Hallo zusammen, ich hätte da mal eine Frage an die Runde. Für meine Bachelorarbeit muss ich unter anderem ein Batterieersatzmodell bauen, sprich mit irgendeiner Schaltung soll es möglich sein die einzelnen Teilspannungen abzugreifen. Da an dieser Umsetzung nur die Anforderung besteht, die entsprechenden Teilspannungen abgreifen zu können, habe ich mir gedacht, dies mit einem simplen Spannungsteiler und Potis, damit man auch die Teilspannungen variieren kann, zu realisieren. Hier die Fakten: Ugesamt, Nenn = 81,6V Ugesamt, max = 102V Uteilspannung je 3,4V im Normalfall und 4,25V im max-Fall Der Strom soll so im 10 mA bereich liegen Jetzt meine Frage, muss ich noch irgendetwas beachten oder hat wer noch Tipps bzw. rät mir von dieser Methode komplett ab? Gruß Josef
:
Verschoben durch Admin
Soweit ich weiß, kann man Spannungsteiler nicht belasten - aber das sollte man als Elekrotechniker doch eigentlich besser wissen?! Spontan würde mir für die einzelnen Spannungen ein Trafo mit vielen Abgreifungen einfallen, Gleichrichten, Glätten fertig.
@ Josef (Gast) >simplen Spannungsteiler und Potis, damit man auch die Teilspannungen >variieren kann, zu realisieren. Kann man machen, wenn die Randbedingungen stimmen. >Ugesamt, Nenn = 81,6V >Ugesamt, max = 102V >Uteilspannung je 3,4V im Normalfall und 4,25V im max-Fall >Der Strom soll so im 10 mA bereich liegen Welcher Strom? Durch den Spannungsteiler? Oder aus den Abgriffen? >Jetzt meine Frage, muss ich noch irgendetwas beachten oder hat wer noch >Tipps bzw. rät mir von dieser Methode komplett ab? Wenn man die Abgriffe nur sehr gering belastet, reicht ein einfacher Spannungsteiler. Gering heißt hier, maximal 1/10 des Stroms, welcher durch den Spannungsteiler fließt. Sollen die Einzelabgriffe deutlich stärker belastet werden, könnte man mittels in Reihe geschalteter DC-DC Wandler oder mehrere Sekundärwicklungen eines Trafos die Einzelbatterien nachbilden. Spannungsreglung dann per Poti und LM317. MFG Falk
Hallo, wweil ich es mir vermutlich sehr einfach machen würde, würde ich eine Tüte 1N4007 o.ä. nehmen, eine Tüte Buchsen und dann eine nette Reihenschaltung mit Dioden bauen und eine Buchse nach jeweils (1, 2, 3, 4, 5) Dioden, je nach Abstufung. Ans Ende dann noch eine einfache Konstantstromquelle für z.B. 30mA bei seinen 10mA geforderter Last. Sollte einen brauchbaren Batterieersatz geben... Gruß aus Berlin Michael
Um den Spannungsteiler zu entlasten, könnte man pro Abgriff einen Transistor in Kollektorschaltung hinterschalten (Spannungsfolger). Die Spannung an den Abgriffen muss dann etwa 0,5-0,7V höher liegen.
Michael U. schrieb: > Ans Ende dann noch eine einfache Konstantstromquelle für z.B. 30mA bei > seinen 10mA geforderter Last. Du meinst parallel zu den Dioden, oder? Könnte klappen und braucht keine 24 einzelnen Spannungsquellen. Die "Innen-Widerstände" müssten aber noch passend "dazwischengestreut" werden. Tests bei zu hoher Last werden aber natürlich in die Hose gehen. Die Konstantstromquelle liefert im Kurzschluss max. 30mA, eine Batterie für 10mA Nennstrom sicher mehr.
Ich glaub Spannungsteiler ist ein Griff ins ***. Wo ist denn da das "Batterieersatzmodell"? Das "Batterieersatzmodell" muss im einfachsten Fall doch wohl eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand sein. Und wenn Abgriffe gewünscht sind, dann werden daraus als einfachstes Modell mehrere Spannungsquellen mit Innenwiderständen. Spannungsteiler über die Ausgangsspannung (der echten Batterie, oder wie ists gedacht?) wäre doch nichts anderes als eine poplige Messbereichsumschaltung eines Multimeters. Das kann ich nicht glauben... Lies doch mal weiter. Bestimmt sollen in der Arbeit noch unsymmetrische Belastung oder so aufgenommen werden.
Falk Brunner schrieb: > Welcher Strom? Durch den Spannungsteiler? Oder aus den Abgriffen? Die 10mA sollten durch den Spannungsteiler gehen, sprich der Gesamtstrom. Stephan schrieb: > Wo ist denn da das "Batterieersatzmodell"? Dies ist hier nicht erforderlich. Es geht hier nur darum, 24 in Reihe geschaltete Zellenspannungen abgreifen zu können. Es sollen keine Tests gemacht werden, wie sich das Imitat bei Temperatureinfluss oder hoher Belastung verhält! Und danke schon mal für das Engagement. Geuß Joey
Hallo, Stephan schrieb: > Michael U. schrieb: >> Ans Ende dann noch eine einfache Konstantstromquelle für z.B. 30mA bei >> seinen 10mA geforderter Last. > > Du meinst parallel zu den Dioden, oder? Könnte klappen und braucht keine > 24 einzelnen Spannungsquellen. In Reihe zu den Dioden... Eine Si-Diode hat eine Flußspannung von ca. 0,7V. 2 wären dann ca. 1,4V, das passt etwa zu NC-Akku o.ä. Über 30 Dioden fallen dann eben ca. 21V ab usw. usw. Für 102V brauchst Du dann eben ca. 145 Dioden in Reihe. Speisespannung dann eben so 110V, Konstantstromquelle mit irgendeinem passenden Transistor, Emitterwiderstand, LED oder Z-Diode als Referenz. Wenn nicht mehr als 10mA Last nötig sind, reichen sicher auch 15mA als Querstrom. Das wären dann bei Kurzschluß der komletten Kette 110V * 0,015A = 1,65W, das packt ein Transistor mit kleinem kühlkörper dann auch dauerhaft. > > Die "Innen-Widerstände" müssten aber noch passend "dazwischengestreut" > werden. Die Flußspannung von Si-Dioden ist relativ unabhängig vom fließenden Strom, den möglichen Maximalstrom bestimmt die konstantstromquelle. Bis zu diesem Strom ist es nahezu stabil, stabiler als eine gebrauchte Batterie. > Tests bei zu hoher Last werden aber natürlich in die Hose gehen. Die > Konstantstromquelle liefert im Kurzschluss max. 30mA, eine Batterie für > 10mA Nennstrom sicher mehr. Da die 1N4007 ja eine 1A Diode ist, hindert Dich niemand, 0,5A durchzujagen. Problem wird dann die Verlustleistung am Transistor der Konstantstromquelle und die Abwärme der Diodensammlung, wenn man es in eine Kiste einbaut. Gruß aus Berlin Michael
Hallo, den Ansatz mit den Dioden finde ich garnicht mal so schlecht. Würde es da nicht ausreichen, wenn ich mittels Labornetzteil eine Strombegrenzung erzeuge und die 100 und ein paar zerquetschte SI-Dioden dann in Reihe daran schalte? Gruß Joesf
Josef schrieb: > sprich mit irgendeiner > Schaltung soll es möglich sein die einzelnen Teilspannungen abzugreifen. Such mal nach Lipo-Balancer, mir scheint, sowas in der Art suchst du... Als Denkanstoss: http://www.richard-dj1pi.de/Liposymetr.jpg Die findest du dann auch da im Beitrag "Balancer für 3S1P LiPo" Jetzt mußt du dir nur noch Gedanken machen, wie du das auf 100V hochgebogen bekommst... ;-)
Josef schrieb: >> Wo ist denn da das "Batterieersatzmodell"? > > Dies ist hier nicht erforderlich. Es geht hier nur darum, 24 in Reihe > geschaltete Zellenspannungen abgreifen zu können. Da frag ich mich halt woher der Begriff "Batterieersatzmodell" stammt, und was das ganze in einer Bachelorarbeit zu suchen. Spannungsquelle mitt irgendeiner Charakteristik und Abgriffe, nochmal mit irgendeiner - anderen - Charakteristik, das kanns doch wohl nicht sein... Höchstens als Übungsstunde an der Waldorfschule im Kurs freies Löten. Die Dioden als halbwegs sinnvolles Modell in Reihe geschalteter Spannungsquellen bin ich auch nicht mehr so überzeugt: Bei zusätzlicher Belastung im unteren Teil fällt zwar die Spannung in diesem Teil und über alles, im übrigen Teil steigt sie aber an. Real würde sie gleich bleiben. Nachdem das ganze aber nur ein Spannungsteiler für 102V werden soll ists aber egal. Verstehen kann ichs aber nicht ;)
Hallo, Stephan schrieb: > Da frag ich mich halt woher der Begriff "Batterieersatzmodell" stammt, > und was das ganze in einer Bachelorarbeit zu suchen. Vielliecht habe ich mich da ein wenig falsch ausgedrückt. Ich glaube der Begriff "Batterie-Imitat" passt hier besser. Das Ganze findet man in meiner Bachelorarbeit, weil ich Teilspannungen abgreifen muss und diese überwachen bzw. auswerten muss. Man könnte natürlich auch eine richtige Stack-Batterie nehmen, jedoch ist diese zu teuer bzw. wenn ich aus welchen Gründen auch immer einen Kurzschluss verursache, auch noch im Eimer. Außerdem steht im Vordergrund die Funktionen des Überwachens und Auswertens und nicht die exakte Erstellung eines Batterieersatzmodells. Gruß Josef
Hallo zusammen, ich möchte euch natürlich auch auf dem Laufenden halten, dies bezüglich. Es hat sich herausgestellt, dass der Spannungsteiler nicht geeignet ist für diese Anwendung. Die einzelnen Abgriffe wurden anscheinend doch zu sehr belastet. Aus diesem Grund verfolge ich nun den Ansatz mit dem Emitterfolger an jedem Abgriff. Habe das mal prinzipiell in einer Word-Datei schnell gezeichnet und euch hier als PDF im Anhang bereit gestellt. Kurze Beschreibung zu der Schaltung: R1=R2= ca. 180 Ohm U_R2 = U_R1 = ca. 4V T2=T1= BD139 Spannungsdifferenz zwischen U_Zelle_2 zu U_Zelle_1 dürfte eigentlich durch den T1 genau wieder 4V sein, oder?! T1 ist sozusagen dann der Offsetbereiniger für die oberen Transistoren? Die Schaltung würde ich dann natürlich erweitern, sodass ich meine geforderte Anzahl an Zellspannungen erreiche und, wie zwar nicht in dieser Zeichnung dargestellt, mit einem Labornetzteil versorgen und den Strom begrenzen. Gruß, Josef
Wenn ich Batterien simulieren wollte, stellt sich natürlich auch 1.die genauere Frage der BELASTUNG bei einer Reihenschaltung und 2.die Frage ob die Batterien evtl. galvanisch getrtennt sein müßten. 3.WENN Geld keine Rolle spielen würde, könnte man über einen großen Sack DC/DC-Wandler nachdenken? z.B. http://www.recom-international.com/de/products-menu/dcdc.html 4.Selbst wenn die obige Spannungsteiler-Variante relativ hochohmig belastet wird, werden am einen Ende der Kette höhere Ströme fließen weil mit jeden Transistor eine weitere Last angeschlossen wird ... Weiterhin wäre noch die verbratene Transistorverlustleistung P=U*I bei 100- x Volt zu bedenken.
Was hier auch noch nicht geklärt wurde ist ob dieses Ersatzmodell auch die Litiumzellen von Entladen bis voll geladen simulieren können soll, sprich die im obersten Posting geforderten 3,4 bis 4,25V. Wennd as zu Simulations und oder Prüfzwecken dienen soll, ist es auch eine Anforderung, daß einzelne 'Zellen' eine niedrigere Spannung haben als der Rest (Simulation Zellendefekt). Am universellsten wäre doch pro 'Zelle' ein kleiner DC/DC Wandler mit nachgeschaltetem Spannungsregler der über einen kleinen µC (ATTiny) gesteuert werden kann. Jeder µC kriegt eine mit Optokoppler entkoppelte Bus-Schnittstelle. Das Ganze 24 mal aufgebaut und über einen zentralen µC gesteuert.
Warum nicht einfach 80 AA-Batterien in Reihe schalten? http://www.reichelt.de/Alkalinebatterien/ANS-AL40-PACK/index.html?ACTION=3&GROUPID=1027&ARTICLE=104406&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;PROVID=2402 Die Batterien dafür kosten keine 20 Euro.
Andreas K. schrieb: > Warum nicht einfach 80 AA-Batterien in Reihe schalten? Dazu müsste Josef erst mal klarstellen wofür er genau das Modell braucht. Josef schrieb: > weil ich Teilspannungen abgreifen muss und diese > überwachen bzw. auswerten muss. Man könnte natürlich auch eine richtige > Stack-Batterie nehmen, jedoch ist diese zu teuer bzw. wenn ich aus > welchen Gründen auch immer einen Kurzschluss verursache, auch noch im > Eimer. Außerdem steht im Vordergrund die Funktionen des Überwachens und > Auswertens Ich würde das so interpretieren, er braucht ein Modell um seine Überwachung zu testen. Wenn er das halbwegs ordentlich testen will, muss er die unterschiedlichsten möglichen Szenarien durchspielen: Ausfall einer, zwei, ... Zellen. Alle Zellen am unteren Spannungslimit Alle Zellen am oberen Spannungslimit Unterschiedliche Zellenspannungen Nur so kann er seine eigentliche Arbeit, die Überwachung auf Herz und Nieren testen. Und systematisch wird das mit 24 Potis seeehr mühsam. Da schreibt man ein Prüfprogramm, das man je nach Testfall erweitern kann und macht das mit einer programmierbaren Quelle, so wie ich es vorgeschlagen habe. Die Frage ist halt wieviel Kohle kann er für die Arbeit ausgeben und wieviel Zeit investiert er in die Testquelle. Wobei die Zeit spätestens nach dem 5. Fehler suchen, ändern und manuell alles wieder testen sich amortisiert.
Udo Schmitt schrieb: > Da schreibt man > ein Prüfprogramm, das man je nach Testfall erweitern kann und macht das > mit einer programmierbaren Quelle, so wie ich es vorgeschlagen habe. Wenn der Aufwand für den Simulator den der Überwachung ums vielfache übersteigt würde ich an der Sinnhaftigkeit eines teil- oder vollautomatisierten Simulators zweifeln.
Batteriezellen können auch (Lade)strom aufnehmen und daraufhin ändert sich die Spannung de jweiligen Zelle, hofft man zumindest. Wie sieht es hier aus, wenn Du Energie von einer (volleren) Zelle in eine "schwächere" umlädst? Mit einer Kette Widerständen wird das wohl nix werden. Ich würde als Prof ziemlich komisch kucken, wenn man mir eine Kette Widerstände als LiPo-Stack verkaufen wöllte...
Moin zusammen, Udo Schmitt schrieb: > Ich würde das so interpretieren, er braucht ein Modell um seine > Überwachung zu testen. Richtig. Udo Schmitt schrieb: > muss er die unterschiedlichsten möglichen Szenarien durchspielen: > Ausfall einer, zwei, ... Zellen. > Alle Zellen am unteren Spannungslimit > Alle Zellen am oberen Spannungslimit > Unterschiedliche Zellenspannungen Prinzipiell hast du mit diesen Anforderungen des Prüfszenarios recht. Jedoch wird dies abhängig davon gemacht, wieviel Zeit am Ende noch übrig ist. Aber was auf jeden Fall geprüft werden muss ist, wenn eine "Zellspannung" die Grenzewerte überschreitet (2,6V und 4,2V) und die anderen "Zellen" sind dabei im normalen Bereich. Andreas K. schrieb: > Wenn der Aufwand für den Simulator den der Überwachung ums vielfache > übersteigt würde ich an der Sinnhaftigkeit eines teil- oder > vollautomatisierten Simulators zweifeln. Ich auch. axelr. (HTC MOBIL) schrieb: > Wie sieht es hier aus, > wenn Du Energie von einer (volleren) Zelle in eine > "schwächere" umlädst? Das Verfahren nennt man "Balancing". Dies ist natürlich auch eine hilfreiche Funktion für ein Batteriemanagementsystem (BMS), wenn man jedoch alles einbinden möchte, was ein BMS können sollte, wird das nicht in einer Bachelorarbeit möglich sein. Somit entfällt diese Funktion natürlich hier in meiner BA. axelr. (HTC MOBIL) schrieb: > Ich würde als Prof ziemlich komisch kucken, wenn man mir eine Kette > Widerstände als LiPo-Stack verkaufen wöllte... Das soll auch garnicht Sinn und Zweck dieser Geschichte hier sein. Wie gesagt, ich möchte kein quasi-äquivalentes Batteriemodell haben, sondern einfach nur eine möglichst einfache Ersatzschaltung, mit der ich mein erarbeitets prüfen kann, sprich das Überwachen und Auswerten. Und nochmals Danke für das Engagement
Josef schrieb: > nur eine möglichst einfache Ersatzschaltung Ein Sack Widerstände und ein paar Einstellregler? Da sind wir wieder bei der Belastungsfrage. Goto oben.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.