Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 16 X um, ist das nicht zu vereinfachen?


von Leon K. (leon-herford)


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Ich habe die Zeichnung in KiCad erstellt und mache mir Gedanken darum, 
wie ich diese Schaltung noch vereinfachen könnte.

Was das alles machen soll:

ich betreibe hier 8 Akkus und möchte mir die Volladung der Selben 
vereinfachen, in dem ich diese parallel schalte. Nach der Volladung, 
Auto-trennung vom 12V Lader,  sollen die Akkus einfach im 12v stehen und 
bei Bedarf,
das heißt Stromausfall, seriell 96V, benutzt werden.

Spannungsanzeige auf einem LCD Pannel ist da wohl genug.

Die Relay Schaltung soll beim Ausfall der öffentlichen Stromversorgung 
in Ruhe-Stellung abfallen und die Akkus
in Serie schalten und so bis zum bitteren Ende stehen bleiben.

Beim zurückkehren der Versorgung würde das Gerät die Akkus zunächst 
laden, bis ich per Hand etwas anderes auslöse.

Nämlich die Volladung der Akkus bis zum nächsten mal, oder den 12v Lader 
zur wiederholten Volladung wieder einschalte.
Wohl so alle 4 bis 6 Wochen oder je nach Lage der angezeigten Spannung 
in parallel-Schaltung.

Bauteile währen :

Schrack RY 210024 1x um 10mA  16 Stück = 160 mA
oder   RP 421024 2x um 22mA   8 Stück = 176 mA

2 Stück Trafo Block 10V 20VA

Der Lader ist ein billiger von Aldi, der tatsächlich bei Volladung 14,8V 
abschaltet.


Meine Fragen an Euch:

ist diese Schaltung überhaupt in der Lage ihren Zweck zu erfüllen?
ich denke da an Kurzschluss beim umschalten und fest-brennen der 
Kontakte.

Alle werden parallel gesteuert, wäre es sinnvoll die in Serie mit höhere 
Spannung zu betreiben?

Das Netz gibt ja 325 Volt her. Bei 8x24V wären das 192V, Netzspannung 
--Gleichrichter --Vorwiederstand ----
133 Volt müssen da bei am Widerstand 13K abfallen bei 2 watt. Klingt 
verlockend einfach.

in diesem Zuge, kein Relay schaltet wie das andere. Was wäre wenn ???

und an alles was ich noch nicht in Erfahrung bringen konnte.


Ich bitte höflich darum, das Ihr eure Vorschläge nachvollziehbar 
begründet.



Ich würde mich sehr über einige Worte von Masufant und MaWin freuen.


Ahoi von hier aus.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
sehr merkwürdige Schaltzeichen sind das.
Die Relaiskontakte habe ich erstmal nur als Dioden identifiziert.

> Leon K. schrieb:
> ich betreibe hier 8 Akkus und möchte mir die Volladung der Selben
> vereinfachen, in dem ich diese parallel schalte.
das an sich halte ich schon für eine problematische Sache.

Teilentladene Akkus haben keinen definierten Ladezustand und damit 
unterschieliche Spannungen schon auf Grund von Exemplarschwankungen.
Wenn man diese einfach parallel schaltet, können auf Grund des niedrigen 
Innenwiderstandes hohe Ausgleichsströme fließen.
Um das zu verhindern, müßten die Zellen bei Parallelschaltung zumindest 
etwas entkoppelt werden. Sonst brennen dir schon mal schnell die 
Kontakte weg. Im ungünstigen Fall brennt die Hüte ab.

> das heißt Stromausfall, seriell 96V, benutzt werden.
Insgesamt 12 Relaiskontakte hast du dann, wenn nur einer ne Macke hat, 
geht nix mehr.

Ich würde den ganzen Fixfax mit Umschaltung sein lassen und dafür lieber 
etwas Aufwand in die Ladeschaltung stecken.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Leon K. schrieb:
> Das Netz gibt ja 325 Volt her. Bei 8x24V wären das 192V, Netzspannung
> --Gleichrichter --Vorwiederstand ----
> 133 Volt müssen da bei am Widerstand 13K abfallen bei 2 watt. Klingt
> verlockend einfach.

Klingt vor allem sicherheitstechnisch sehr bedenklich.
Der Relaisklapperatismus ebenfalls.

Was sind das denn für Akkus?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Leon K. schrieb:
> ich betreibe hier 8 Akkus und möchte mir die Volladung der Selben
> vereinfachen, in dem ich diese parallel schalte.

Das Gegenteil ist der Fall - es wird unnötig kompliziert. Wenn das 
Bleiakkus sind, lass sie in Serie und sorge mit einem netzgetrennten 
Ladegerät für die Laderei. Im schlimmsten Fall unterteilst du die ganze 
Reihe in 2 Ketten und brauchst dann nur noch bequeme 57V zum Laden.
Oder nimm einen 230/115V Trafo und eine kleine Laderegelung für die 
benötigten 8*14,2V = 113,6V

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Leon K. schrieb:
> ich betreibe hier 8 Akkus

1Ah, 1000Ah oder was?

Leon K. schrieb:
> Schrack RY 210024

Max 30VDC ist für 96V zu wenig.
Und max 8A kann selbst ein 2Ah Akku spielend überschreiten.

Du bräuchtest Spezialrelais, die 100-fach teurer sind als jede 
Ladeschaltung.

von Georg (Gast)


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Leon K. schrieb:
> ich betreibe hier 8 Akkus und möchte mir die Volladung der Selben
> vereinfachen, in dem ich diese parallel schalte

Vergiss es, die Akkus sind zu unterschiedlich, sowohl beim Entladen als 
auch beim Laden. Du hast nur die Wahl, die Zellen einzeln per 
Ladeschaltung (eine für jede Zelle) zu laden oder in Serie.

Ich würde garnix umschalten und 8 potentialfreie Ladeschaltungen 
verwenden.

Georg

von Old P. (Gast)


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Hallo,
wenn das eine Art Notstromversorgung werden soll, so wird diese ihrem 
Namen alle Ehre machen. Du wirst damit Deine liebe Not haben!
Bei 8 Akkus in Reihe mag das noch ganz zu Anfang gehen, doch selbst wenn 
die Akkus aus der selben Charge kommen, haben diese nach ein paar 
Ladecyklen unterschiedliche Kapazitäten. Parallel geladen fließen 
zunächst Ausgleichsströme und irgendwann ist einer überladen, ein 
anderer ist nichtmal halbvoll.
Und dann die Relaisgeschichte.... In der Technik gibt es eine 
Grundregel: Je mehr Teile, desto mehr Nachteile! Hier hast Du viele 
Kontakte in Reihe, noch dazu falsche Relais. Irgendeiner wird immer gaga 
sein, sowas funktioniert auch nur neu eine Weile.

Wie schon vorgeschlagen wurde, häkel alle Akkus fest in Reihe und 
schließe an jeden einzeln ein potentialfreies Ladegerät an.
Allerdings würde ich auch das nicht machen, ich würde per StepUp aus 
einem potenten Akku die 96 V erzeugen lassen. So ähnlich macht es jede 
x-beliebige USV...

Old-Papa

von Falk B. (falk)


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@ Old Papa (old-papa)

>Wie schon vorgeschlagen wurde, häkel alle Akkus fest in Reihe und
>schließe an jeden einzeln ein potentialfreies Ladegerät an.

Nö. Wenn die Akkus so oder so in Reihe benutzt werden, kann man sie auch 
so belassen, auch zum Laden. Voraussetzung ist, dass sie vor dem 
Zusammenbau alle vollständig geladen sind. Dann kann man sie auch in 
Reihe mit EINER Einspeisung laden. Das macht jeder Bleiakku mit mehreren 
Zellen auch so, ohne aktive Balancer. Diese sind nur bei neuen Akkutypen 
ala LiIon, LiPo etc. nötig. Wir reden hier mal wieder über ein 
Nicht-Problem.

von Peter D. (peda)


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Falk B. schrieb:
> Das macht jeder Bleiakku mit mehreren
> Zellen auch so, ohne aktive Balancer.

Wo gibts denn die Hellseherbrillen zu kaufen?
Zu den Akkus hat er bisher noch garnichts gesagt (außer 12V).

von Old P. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> @ Old Papa (old-papa)
>
>>Wie schon vorgeschlagen wurde, häkel alle Akkus fest in Reihe und
>>schließe an jeden einzeln ein potentialfreies Ladegerät an.
>
> Nö. Wenn die Akkus so oder so in Reihe benutzt werden, kann man sie auch
> so belassen, auch zum Laden. Voraussetzung ist, dass sie vor dem
> Zusammenbau alle vollständig geladen sind.

Wenn es Bleiakkus sind.... Aber auch das stell ich mir bei 48 Zellen in 
Reihe schon schwierig vor. Das müssten dann zumindest ausgemessene 
Exemplare sein, also doppelte Menge einkaufen ;-)

> Dann kann man sie auch in
> Reihe mit EINER Einspeisung laden. Das macht jeder Bleiakku mit mehreren
> Zellen auch so, ohne aktive Balancer. Diese sind nur bei neuen Akkutypen
> ala LiIon, LiPo etc. nötig.

Ein Balancer würde auch einem Bleiakku nicht schaden ;-) Früher 
technisch nur teuer möglich, lieber nimmt man einen Akkutot in Kauf.

> Wir reden hier mal wieder über ein Nicht-Problem.

Wir reden zunächst über Deine Glaskugel ;-)

Old-Papa

von Falk B. (falk)


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@Old Papa (old-papa)

>Wenn es Bleiakkus sind.... Aber auch das stell ich mir bei 48 Zellen in
>Reihe schon schwierig vor. Das müssten dann zumindest ausgemessene
>Exemplare sein, also doppelte Menge einkaufen ;-)

Was willst du denn da ausmessen? Denkst du, die Einzelzellen von Akkus 
werden vor dem Zusammenbau ausgemessen? Nein. Bleiakkus verkraften ein 
gewisses Maß an Überladung und wirken damit als natürlicher Balancer.

>Ein Balancer würde auch einem Bleiakku nicht schaden ;-) Früher
>technisch nur teuer möglich, lieber nimmt man einen Akkutot in Kauf.

Kann man machen.

>> Wir reden hier mal wieder über ein Nicht-Problem.

>Wir reden zunächst über Deine Glaskugel ;-)

Ok, erwischt, ich dachte wohl implizit an Bleiakkus.

von Falk B. (falk)


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Beitrag "Re: Bypass-Schaltung für Batterien"

Das war mal ein EINFACHER Balancer, allerdings mit recht hohem Ruhestrom 
(ca. 1mA). Moderne Balancer kommen auf wenige uA runter.

von Leon K. (leon-herford)


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erst mal Danke für die vielen Beiträge.

das ein Bauteil, welches eingespart wurde nicht ausfallen kann, das ist 
mir auch klar.

Jedoch bleibt mein Problem bestehen. Der Bleiakku, oder der Akku hier im 
allgemeinen welche alle Ihre Eigenheiten und besondere Pflege benötigen.

Es geht hier bei mir um Bleiakkus, AGMs. 8 Stück welche gepflegt werden 
wollen.

Meine Studien haben ergeben, dass die Serielle Schaltung zur Pflege, das 
bedeutet die Ausgleichsladung der einzelnen Zellen nicht ganz so simpel 
erledigen lässt.
Gegen lade Ende ,Seriell, stellen sich erhebliche Spannungsunterschiede 
an den einzelnen Akkus ein. Der schwächste dümpelt bei 13.1 Volt und der 
Höchste bei 16 Volt.
Alle Akkus sind aus der gleichen Serie!

Beide Extreme sind in meinen Augen nicht tragbar und einfach MIST.

Die Idee von Falk Brunner habe ich schon vor einigen Monaten 
aufgegriffen und so jeden Akku mit einem Shunt-regler versehen und 
erziele damit erfolge.
Zumindest lässt sich so die Schwebespannung  der Akkus auf 20 mV genau 
einhalten. Also um 13,750 Volt bei 25°C.
Zerkocht wird nun keiner mehr. Es verhungert, sulfatiert auch keiner 
mehr.

So weit so gut, Aber

ich habe herausgefunden, das ich aus der Position der Voll geladenen 
Akkus locker 90 Minuten mehr Überbrückungszeit herausholen kann, bei 
10.5 Volt Test-Ende/Akku.
Es schadet keinem BleiAkku, wenn dieser Voll geladen gelagert wird.
Diese Volladlung ist leicht zu überwachen und aufzufrischen.
Alle Akkus haben die selbe Startspannung!

Die Schwebespannung lässt diesen schneller Altern. Die Wärme ist auch 
ein Thema.

Eine Ausgleichsladung mit aufgesetztem Shunt-regler durchzuführen ist 
nicht möglich.
Der Regler besorgt seine Aufgabe recht gut.
Aber wie schon weiter Oben bemerkt wurde, sind die Akkus nicht alle 
gleich und bei insgesamt 48 Zellen möchten mindestens 4 Zellen einen 
Ausgleich erfahren!! Soll ich dafür 44 Zellen aufkochen???
Die angegebene Högstspannung pro Akku von 15 Volt ist in Serie dabei 
nicht mehr einzuhalten und würde erheblich überschritten. IMMER. So 
meine Erfahrung.

Parabel ist die Lage nicht so dramatisch. 14,8 Volt ist dann für alle 
Akkus gültig  und kann nicht überschritten werden, es sei denn ich 
wünsche das so und werde den Vorgang dann selbst auslösen, wenn
dieser notwendig ist.

Zu meinen Relays:
Das Schaltvermögen ist nicht sehr hoch angegeben, doch im Datenblatt ist 
das Führungsvermögen als vielfaches zu verstehen.
Der Ausgleich-Strom bei meinen vorgeladenen Akkus ist nicht nennenswert. 
Um diesen zu begrenzen kann ich ja eine PTC-Sicherung für jeden Akku 
einbauen.
Und im Seriellen betrieb halten sich die Ströme auch in den Grenzen, 1,2 
A bis 15 A in der Spitze gern auch mal an die 28 A für einige 
Millisekunden.
Das ist nichts was die Relays von Schrack aus der Ruhe bringen könnte. 
Ich sehe da kein Problem, die Leistung die hier wirklich geschaltet 
werden muss, ist der Strom vom Lader, hier max 3 A  und das serielle 
einschalten von max 1,2 Ampere. Die Serienschaltung muss schon geschehen 
sein, sonst
kann der Wechselrichter nicht mit der Arbeit beginnen.

Hier noch mal die Vorteile die ich sehe:

Gleiche Bedingungen für alle Akkus

Geringe Alterung, Verluste

Leicht zu überwachen

Kein ausbauen mehr zur Ausgleichsladung, etwa alle 4 Wochen.

Nachteile:

Relay versagt, keine Funktion der Serienschaltung
  (einige Dioden könnten hier Abhilfe schaffen, würden aber die Ladung 
durch das Gerät verhindern.)

Mehr fällt mir hier nicht ein. Will ich wohl in kauf nehmen.


Ich bin neugierig auf noch weitere vorschlage von Euch.

Ahoi von hier aus

von Falk B. (falk)


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Viel Text. Mal zusammengefasst.

Du hast schon Balancer mit 13,8V drin und das geht gut.
Wünschenswert wären aber 14,8V Ladeschlußspannung, um eine höhere Ladung 
zu ermöglichen.

Was hindert dich daran, die Balancer Auf 14,8V einzustellen? GGf. kann 
man die auch per Relais/Optokoppler umschaltbar machen zwischen 14,8V 
und 13,8V.

Die Relaisvariante zur Parallelschaltung halte ich nach wie vor für 
bedenklich und nicht sinnvoll.

Den Balancer kann man auf 0,1mA drücken, siehe hier.

Beitrag "Re: 2.7V Supercaps ohne Balancer in Serie schalten"

Die Widerstände muss man neu berechnen.

von Leon K. (leon-herford)


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Falk B. schrieb:
> Die Relaisvariante zur Parallelschaltung halte ich nach wie vor für
> bedenklich und nicht sinnvoll.

Hallo Falk,
Relays sind simpel und Robust.

Was ich erreichen möchte hast Du ja verstanden.

Sicher kann ich die Relays durch Transistoren ersetzen, aber der Aufwand 
wäre ungleich sehr viel größer.

Ich kann aus dem Normal-Ladezustand etwa 5,5h überbrücken. Die 90 Min 
mehr gehen zugunsten der noch lange nicht erreichten Mindestspannung der 
Akkus oder eben in eine Längere Überbrückung zeit.
Ersteres schont die Akkus.

wie hier auch genannt, jeden Akku individuell zu laden scheind mir sehr 
aufwändig und keine Lösung.

Ahoi von hier aus

von Der Andere (Gast)


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Leon K. schrieb:
> Relays sind simpel und Robust.

Nicht diese popel Relais bei Blaiakkus mit hohem 2 bis 3 stelligen 
kurzschlussstrom, und NICHT ein Relais das DC bis 30V spezifiziert ist. 
Das hatte Peter oben ja schon gesagt.

Aber du scheinst beratungsresistent zu sein und so lange zu warten, bis 
hier einer genau das schreibt was du hören möchtest. Und das erklärst du 
dann zu deiner Wahrheit.
Also viel Spass beim Basteln.

von Georg (Gast)


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Leon K. schrieb:
> jeden Akku individuell zu laden scheind mir sehr
> aufwändig und keine Lösung.

Aufwendig ja, ohne Aufwand ist das Problem auch nicht zu lösen, aber 
wieso "keine Lösung"? Du lehnst alles ab was dir nicht in den 
vorgefassten Kram passt, und dein Kram ist leider äusserst beschränkt. 
Sinnlose Diskussion.

Georg

von Falk B. (falk)


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@Georg (Gast)

>Leon K. schrieb:
>> jeden Akku individuell zu laden scheind mir sehr
>> aufwändig und keine Lösung.

Jaja, ein paar billige Trafos und 8x billiger Laderegler aus L200 ist ja 
soooo aufwändig ;-)

>wieso "keine Lösung"? Du lehnst alles ab was dir nicht in den
>vorgefassten Kram passt, und dein Kram ist leider äusserst beschränkt.
>Sinnlose Diskussion.

In der Tat. Wasch mich aber mach mich nicht naß.

von Leon K. (leon-herford)


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meine Frage War nach der VEREINFACHUNG!!!!

Wenn ich meine Akkus in Serie entladen und Paralel aufladen möchte, so 
komme ich doch wohl um ein wenig Aufwand nicht herum.

Der Geringste Aufwand ist ich lass es wie es ist.  Fahre Fort wie 
bisher.


Und schließe Dieses Thema hier ab.

von Falk B. (falk)


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"Ich bin dafür, die Dinge so weit wie möglich zu vereinfachen, aber 
nicht weiter."

Albert Einstein

von Stefan F. (Gast)


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Jeder Relaiskontakt hat einen gewissen Übetgangswiderstand, den ich 
gerade bei dieser hohen Anzahl nicht vernachlässigen würde.

Absicherung über PTC ist keine gute Idee, denn die haben auch in kaltem 
Zustand einen wesentlichen Widerstand.

Hast du das berücksichtigt?

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