Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Entladesicherung einer Autobatterie


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von Luca (Gast)


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Hallo,

ich möchte eine ausgebaute Autobatterie als Spannungsquelle nutzen, aber 
verhindern dass diese Tiefenentlädt, wenn man mal nicht dran denkt. 
Deshalb suche ich nach einer möglichst einfachen Methode den Stromkreis 
zu unterbrechen, sobald die 11V unterschritten werden. Habt ihr Ideen?

Meine wäre eine Zehnerdiode in Reihe mit einem Relais, was haltet ihr 
davon und für wie kritisch haltet ihr die Schwingung welche entsteht, da 
wenn die Last getrennt wird die Spannung wieder steigen wird, die 
Zehnerdiode wieder leitet, und das relais schließt, spannung fällt 
wieder, zehner leitet nicht mehr relais öffnet und wieder von vorne.

Eine andere Idee ist im Anhang zu finden, wobei mir diese Schaltung 
empfohlen wurde, ich sie aber nicht ganz verstehe und dementsprechend 
auch nicht wüsste wie ich sie auszulegen hab. Evtl. erkennt jemand von 
euch den Zweck?

Gruß

Luca

: Verschoben durch Moderator
von Einer K. (Gast)


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Mit einem kleinen AVR o.Ä, ist fix ein Batteriewächter mit Leuchtmelder 
gebaut.
(Hyterese frei konfigurierbar)
Mit einem "Infineon BTS" kannste dir dann auch das Relais einsparen.


Vorbildhaft:
https://www.offgridtec.com/victron-battery-protect-bp-65-12v-24v-65a.html

von Stefan F. (Gast)


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Die Schaltung wird wohl funktionieren, hat aber drei Nachteile, die du 
bedenken solltest:

a) Sie verbraucht selbst ständig Strom, wird also die Batterie langsam 
tief entladen
b) Die Abschaltschwelle hängt von der Temperatur des Transistors ab
c) Wenn die Spannung unter Last mal kurz absackt, schaltet sie auch ab 
und dann wieder an. Das kann je nach Last du einer Schwingung führen.

Alle drei Argumente sind in deinem Anwendungsfall vielleicht akzeptabel. 
Das kannst nur du wissen, denn du hast uns den Anwendungsfall nicht 
mitgeteilt.

Gegen Punkt a habe ich einfachen Tipp: Schließe die Wächter-Schaltung an 
den Ausgang des Relais an, so dass sie sich bei leerem Akku selbst mit 
abklemmt. Dann brauchst du allerdings einen Taster, um nach dem Laden 
manuell wieder einzuschalten oder eine weitere Elektronik, die das 
irgendwie automatisiert. Das würde auch die Schwingungen aus Punkt c 
verhindern.

Gegen zu schnelles Abschalten in Punkt c könnte ein Kondensator vor dem 
Transistor helfen.

Gegen Punkt b) könnte man den Transistor durch einen TL-431 ersetzen. 
Aber Achtung: An dem TL-431 fallen ein paar Volt ab, so dass du dann 
besser ein 9V Relais nimmst.

Um die Stromaufnahme der Schaltung zu reduzieren, könnte man anstelle 
des Relais einen MOSFET Transistor verwenden.

von Paul (Gast)


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Gibts fertig von KEMO, falls kaufen eine Option ist.

Ansonsten ein LM339, zwei Präzisionswiderstände (10...100K) und ein 
LM385-2.5 als Referenz.
Hysterese nicht vergessen, sonst baust du einen schönen Oszillator ;).
Die Widerstände so groß wählen, dass sie die Batterie nicht entladen 
wenn die Abschlaltung schon erfolgt ist oder mit einem zweiten Relais 
mit wegschalten.

Beitrag #8 und #15 lesen! Da stehen auch die Formeln zur Berechnung. Der 
TS912 wäre gut, der LM339 geht aber bei 12V auch und ist einfacher zu 
bekommen.
https://www.ledstyles.de/index.php?thread/7483-eine-ganz-banale-unterspannungsabschaltung/


Einfach gehts mit dem schon erwähnten AVR oder für komplette Neulinge 
ein Arduino Nano.

VG Paul

von Günter Lenz (Gast)


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Das Detektieren der Unterspannung ist nicht das große
problem, sondern das schalten großer Lasten (Ströme)
bei einer Autobatterie. Für das Detektieren der
Unterspannung nimm einfach eine Komparatorschaltung.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311261.htm

Wie groß ist denn der Strom den du maximal entnehmen willst?
Du brauchst dann ein Relais mit kräftigen Kontakten,
und dann soll das Relais ja nicht selbst auch noch
Energie verbrauchen, also brauchst du ein bistabiles Relais.

Um das Problem mit dem Relais zu umgehen mach einfach eine
Signalschaltung die dann bei Unterspannung hupt, die
Batterie klemmst du dann mannuell ab.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Günter Lenz schrieb:
> Um das Problem mit dem Relais zu umgehen mach einfach eine
> Signalschaltung die dann bei Unterspannung hupt, die
> Batterie klemmst du dann mannuell ab.

Genau. Dann freuen sich die Nachbarn in den anderen Gartenlauben.

von Cyblord -. (cyblord)


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Günter Lenz schrieb:
> Das Detektieren der Unterspannung ist nicht das große
> problem, sondern das schalten großer Lasten (Ströme)
> bei einer Autobatterie.

Naja es kommt auf den Strom an. Alles unterhalb der Kategorie 
"Starterstrom" sehe ich als unproblematisch an. Das gute bei einer 
Autobatterie ist, dafür gibt es aus dem Automotivebereich sehr gute 
Bausteine die auch direkt Relais ersetzen können und sollen. Grade die 
angesprochenen BTS oder auch "ProFets".

von MaWin (Gast)


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Luca schrieb:
> Habt ihr Ideen

1. Autoakkusögen es nicht, enzladen zu werden. Das machen die 5 x mit, 
dann sind sie kaputt. Sie wollen immer voll aufgeladen bleiben. Zur 
Entladung gibt es Traktionsbatterien und Solarakkus, oh Wunder, die sind 
teurer.

2. Entladeschutz mit Relais alleine funktioniert nicht weil ein Relais 
oft noch bei 20% der Nennspannung halt, aber mit Z-Diode kann es schon 
funktionieten. Deine Schaltung allerdings funktioniert gar nicht.

3. Ein Relais, welches anzieht um den Akku abzutrennen, fällt gleich 
wieder ab, wenn die Spannung weg ist. So rum geht es also nicht. Das 
Rrlais müsste angezogen sein so lange der Akku ausreichend Spannung hat, 
es kann sich dann selbst wegschalten. Leider zieht es eingeschaltet 
nicht unerheblich viel Strom aus dem Akku.

Also eine blöde Lösung.

Ein bistabiles Relais kann helfen. Aber Tiefentladeschutz ist eine 
haufig gestellte Frage, die FAQ hat dazu ein Kapitel:

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.21.12

Je nach Maximalstrom den du aus dem Akku entnehmen möchtest (über den du 
NATÜRLICH nichts gesagt hast), und je nach dem ob ein Kurzschlussschutz 
wünschenswert wäre, würde ich einen MOSFET/protected high side switch an 
Szelle des Relais empfehlen.

von Sebastian (Gast)


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Ich nutze diesen Bausatz. Funktioniert wie er soll. 
https://www.pollin.de/p/bausatz-universal-akku-tiefentladeschutz-v1-0-810533

von Udo S. (urschmitt)


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Luca schrieb:
> eine ausgebaute Autobatterie

Dh, sie wurde ausgebaut weil sie den Startstrom nicht mehr bringt, also 
schon am Ende ihres Lebenszyklus ist

Luca schrieb:
> sobald die 11V unterschritten werden

11V ist die absolute Entladegrenze. Das hält selbst ein neuer KFZ 
Starterakku nur ein paar mal aus, dann ist er kaputt. Zumal wenn der 
Entladezustand dann auch noch eine Zeitlang andauert, was ich bei der 
Aussage vermute:

Luca schrieb:
> aber verhindern dass diese Tiefenentlädt, wenn man mal nicht dran denkt.

Du sagst nicht was du damit machen willst aber eine bessere Lösung wäre 
wahrscheinlich ein LiFePO4 Akku samt BMS oder wenigstens ein 
zyklenfester Bleiakku, aber es darf wahrscheinlich nix kosten.

von batman (Gast)


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Luca schrieb:
> Meine wäre eine Zehnerdiode in Reihe mit einem Relais,

Zu knapp, besser gleich eine Zwölferdiode!
Better safe than sorry!

von georg (Gast)


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Paul schrieb:
> Hysterese nicht vergessen, sonst baust du einen schönen Oszillator

Das stimmt zwar, aber setzt voraus, dass die Schaltung mit der Hysterese 
weiter aus dem Akku versorgt wird.

Georg

von Einer K. (Gast)


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georg schrieb:
> Das stimmt zwar, aber setzt voraus, dass die Schaltung mit der Hysterese
> weiter aus dem Akku versorgt wird.

Einen Tiny im Tiefschlaf bemerkt doch ein Auto Bleiakku gar nicht.
Ist ein Furz, gegenüber der Selbstentladung.

von batman (Gast)


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Es sei denn es hängt da noch ein Spannungsregler wie 1117 oder so 
dazwischen.

von Stefan F. (Gast)


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Bei Verwendung eines Mikrocontrollers würde ich mir noch Gedanken 
machen, ob und wie man bemerkt, ob er funktioniert. Da könnte man sich 
z.B. an Rauchmeldern orientieren.

von Manfred (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Bei Verwendung eines Mikrocontrollers würde ich mir noch
> Gedanken machen, ob und wie man bemerkt, ob er funktioniert.

Also kommt doch Hardware zum Einsatz, z.B. der teure ICL7665. Mit dem 
könnte man einen P-FET im Leistungszweig steuern und hätte eine zu 
vernachlässigende Stromaufnahme.

Es gibt andere Steine ähnlicher Funktion, die hat MaWin verlinkt:
Beitrag "Re: ICL7665 Alternative?"

von Jens G. (jensig)


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Udo S. (urschmitt)

>Dh, sie wurde ausgebaut weil sie den Startstrom nicht mehr bringt, also
>schon am Ende ihres Lebenszyklus ist

>Luca schrieb:
>> sobald die 11V unterschritten werden

>11V ist die absolute Entladegrenze. Das hält selbst ein neuer KFZ
>Starterakku nur ein paar mal aus, dann ist er kaputt. Zumal wenn der

Immer diese Schwarzmaler mit ihren unqualifizierten/undifferenzierten 
Aussagen.
Er wird durch diese sanfte Mißhandlung beschleunigt immer schlechter 
werden, geht aber deswegen nicht schon nach einigen <11V-Zyklen einfach 
so mal kaputt.
Man darf ihn natürlich nicht in diesem Zustand belassen, sondern sollte 
in gleich wieder aufladen, sonst ist der Akku wirklich rel. schnell am 
Ende.

: Bearbeitet durch User
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