Zusatzluftfeder
PaulCamper

Trennung Starter- Aufbaubatterie bei LiFeYPO4-System


MountainBiker am 27 Dez 2018 15:11:24

Hallo,

angeregt durch das Thema Ladekurve LiFeYPO4/Ladebooster habe ich mal ein Gedankenspiel konstruiert:

(1) Starterbatterie wird durch LiFeYPO4-System ohne OVP/UVP-Abschaltung ersetzt (die 130Ah-Zellen, die von der Größe ins Bodenfach passen sollten im Ducato x290);
(2) die Trennung Starter-/Aufbaubatterie auf Basis LiFeYPO4 Winston Zellen wird aufgegeben, d.h. das Trennrelais im EBL wird durch eine "Ideale Diode" mit entsprechender Leistungsfähigkeit gebrückt;
(3) durch die hervorragende Spannungslage der Winston LiFeYPO4 Zellen, sind selbst bei einer Restladung von ca. 30Ah der 130Ah Starterbatterie noch Kaltstarts des Motors jederzeit möglich;

Bild

Wie zu sehen ist kombinieren sich nun der Starter- und Aufbauakku durch die Verbindung mit der Ideal-Diode zu einer Gesamtkapazität mit 230Ah, wobei diese nicht komplett nutzbar sind, da der Starterakku noch ausreichend Ladung zur Verfügung stellen muß. Hier ist der Eingriff ins EBL skizziert:
Bild
--> Link

Die größten Probleme bisheriger LiFeYPO4-Systeme liegen ja immer im unterschiedlichen Spannungsniveau zwischen Starter- und Aufbauakku, daraus ergeben sich ja die mitunter hohen Ladeströme der Aufbauakkus und der Empfehlung dies durch Ladebooster zu "regeln". Nun haben diese Ladebooster aber auch Nachteile, so sind neben den Kosten und der Verdrahtung auch zu beachten, dass sich dieser konstante Ladestrom auch immer aufteilt auf die Aufbaubatterie und den Verbrauchern (an erster Stelle der AES-Kühlschrank, der bei einem 25A-Booster gleich mal knapp 20A für sich abzweigt).

Hier wird ja da Ladungsniveau auf beiden Batterien annähernd gleich gehalten (Unterschied durch Spannungsabfall "Trenndiode", Shunt-Widerstände und Verkabelung. Eine Überlastung des EBLs und der Ladeleitungen ist nicht mehr möglich, da nach dem Starten der Starterakku begrenzend wirkt. Eine Überlastung der Lichtmaschine sind durch die Laderegelung normalerweise ausgeschlossen. Auf diese weise hat man ohne Mehrgewicht seine nutzbare Kapazität mal von 90Ah auf ca. 180Ah verdoppelt ohne Mehrgewicht, da der LiFeYPO4-Starterakku gerade mal 22kg hat (Starterbatterie 95Ah Blei hat ca. 26kg). Ein weiterer Vorteil ist bei Stillegung des Fahrzeugs, dass die Selbstentladung der LiFeYPO4-Systeme wesentlich geringer ist als bei Blei.

Nun könnte man, wenn man ganz sicher gehen will noch einen Batteriecomputer in Leitung zur Aufbaubatterie "einschleifen" und über SSR ab einen gewissen Ladungsgrenzwert abschalten!

Was haltet Ihr davon?

NichtPeter am 27 Dez 2018 19:57:21

Eine Innovative Idee. Würde mich interessieren, wenn Du es realisierst, wie Du in einem Jahr darüber denkst.

Mir fallen erst einmal vier Dinge dazu ein.

1.) Reichen 30Ah Restladung in der Li... Starterbatterie wirklich und wie stellst Du sicher dass diese nicht unterschritten werden.

2.) Die Starterbatterie ist im Zweig zum Anlasser ohne Sicherung (das ist normal). Bei der Bleibatterie ist das auch nicht ohne, aber durch die schlechteren Eigenschaften der Bleibatterie begrenzter. Was passiert bei einem Schluss in diesem Bereich. Vermutlich ein Brand der Li... Starterbatterie.

3.) Ist die Ideale Diode standfest genug um etwaige "Inrush" Ströme, die durch diese in die Wohnraumbatterie oder angeschlossen Verbraucher fließen, dauerhaft auszuhalten. Die Begrenzung wäre ja die Quelle (Lichtmaschine), der Shunt (zur Wohnraumbatterie), die Verkabelung.

4.) Wie kommt die Lichtmaschine und Elektronik mit der Li.. Starterbatterie zurecht. Die Ladekennlinie ist insofern deutlich anders als dass die Spannung bei Bleibatterien stärker schwankt. Sowohl beim Wechsel Laden/Standby/Entladen, aber auch abhängig vom Ladezustand. Bei LiFeYPO4 ist die Kennlinie ziemlich parallel zur Achse. Erst bei etwa 90% Ladezustand geht die Kennlinie dann stark nach oben.

Könnte funktionieren aber muss nicht.

Wie gesagt: Versuchsergebnis würde mich interessieren.

MountainBiker am 27 Dez 2018 20:51:40

Hallo NichtPeter,

Zu (1) Laut Datenblatt stellt dies kein Problem dar, aber man kann sich da ja rantasten:
Bild

Zu (2) Naja bei Kurzschluß ist die 95Ah Blei auch kein Spass - aber es wäre auch noch möglich das Masseband (Schnellverschluß) zu kappen. Fehlerzustände der Starterbatterie würden über die EV-Power-Balancer/Thermoschalter signalisiert (analog Aufbauakku aber keine automatische Trennung bei OVP/UVP).

Zu (3) Solche Bauteile gibt es mit hoher Belastbarkeit (200A), wobei die Spitzen Ladungsseitig/Enladungsseitig vom jeweilen Akku übernommen werden (0,45mOhm Innenwiderstand ist ja extrem gering), Starter wird über Diode geblockt, Wechselrichter belastet nur zu einem Anteil die Starterbatterie (Auslegung "Ideale Diode").

Zu (4) hätte ich hier im Forum Antworten gesucht, es gibt ja schon ein paar Kollegen mit LiFePO4-Akku als Starterbatterie.

NichtPeter am 27 Dez 2018 22:34:42

Hallo Mountainbiker,

zu 1): Die Kennlinie scheint mir eine Ladekennlinie zu sein. Sagt insofern glaube ich nichts über die technisch möglichen und zulässigen Entnahmeströme beim Starten aus.

zu 2): Ich kenne mich in der Tat mit diesen Grenzbereichen auch nicht aus. Ggf. könnte man doch mit einer Sicherung dort arbeiten. Wir arbeiten bei unserer stationären Batterie (70V / 400Ah) mit NH Sicherungen. Wir haben dort regulär Ströme über 100 A sowohl beim Laden als auch der Entnahme. Zu Sicherungen ist zu sagen, dass es einen Bereich gibt an denen eine Sicherung nicht mehr trennt. Nämlich dann wenn sich aufgrund des hohen Stromes ein Lichtbogen bildet der die Lücke in der Sicherung brückt. NH Sicherungen sind darum mit Sand gefüllt. Der schmilzt in diesem Fall und bildet ein "Glas". DC ist deutlich schwieriger zu trennen, weil es bei AC einen Nulldurchgang gibt bei dem der Lichtbogen verlischt. Den gibt es bei DC nicht. Ehrlich gesagt ich habe aber keine Vorstellung ab welchen Strömen man mit einem Lichtbogen rechnen muss. Klar ist aber die Sicherung trennt nicht sofort bei Überschreiten des Nennstromes. Es gibt in der Regel eine schnelle Auslösung bei deutlicher Überschreitung und eine langsame Auslösung bei anhaltender schwacher Überschreitung. Aber ich schweife ab. Trotzdem bedeutet das dass eine Sicherung den Anlasserstrom durchaus bewältigen könnte (denke ich).

zu 3): Die Belastungsspitze habe die hierzu eingesetzten MOSFETs bei dieser Anwendungsart als "Schalter" immer im Schaltmoment. Im geschalteten Zustand ist die Verlustleistung (P = U * I) nahezu Null weil die Spannung (U) über den MOSFET nahezu Null ist. Im umgeschalteten Zustand ist die Verlustleistung nahezu Null weil der Strom (I) nahezu Null ist. Anders sieht das aus in dem Moment wo er schaltet. In diesem Fall also wenn der Strom die Richtung wechselt. Dann fällt kurzfristig Verlustleistung an. Diese ist umso größer umso langsamer der Schaltvorgang ist. Insofern ist natürlich ein Einschaltmoment mit einer hohen Stromspitze durchaus eine Belastung. Wie auch immer wenn es fertige Bauteil hierfür gibt werden die hoffentlich halten was sie versprechen.

Ganz Allgemein will ich hier keine Widerrede geben, sondern sehe das einfach nur als Brainstorming.

Besten Gruß
NichtPeter

NichtPeter am 27 Dez 2018 22:51:10

Noch als Ergänzung zu 3)

Folgende Annahme:
- Es fließt Strom durch die Ideale Diode (also von Starterbatterie zu Wohnraumbatterie). Ggf. etwas mehr, vielleicht weil der Kühlschrank die Wohnraumbatterie belastet.
- Jetzt wird die Zündung gestartet: Folge die Diode muss sperren die Spannung auf der Starterbatterie Seite sackt ab. Es entsteht schlagartig ein Spannungsgefälle (U) über der Diode. Der Strom fällt aber durch interne Kapazitäten nicht schlagartig ab sondern benötigt etwas Zeit (us, ms, ??). Nehmen wir an der Strom war bei 20A. Die Spannung an der Starterbatterie Seite sinkt um 4V. Das wären dann für eine Bruchteil einer Sekunde 80W Verlustleistung an der Idealen-Diode.

Stocki333 am 27 Dez 2018 23:00:31

Hallo MountainBiker
Warum willst das System verändern. Ich habe schon verstanden, das es ein Gedankenspiel ist. Ich habe aber den Sinn dahinter nicht ganz Kapiert.
Um bei deinem Bsp. zu bleiben 130AH Winston Startaccu. Aufbaubatterie wird über einen Booster 50 A geladen. wenn der Kühli 20 A zieht und über die Starterb.geschaltete wird, sind das nach ein paar Minuten Motorlauf 70A bei leerer Serviceb.100 Ah Winston. Das müssten heutige LM ohne Probleme schaffen.
Das nächste wäre bei leer werdender S-Batterie könnte ich mit dem Bosster 100 Ah gesteuert zB.über Zeitrelais herüberholen.
Die verbliebenen 30AH reichen sichelich für das Starten der Maschine auch bei Minustemperaturen.
Dazu kann ich dir ein paar Zahlen geben. 300 Ah Winston entladen um 265 Ah . Temp. -13 Grad.
Starterstrom 410A Dauer 12sec. Der Starter dreht wie die Sau bei der Temparatur.
Bei deiner " idealen Diode " was rechnest du, hast du Spannungsabfall. ich denke das wird eine interessante Rechnung was praxisbezogen Strom von St-Batterie zu Servicebatterie fliest.
LG Franz

MountainBiker am 27 Dez 2018 23:07:29

Sorry,

war natürlich falsches Diagramm (3CA sind hier 390A):

Bild

wegen der Lichtbogenproblematik bei DC (Schaltfunken) ist das mit den Sicherungen für den Anlasser eher schwierig (Brandgefahr), diese Aufgabe hat ja der Magnetschalter!

Die Schaltgeschwindigkeit bei Mosfets hängt im starken Maße von der Ansteuerung ab, das haben die Hersteller im Griff! Ich finde den Dialog sehr interessant, vielleicht kann uns ja zum Punkt 4 jemand noch helfen (Lima)!

an Stocki333: ich will bewußt auf einen Ladebooster verzichten, weil die Akkus ja synchronisiert laufen, eine ideale Diode hat einen Spannungsabfall bei Nennstrom von ca. 0,2V (50-100A)!

uwet am 28 Dez 2018 00:16:54

MountainBiker hat geschrieben:Sorry,
an Stocki333: ich will bewußt auf einen Ladebooster verzichten, weil die Akkus ja synchronisiert laufen, eine ideale Diode hat einen Spannungsabfall bei Nennstrom von ca. 0,2V (50-100A)!


Nur zu Korrektur, eine Idealdiode hat leitend immer einen Spannungsabfall von ca. 35-40mV egal welcher Strom fließt. Der zugehörige Controller regelt diesen Spannungsabfall analog mit einer Ladungspumpe über das Gate des FET. Für 50A liegen die Preise so bei 10 EUR. Man kann sie problemlos parallel schalten. Da zu dem Spannungsabfall über dem FET noch die Leiterzüge und Schraubklemmen komme entsteht ungefähr eine Verlustleistung von 3W. Ein kleiner Kühlkörper kann also nicht schaden. Hab ich seit Jahren im Einsatz. Mein Starterakku hat übrigens nur 40Ah.

Gruß Uwe

MountainBiker am 28 Dez 2018 08:12:46

Hallo,

Nur zu Korrektur, eine Idealdiode hat leitend immer einen Spannungsabfall von ca. 35-40mV egal welcher Strom fließt.


Mosfet haben im "durchgeschalteten Zustand" einen definierten Drainwiderstand, d.h. in Abhängigkeit vom Strom steigt auch die abfallende Spannung am Mosfet, ich bin von ca. 1-2mOhm ausgegangen. Nun in einem Datenblatt habe ich gerade nachgelesen, dass die Angaben höchst widersprüchlich in dieser Hinsicht sind:

50A Ideal Diode
Ultra-strong current low ESR MOS tube 300A 1.5 milliohms
Working Voltage: 9-70V
Working Current: 50A Max
Board Size: 38mm x 54mm
Thickness of copper foil: 1.5oz
12V power supply, the voltage drop of 28.61A is only 40MV

anderes Beispiel (Diagramm) --> Link
Bild

Eine 100A Diode wird auf jeden Fall die Anforderungen erfüllen, bin aber noch auf der Suche nach Anbietern aus Deutschland mit verläßlichen Angaben. Interessant ist, dass Du eine Idealdiode ja schon im Einsatz hast. Hältst Du damit in der obigen Struktur die beiden Akkus synchron? Was für eine Erfahrung hast Du mit dem Ladestrom der Lima gemacht? Betreibst Du auch große Verbraucher (Wechselrichter)?

MountainBiker am 28 Dez 2018 08:36:59

Nachtrag:

ich habe bei meinem Ansatz bewusst den Starterakku größer dimensioniert, damit noch genug Restladung vorhanden ist zum Starten vorhanden ist:

Die Entladekennlinie bei kleinen Strömen (<0,5 C) der LiFeYPO4-Zellen ist ja extrem stabil:
U(90% Ladung) = 3,3V
U(10% Ladung) = 3,15V
das sind gerade mal 150mV und hier kommt die Ideale Diode ins Spiel, bei kleineren Strömen (<10A) erwarte ich hier einen Spannungsabfall von ca. 50mV, das entspricht einen Ladungsunterschied der Akkus von ca. 30 Prozent. D.h. ist der Aufbauakku mit 3,15V nahezu entladen sind in der Starterbatterie noch so ca. 30-40% vorhanden. Ein System das mit einfachsten Mitteln sich selbst steuert. Du hast auf jeden Fall Recht, dass man hier bei der Verdrahtung auf geringe Übergangswiderstände achten muß.

lisunenergy am 28 Dez 2018 13:23:48

Die Frage wäre noch wie sich die unterschiedlichen Temperaturen der Akkus auf die Spannungsdifferenz auswirken . Starterakku Minus 15 und Wohnraumakku bei 20 Grad Plus. ? Wie verhält es sich bei Euro6 ? Wie verhält sich der Ladestrom bei einer W- Kennlinienlima ?

MountainBiker am 28 Dez 2018 13:52:50

Hallo Lars,

interesante Frage, hier die Antwort:
Bild
mit sinkender Temperatur sinkt auch die Spannung, ein Ladungsausgleich in Richtung Starterakku ist durch die ideale Diode ausgeschlossen, deshalb ist es dann so dass die Aufbaubatterie im Standalonebetrieb läuft. Wenn die Starterbatterie wieder "Temperatur" hat dann wirkt diese wieder unterstützend. Da dies ein langsamer Prozess ist würde ich auch hier nicht mit Stromspitzen rechnen!

Zu der Euro6 Problematik haben wir ja noch Punkt4 offen, laut Stocki333 ist Euro5 abwärts kein Problem!

Stocki333 am 28 Dez 2018 21:56:23

Hallo MountainBiker
Sorry wegen meines ersten Postes. mir wurde nur bis 4. angezeigt, der Rest war nicht da. Habe es leider erst jetzt bemerkt.
Denke das du mit dem Projekt damit sogar Erfolg haben kannst.
Absicherung: Bei mir 300A Würfelsicherung und dann das Sicherheitstrennrelais von Lars. Über diese 2 Komponenten laufen alle ein- und ausgehenden Ströme. Die Belastung bei Start der Maschine liegt je nach Temperatur bei 350-450 Ampere. Bis Jetzt kein Ausfall der 2 Komponenten.

Absicherung Entladen. BMV 7xx Über SOG bei Restkapa. 35 Ah mit einem Relais die Sicherheitsschleife unterbrechen.
Balancer. Wie willst du das lösen. Bei S- Batterie ist das keine Schwierigkeit. Bei STarterb. hast du nur Ballancer ohne Sicherheitabschaltung. aber andere Spg und Diode die sperrt. . DIe LM kommt nicht so hoch das normale Balancer, die ab 14,6 V, Arbeiten. oder du nimmst welche die früher einsetzen. und Verheizen permanent bei Motorlauf.

Zur LM ein Paar Gedanken über die es sich lohnt nachzudenken. Meine LM 95 Ampere (Bosch) Liefert die auch, aber nur ein paar Minuten dann schlägt die interne Temperaturüberwachung zu.Der Ladestrom geht auf 52-56 A zurück. An der LM bei den Lamellenpaketen gemessen 110 Grad.
Die Einbaulage im Motorraum könnte nicht besser sein. Ich glaube die alten Lm so bis 100A können das noch ganz gut abarbeiten. Wenn man jedoch LMs von 150A und grösser betrachtet. sind die für die Leistung nicht viel grösser. Sie sollen aber einiges mehr an Verlustwärme abführen. Im PKW werden diese Leistungen nur kurzzeitig benötigt . ( elktr. Zusatzheizer etc.) Im Womo aber Über Std.
Die Leistung der LM sollte so gebremst werden, das man mindesten 15 % unter der max Dauerleistung ist. Nicht umsonst ist das Netz voll über defekte LM hoher Leistung. Denn eines hast du sicher schon bemerkt Die LI-Accus sind "Stromgeil" .

Ach ja zu Guter Letzt. Meine Anlage läuft jetzt 53 000 Km
Lg Franz

lisunenergy am 28 Dez 2018 22:45:38

Dort könnte das Victron Cyrix Li ct 100A arbeiten. Dies schaltet bei Wärme durch höhere Ströme ab. Bei 400Ah Akkus und ordendlichen Kabeln kommen extreme Ströme zu Tage . Für mich sind in diesem Fall die Booster die sicherste Sache. Heißt aber auch nicht, das man eine neue Variante probieren könnte. Die Balancer arbeiten ja schon weiter unten, so das dies funktioniert . Eine Abschaltung über den BMV ist zu ungenau, da hier im ungünstigsten Fall völlig falsche Werte stehen.

MountainBiker am 28 Dez 2018 23:08:19

Hallo,

die EV-Balancer arbeiten schon viel früher (ab ca. 3,4V) sollte kein Problem sein:
Bild
eine Ladestrombegrenzung mit Booster bei der Starterbatterie kann nicht funktionieren oder sehe ich das falsch? Ich denke die Regelung ist nur mit der Lima möglich/sinnvoll! Eine Trennung der LiFeYPO4 Starterbatterie muß aus Sicherheitsgründen ausgeschlossen werden. Die Aufbaubatterie trennt sich wie gewohnt durch das FBR.

Läßt sich die Lima durch das Steuergerät/Bodycomputer drosseln?

Die Lima gibt es für den Ducato Multijet 150 2,3D in den Ausführungen 110A,150A und 180A. Was hat wohl Hymer hier verbaut?

Stocki333 am 29 Dez 2018 10:36:19

Die Hersteller denken sich schon manchmal etwas, um die Ladeströme zu begrenzen. Und zwar mit ganz einfachen, manche sagen primitiv, Mitteln.
Bei meiner alten Transe waren es 80 cm von der LM bis zur Starterbatterie. Verkabelt mit ca.16-20 mm2. kann nicht mehr genau sagen. Maximaler Ladestrom 65 A (kalte Lima) Erst durch eine paralle 16 mm2 Leitung wurden 95 A erreicht.Statt der Starterb. ist dort ein ein + - Verteiler 20 x 10 Kupferschiene. Schau mal in den Motorraum welche Kabelstärken dort verbaut sind.
Vorschlag von mir um nicht zu stark in die Theorie abzugleiten. Nimm den Wechselrichter, verkable in mit der Starterb. Nimm einen stufenlos regelbaren Föhn und eine Amperezange und gugst du mal was auf dem Typenschild der LM steht. Dann vergleichst du die Werte mit den gemessen. Das ganze über 15 min und du bist im Bilde was Sache ist. Das hilft dir auch bei der Festlegung der Bauteile. Auf die Messwerte bin schon neugierig. :mrgreen:

Zur Euro 6 bzw Geregelte LM wird das nicht funktionieren. weil die Spg. der Lifeypo4 zu hoch liegen. Ausser du lässt das Abschalten oder du findest einen Tuner der die Schaltschwellen verändert. Beim Ford geht das schon sehr bei frühen Bj. an. andwein bzw. Andreas hat dazu einmal das sehr gut beschrieben, der verlinkt dir das sicher. Aber überall wo keine Eingriffe seitens des Motorsteuergeräts in die Lm Steuerung passiert, hast du Schaltungstechnisch keine gröberen Schwierigkeiten zu erwarten.
LG Franz

uwet am 29 Dez 2018 13:59:32

MountainBiker hat geschrieben:Eine 100A Diode wird auf jeden Fall die Anforderungen erfüllen,..Interessant ist, dass Du eine Idealdiode ja schon im Einsatz hast. Hältst Du damit in der obigen Struktur die beiden Akkus synchron? Was für eine Erfahrung hast Du mit dem Ladestrom der Lima gemacht? Betreibst Du auch große Verbraucher (Wechselrichter)?


Hi,
mit diesen Idealdioden habe ich Erfahrung. Die linke wird mit 10A, die mittlere mit 50A und die rechte mit 100A beworben. Keine erfüllt diese Anforderung dauerhaft ohne Kühlung. Mit Kühlkörper in einer Größe das man die auch nach längerem Stromfluss noch anfassen kann schafft die linke 15A die mittlere 50-60A und die rechte 100A. Mechanisch am stabilsten ist die in der Mitte. 2 davon parallel schaffen mit Kühlkörper locker 100A. Die linke Idealdiode hat 2 antiparallel in Serie eingebaute FET kann also auch als Schalter genutzt werden. Grundsätzlich bestehen die Teile aus einem oder 2 parallelen IPT015N10N51/IPT012N08N5 mit 1,2 bis 1,5 mOhm und einem LTC4357 zur Steuerung. Der LTC hat einen Comparator mit ca. 25mV Schwelle, d.h. die müssen mindestens über dem FET sein damit eingeschaltet wird und einen mit einer Ladungspumpe betriebenen Verstärker der das Gate des FET so ansteuert das mindesten die 25mV anliegen. Sonst würde der Komparator keine Differenz erkennen und den FET wieder abschalten. Die geringen Widerstände der FET sind erst bei höheren Strömen wichtig. Meine Technik ist nicht mit Deinem Projekt vergleichbar. Bei mir werden alle Energiequellen über Idealdioden zusammengefasst auf den Eingang des Greencontrollers gegeben. Der EBL hängt am Lastausgang des Controllers, damit weiß der wesentlich genauer was rein und raus ging. Eine BC-Funktion ist integriert, ebenso das BMS. WR habe ich auch, der hängt direkt am Akku. Wie man dessen Strom trotzdem mit in die Berechnung des BC im greencontroller bringt habe ich schon mal beschrieben. Einen zentralen Shunt mit seinen allgemein bekannten Messungenauigkeiten habe ich nicht mehr. Nur noch das abgesetzte Display des Controllers, auf dem alles von Zellenspannung über Solar bis Batteriezustand abzulesen ist.

Gruß Uwe

MountainBiker am 29 Dez 2018 14:11:17

Hallo,

Die Hersteller denken sich schon manchmal etwas, um die Ladeströme zu begrenzen.


Dessen bin ich mir bewußt, deshalb soll ja so wenig wie möglich am Orginalzustand verändert werden. Die Masseverbindung Batterie wird ja nur über einen sehr einfachen Kabelschuh (Querschnitt) hergestellt - kein Rohrkabelschuh, auch das Kabel hat nur 20-25mm2 nur normale Stahlschrauben. Das ist keine Hochstromverbindung, ob dies einen Dauerbetrieb standhält wage ich zu bezweifeln.
Aber die Dimensionierung muß zumindest folgendes Szenario aushalten:
- eine Bleibatterie 95Ah mit 20% Restladung -> Ladestrom ca. 20A -> 3h lang;
- Eigenbedarf Motor und Peripherie 20A;
- Klima und Gebläse 20A;
- komplette Beleuchtung ca. 20A
- eventuell Zusatzheizer im Winter ?
- ???

d.h. doch die Verbindung muß zumindest 80-100A dauerhaft (3-4h) aushalten sofern die Lima das liefert. Jetzt wurde hier im Forum schon geäußert, dass die Lima schon nach max. 1h wegen Eigenerwärmung runterregelt und die angegebene Nennleistung nicht liefern kann. Dass würde die "unterdimensionierten Verbindungen" zur Batterie erklären. Damit unterscheidet sich dies nicht vom LiFePO4-Akku. Im Gegenteil eine ausreichend dimensionierter Booster (min. 90A) zwischen Lima und Starterakku würde sogar noch mehr Probleme machen (Überlastung Lima). Wenn ich das falsch sehe bringt mich auf "Spur".

MountainBiker am 29 Dez 2018 14:23:18

Hallo uwet,

Danke für die Info.

Keine erfüllt diese Anforderung dauerhaft ohne Kühlung


das bestätigt auch meine Erfahrung mit dem Design von PWM-Reglern in dem Leistungsbereich für Ströme 50-200A (das mach ich schon mehr als 30 Jahre). 100mV bei 100A sind auch 10W die muß man erst mal wieder abführen ohne Kühling -> keine Chance, da werden die Chips >100 Grad heiss!

die rechte Diode ist sehr interessant, bisher habe ich bei den chinesischen Anbietern über Ebay nur max 50A (auch die von Dir am Bild mittlere) gefunden. Woher hast Du diese? Ein professionelle Lösung mit Schraubklemmen von Victron, Sterling, ... habe ich nicht entdecken können nur den Batterie-isolator Victron Argo FET.

MountainBiker am 29 Dez 2018 15:35:03

Noch eine Frage, die 100A Variante sieht aus wie ein Aluminium Träger (keine rückseitigen Verbindungen) oder irre ich mich? Wenn ja, dann könnte man die Wärme über die Rückseite abführen (einfach auf Kühlkörper schrauben)!

Stocki333 am 29 Dez 2018 19:38:22

Wenn eine LM erst nach 1h die Leistung zurücknimmt, hat das andere Ursachen. Vermutlich läuft die LM in der Nähe der Abregelgrenze. Sie wird damit langsam wärmer, Bei schlechter Einbaulage erwärmt sich das ganze Umfeld um die LM und sie erreicht die Temp. zum zurücknehmen der Leistung.
Die LM ist bei Max Leistung in ein paar Minuten Heiss.
die Werte sind als Hausnr. ok .
Hast du auch bedacht, wenn du als Starterbatterie eine Li und als Serviceb. auch LI hast, die Sache ganz anders ausschaut.als in deinenem Bsp.mit der 95AH PB. Wenn nur 5% Kapazität fehlen bestimmt der Ri der LM + der Ri der Verkabelung + Ri der parallen Li deinen Ladestrom.In weiterer Folge schlägt das Temperaturmanagement der LM zu, als letzte Instanz.
Gehe ich von einer 150 A LM aus. kann die 95 AH das nie aufnehmen. Die LIFEYPO4 sehr wohl, noch dazu im Parallelbetrieb.

Mit den Booster hast du vollkommen recht. Wen der nur keine gr. Verbraucher eingeschaltete hat geht sich bei kräftiger LM das aus. Nur wer 90A Booster einbaut muss auch die Verkabelung ändern. Allerdings muss ich gestehen noch nie einen Booster in dieser Klasse in Aktion vermessen zu haben
Aber der kocht auch nur mit Wasser und die Starterbatterie federt Kleinigkeiten auch noch ab.
LG FRANZ

andwein am 30 Dez 2018 11:50:11

Stocki333 hat geschrieben:.....Aber der kocht auch nur mit Wasser und die Starterbatterie federt Kleinigkeiten auch noch ab.
LG FRANZ

So ist es, wo nichts ist kann man auch nichts holen. "Federt Kleinigkeiten ab" ist eine nette Umschreibung für:
Wenn ein 90A Booster mit Volllast laden soll und die 100A Lima liefert nur noch 50A Reststrom (das Chassis braucht ja auch was), dann holt sich der Booster für seine Volllast halt noch 40A aus der Startbatterie (nicht lange, halt solange bis diese an die 11V Grenze kommt)
Gruß Andreas

MountainBiker am 30 Dez 2018 11:59:41

Hallo Andreas,

von einem Booster zur Startbatterie bin ich nicht überzeugt, was ich aber an der Stelle nicht ganz verstehe

100A Lima liefert nur noch 50A Reststrom (das Chassis braucht ja auch was)


Beim zugrunde liegenden Ducat x290 sind so wie ich die Unterlagen interpretiere keine weiteren Verbindungen der Lima außer zur Batterie vorhanden (außer Steuerleitungen). Deshalb läuft der Energiebedarf für das Chassis immer über die Batterie.

Ulf_L am 30 Dez 2018 12:12:51

MountainBiker hat geschrieben:[...]Nun haben diese Ladebooster aber auch Nachteile, so sind neben den Kosten und der Verdrahtung auch zu beachten, dass sich dieser konstante Ladestrom auch immer aufteilt auf die Aufbaubatterie und den Verbrauchern (an erster Stelle der AES-Kühlschrank, der bei einem 25A-Booster gleich mal knapp 20A für sich abzweigt).[...]


Hallo

Das kannst Du ja schon mit dem EBL99 umgehen, in dem du den Kühlschrank am Anschluß Block1 Pin 4 anschließt und am Anschluß Block 2 Pin 1 die Starterbatterie anschließt. Dann wäre der Kühlschrank nicht mehr am Booster angeschlossen.

Gruß Ulf

MountainBiker am 30 Dez 2018 12:33:02

Hallo Ulf_L,

Anschluß Block 2 Pin 1 die Starterbatterie anschließt


im Eingangsthread haben wir aber als Annahme getroffen, das Starterbatterie und Aufbaubatterie nur über eine Ideale Diode getrennt sind. Kein Boster dazwischen. Wenn ein Booster verbaut würde, dann direkt an der Lima - wovon ich und Franz aber nicht begeistert sind. Auch hier wäre der Kühlschrank über dem Booster betrieben.

uwet am 30 Dez 2018 13:35:03

MountainBiker hat geschrieben:Noch eine Frage, die 100A Variante sieht aus wie ein Aluminium Träger (keine rückseitigen Verbindungen) oder irre ich mich? Wenn ja, dann könnte man die Wärme über die Rückseite abführen (einfach auf Kühlkörper schrauben)!

Hi,
genau so, der Träger ist isoliert von der Schaltung. Google mal nach Idealdiode 100A Bilder. Ich kaufe da, Bezahlung über paypal so 30$. Die mittlere Diode finde ich trotzdem besser, sie ist so gelötet das unten nichts rausragt. Bei der mit dem Aluminiumträger stören mich die kleinen flach aufgelöteten Kabelverschraubungen, die werden schon bei 50A sehr warm, zu kleine Übertragungsfläche für den Strom. Ist alles immer schwer zu Testen, mein 100AH Bleiakku bringt den Strom ja maximal 30min und die Last(ein paar Meter Kabel) kocht dann auch. Kühlkörper klebe ich immer mit Arctic Alumina Thermal Adhesive, das ist ein elektrisch isolierender 2-Komponenten-Kleber. Wenn man damit unten den Kühlkörper anklebt passiert nichts außer Wärmeableitung.

Gruß Uwe

Stocki333 am 30 Dez 2018 21:22:55

Weisst du die Idee mit einer idealen Diode übt eine gewisse Faszination aus. Darum versuche ich auch nicht vom Thema wegzugehen, obwohl es sehr viele Randbedingungen gibt, die man beachten sollte. So wie der Kühli. Ist jedoch zu diesem Zeitpunkt nicht Kriegsentscheidend, :mrgreen: :mrgreen:
Verbraucher hat man immer, die den Ertrag der Ladung schmälern. die Fragestellung ist jedoch noch immer , wie bekomme ich die elktr. Energie der LM in die Accus mit geringsten finanzellen Aufwand bzw. mit max Wirkungsgrad. Und was noch viel wichtiger ist , das Basisfzg. elektrisch nicht zu überlasten.
Zum Booster. Bei deiner Verschaltung geht kein B2b Booster , sondern du musst eine A2B verwenden. Ich hoffe ich habe das so richtig dargestellt. Deren Ruf ist aber auch nicht der beste. Auserdem ist es nicht das was du willst.
Die Winston Zellen kommen mit den Spannungen der Basisfzg. problemlos klar. Und warum wird immer ein Booster empfohlen wenn es ohne geht ?????
Sicher nicht um die notleidende Womo Zubehöeindustrie am Leben zu halten oder jemand erhofft sich Vorteile. Sondern der Booster verhindert das Schlimmste. Wenn man sich die Momentane 1 zu 1 Tauschaktionen anschaut und dann noch Geiz ist Geil. a Supa Kombi.

Also bleibt dir nur die Möglichkeit durch kleine Modifikationen der Verkabelung am Duc das System zu optiemieren. Parallel Kabel zu verlegen evt. abschaltbar mit Relais, ist alles rückstandfrei wieder zu entfernen.
Damit hast du schon die halbe Miete beisammen.
Sehe ich das richtig mit deinen Vorschlag von 2 Li . Accus das du damit den Platz unter den Sitzen optimieren willst. Ist nur einer der möglichen Varianten.
Mit 100 A Diode bin ich mir nicht so sicher ob du das Auslangen findest. Wie siehst du das.
Gruss Franz

andwein am 31 Dez 2018 12:37:30

MountainBiker hat geschrieben:Hallo Andreas,
von einem Booster zur Startbatterie bin ich nicht überzeugt Beim zugrunde liegenden Ducat x290 sind keine weiteren Verbindungen der Lima außer zur Batterie vorhanden. Deshalb läuft der Energiebedarf für das Chassis immer über die Batterie.

Da haben wir ein Missverständnis. Was ich meinte ist:
Lima und Startbatt bilden beim Fiat eine Einheit (Lima erzeugt, Batt sammelt und puffert)(. Diese Einheit hat ein bestimmtes Energieliefervermögen, die Summe aus erzeugter Lima-Energie und gespeicherter Energie. Als Beispiel:
Die 100A Lima liefert z.B.80A in einer Fahrtstunde, also 80Ah (Temperaturregelung), die 100Ah Batterie ist voll und kann auf 10Ah entladen werden.
Das Chassis benötigt 50Ah und der Kühli auf 12V benötigt 15Ah
Für die Energiebilanz heißt das (über eine Stunde gesehen) eine Energie von 180Ah steht zur Verfügung, gebraucht werden aber 50Ah fürs Chassis und 15Ah für den Kühli. Dem 90A B2B-Lader stehen also zwar 115Ah zur Ladung der dicken Aufbaubatterie zur Verfügung, davon kommen aber nur noch 15A aus der Lima (neue Energie), der Rest von 75A wird der Batterie (gespeicherte Energie) entnommen.
Jetzt hoffe ich nur, ich habe mich nicht verbilanziert, guten Rutsch, Andreas

MountainBiker am 31 Dez 2018 12:39:33

Hallo,

das charmante an dem vorgestellten Ansatz liegt daran, man hat ja bei einem Wohnmobil meistens 2 Hochlastverbraucher:
- Starterbatterie->Anlasser
-Aufbaubatterie->Wechselrichter
Bild
(*)Leitung und Anschlußtechnik begrenzen den max. Strom, Spannungsgefälle gering;
(**)Leitung und Anschlußtechnik begrenzen den max. Strom, Lichtmaschine regelt Überlast/Temperaturgesteuert;
Nun ist es so, dass die LiFeYPO4-Zellen eine enorme Belastbarkeit durch den geringen Innenwiderstand haben. Durch den Splitt in 2 lokale Systeme können diese Ströme mit der normalen Bordinstallation bedient werden. Durch die geringe Spannungsdifferenz zwischen beiden Batterien bei Belastung durch den Wechselrichter ist der "Ausgleichsstrom" begrenzbar (Innenwiderstand der Verbindungen und des Kabels). Der einzige Knackpunkt ist die Belastung für die Lichtmaschine. Der Ladestrom sollte aber so mein Gedankengang nicht ungewöhlich höher sein als bei Standard Bleibatterien, nach einem Kaltstart im Winter, wenn alles "was Strom braucht" (Batterie, Zuheitzer, Sitzheizung Beleuchtung...) aktiv ist. Auch hier begrenzt die Lichtmaschine entsprechend Ihrer Leistungsfähigkeit (und hält dies auf Dauer aus).
Zum Thema A2B-Lader - das führt doch eigentlich nur zu einer noch höheren Belastung der Lichtmaschine und der Verkabelung.

Das ganze Konzept steht und fällt mit der Regelung/Eigenschutz der Lichtmaschine!

lisunenergy am 31 Dez 2018 13:34:07

Wie wäre denn die Verwendung von Victron Agrofet ?

MountainBiker am 31 Dez 2018 13:39:23

Hallo,

hatte ich in Betracht gezogen, leider habe ich keine detaillierten Spec dazu gefunden und ich benötige ja nur 50% davon (der Victron ArgoFET ist ja im Prinzip ein Verbund aus 2x Idealer Diode zur Batterietrennung).

lisunenergy am 31 Dez 2018 17:21:43

Ja hat aber Kühlkörper und vernünftige Anschlüsse.

MountainBiker am 31 Dez 2018 18:01:47

Hallo,

Kühlkörper und vernünftige Anschlüsse


das "chinesische Produkt" ist ja kein fertiges Teil sondern nur ein Bauteil, für ein elektrotechnisches, thermisches und mechanisches Gesamtpaket fehlen natürlich noch die Anschluß und Gehäusetechnik, wenn ich dass dazu zähle wird es vom Preis nicht viel Unterschied machen, wiegesagt ich bräuchte von Victron die Spezifikation dazu um zu entscheiden ob es geeignet ist. Der Drainwiderstand im Zustand "leitend" muß <1mOhm sein.

Stocki333 am 01 Jan 2019 11:08:32

Erstmal ein gutes Neues Jahr zusammen.
Der Agrofet wurde bereits einmal verbaut. Ich habe hoffentlich heute noch alle 7 Zwetschken beisammen aber ich glaube es war Herwig 2 aus NÖ.Der hat 90AH Winston als Starterbatterie und als Servicebatterie eine 200Ah Winston !!!!! iregendwie so auf die art. Der hate ber probleme das Ding zum laufen zu bringen. Da war irgendetwas mit einem Zeitrelais was sie noch eingebaut haben.
Gruß Franz

Stocki333 am 01 Jan 2019 11:51:08

Hallo MountainBiker
Habe das jetzt doch noch gefunden.
--> Link

MountainBiker am 01 Jan 2019 13:16:13

Hallo,

auch Euch allen ein gutes neues Jahr.

an Franz: danke für die Info zu den interessanten Beiträgen. Den habe ich zwar vor langer Zeit auch mal gelesen, aber damals unter einer "anderen Brille".

Ich habe mich auch weiterhin mit dem Thema Lima auseinandergesetzt. Ergebnis - eigentlich ist die Lima durch den Regler Überlast/thermisch geschützt, Boch bewirbt diese Eigenschaften ausdrücklich:

Vorteile Multifunktionsregler Bosch (Info der Webseite von Bosch):
-Lange Lebensdauer der Komponenten
-Kontinuierliche Regelung der Spannung und weniger Wartungsaufwand
-Optimaler Stromfluss
-Schutz vor Überhitzung
-Verhinderung von Überlastung und Spannungsschwankungen

Ein weiterer begrenzender Faktor die Verkabelung "ab Werk". Ich glaube mit dem Motto "keep it simple" liege ich richtig!

willi_chic am 14 Mär 2019 09:53:22

moin,

man kann über alles nachdenken....

die vorgestellte Lösung erinnert mich an AGTAR vor etwas mehr als 10 Jahren, deren Konzept war nur eine Batterie für alles, bestehend aus

- einer Panzerplatten-Batterie (Blei, wie für Stapler verwendet)
- einer modifizierten Lima mit HPR-Regelung von Hella

ich denke im Forum finden sich noch genug Spuren

grüße klaus

MountainBiker am 14 Mär 2019 10:25:18

Hallo,

meine Intention liegt aber nicht in:
eine Batterie für alles

sondern vielmehr in:

Starterbatterie und Aufbaubatterie in identischer Technologie (LiFePO4) ohne Trennrelais. Die Entkopplung soll über eine ideale Diode erfolgen. Durch die dezentrale Lösung sind nur minimale Eingriffe in die Bordverkabelung nötig und es besteht eine gewisse Redundanz. Die Entladung der Aufbaubatterie eilt immer um ca. 10-20% vorraus (Spannungsabfall an der Diode), d.h. wenn die UVP-Trennung erfolgt ist noch genug Strom in der Starterbatterie, um den Motor zu starten.

Ich habe auch von Mastervolt einen modifizierten Lima-Regler entdeckt, wobei ich mittlerweile denke das der nicht notwendig ist!

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