autor: Philipp G. (geiserp01)
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Udo S. schrieb:
>> Dashcam: Viofo A129duo (reg. Aufnahme: 0,61-0,67A, Parking-Mode:
>> 0,55-0,59A
>
> Viel zu hoher Verbrauch. 3W. Du lädst sonnvollerweise aber nur maximal
> 1:30tel des Tages, nämlich genau dann wenn das Fahrzeug fährt 82x
> 20min). Also müsstest du mit ca. 100W laden. Mit Sicherheitspuffer eher
> mit 150 oder 200W

Ich habe dieselbe und bin zufrieden mit der. Parking Mode max 24h.

Autor: Mr. O. (moista)
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Codix schrieb:
> [...]
> Ob 2x20 Minuten Fahrzeit ausreichen, darf bezweifelt werden.
> Auch bei LiFePo Akkus.

Ich glaube, dass das tatsächlich das schwierigste an dem Vorhaben ist.


Philipp G. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Kauf die eine DashCam mit LiIon Akku (haben viele).
> Ist nicht brauchbar. Hält grad für 30min.

Also soweit ich mich da durchgelesen habe (zugegebenermaßen nicht ganz 
so tiefe, mehr oberflächlich), sind das alles eher nur kleine 
Puffer-Lösungen, um entweder
a) nach Stromverlust noch sauber die Datei auf die SD-Karte zu schreiben 
oder
b) noch bei Betätigung des Beschleunigungsmessers ein paar Fotos zu 
schießen (allerdings relativ unzuverlässig)

Fall a) ist eigentlich immer zwingend - die A129 macht das mit 
Kondensatoren.
Insgesamt wäre das einfacher, aber zum Ziel komme ich damit auch nicht, 
es sei denn ich würde noch so ein o.g. BlackVue Power Magic Akku(s) 
davorschalten.

3 Tage Aufnahme hört sich viel an. In welchem Betriebsmodus lief die 
Cam? Und um welche handelt es sich?

Michael B. schrieb:
> Achte lieber bei der DashCam auf anständige Bilder, 99% haben nämlich
> ein völlig unzureichendes miesesen Bild.

Volle Zustimmung. Bild ist in Ordnung, habe auch die CPL-Filter dran.

Udo S. schrieb:
> Besorg dir eine Dashcam die sparsamer ist oder lass es.

Ich werde noch mal eine Messung des Verbrauchs machen, habe das bisher 
nur über ein USB-Messgerät gemacht - ich kontrolliere das mal mit 
anständigem Messinstrumenten ;)
Die Rechnung von dir ist natürlich richtig. Ich hab da ja schon grob mit 
120W gerechnet (daher die anvisierten 10A Ladestrom). 
"Sicherheitspuffer" würde ich erst mal nicht einplanen. Wenn der Akku 
leer ist, dann ist halt Schluß.
Ich will das an der Stelle nicht komplizierter machen, aber es gibt ja 
auch Tage, an denen man mehr unterwegs ist (gut, auch andere, wo das 
Auto einfach nicht bewegt wird).
Ob ich wirklich sparsamere Geräte finde, wage ich nicht unbedingt zu 
bezweifeln, aber würde mich doch etwas wundern, wenn sich andere in 
komplett anderen Dimensionen bewegen - Bitte beachten, dass es sich um 
zwei Cams (Front+Heck) handelt, ohne IR-LEDs, WiFi + Display aus.

Philipp G.:
> Ich habe dieselbe und bin zufrieden mit der. Parking Mode max 24h.

Glaube ich gern. Vermutlich hast du die mit dem A129 HK3 Kabel am Netz, 
richtig?
Für mich kommt das eher nicht in Frage, da a) ich die Starterbatterie 
nicht damit belasten möchte und b) das BMS vom Auto auch ein Strich 
durch die Rechnung macht.


Im Prinzip geht es nicht um eine 100%-Lösung, wo garantiert ist, dass 
die Geräte immer laufen. Wenn das Auto nicht lange genug bewegt wird, so 
werden die Aufnahmezeiten eben auch entsprechend kürzer ausfallen.
Eigentlich dreht es sich darum, die Starterbatterie nicht mit sowas zu 
belasten und eben das BMS-"Problem" zu umgehen.
Danke auf jeden Fall an alle für den Input bisher. Welche Akkutechnik 
und -konfiguration würdet ihr denn jetzt empfehlen?

Autor: batman (Gast)
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Mr. O. schrieb:
> Codix schrieb:
>> [...]
>> Ob 2x20 Minuten Fahrzeit ausreichen, darf bezweifelt werden.
>> Auch bei LiFePo Akkus.
>
> Ich glaube, dass das tatsächlich das schwierigste an dem Vorhaben ist.

Naja, rein rechnerisch lösbar. Wenn du in den 40 Minuten jeweils mit 12A 
lädst, hast du den Strom für je 12h Laufzeit, über den Daumen, ohne 
Verluste.

Praktisch ist das mit Akkus auch machbar, zumindest wenn sie bei 
CC/CV-Ladung den CV-Bereich nie erreichen, also immer nur zwischen leer 
und ca. 2/3 voll sind.

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