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SSR im Ladezweig bei 58 A trotz Kühlkörper viel zu heiss


jotbe am 29 Jul 2019 17:40:25

Hallo,

nach dem ich nun nach Solar und Landstrom auch meine Starterbatterie (mit je 25 qmm) an den großen Votronic VBCS Triple angeschlossen habe, musste ich feststellen, dass bei Ladung durch die Lichtmaschine mit max. 58 A der Kühlkörper des SSR (Crydom D1D80) im Ladekreis doch extrem heiss wird (120 °C). Das möchte ich auf keinen Fall so lassen und denke darüber nach

a) entweder den Kühlkörper massiv zu vergrößern (erfordert sicher Neubau der Akkukiste) sowie zusätzlich einen Lüfter einzubauen (macht aber Krach und eine Temperatursteuerung verkompliziert die Sache nur noch weiter)

b) die Trennung in Lade- und Lastzweig mit derzeit zwei SSR aufzugeben, auch weil ich im Lastzweig nun doch einen Wechselrichter mit 600W haben will und hier ohnehin auch noch ein neues SSR mit 80A Laststrom (ca. 120 €) bräuchte und stattdessen einen Greenswitch zu verbauen (zwei Greenswitch wären mir platzmäßig zu viel und auch zu teuer)

Wie wichtig schätzt Ihr die Trennung von Last- und Ladezweig ein?
Ich habe mittlerweile durch Mitlesen hier den Eindruck, die OVP- und LVP-Abschaltungen sind grundsätzlich so selten, dass die von mir eigentlich gewollte "automagische" Behebung des jeweiligen Fehlers durch den jeweils anderen "online" bleibenden Zweig nur eine theoretische Erwägung ist.

Wie seht ihr das? Wer hat Erfahrungen mit dem Greenswitch?

Mein Akku ist ein Winston 200 Ah mit BMS Lipro 1-1 V2.

Danke für Eure Meinungen,

Jens

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MountainBiker am 29 Jul 2019 17:58:42

Hallo,

hast Du schon mal anhand der Datenblätter das Thema durchgerechnet?

Hier mal ein wenig Information dazu: Dein maximaler Strom soll 80A sein das SSR hat einen Durchgangswiderstand von 8mOhm -> U(Durchgang) = I(max) x R(on) =0,640V

Die Verlustleistung am SSR ist dann P = U(Durchgang) x I (max) = 51,2W -> das ist beachtlich viel Wärme (dass entspricht auch Deiner Beobachtung), bei optimaler Belüftung müßte der Kühlkörper 0,5K/W haben - das ist schon ein großer Brocken!
--> Link
Das ist die Wärmeleistung eines PC-Prozessors (so ein Kühlkörper mit Lüfter wäre dann auch geeignet)!

Ich sehe aber mit Besorgnis, dass hier (ohne Background) gefährliche Sachen gemacht werden, denn wird das SSR zu heiß (ca. 180 Grad Sperrschicht-Temperatur), legiert der Mosfet "durch" und abschalten ist dann nicht mehr!

Wie immer nur meine Meinung zu dem Thema!

jotbe am 29 Jul 2019 18:20:22

MountainBiker hat geschrieben:Ich sehe aber mit Besorgnis, dass hier (ohne Background) gefährliche Sachen gemacht werden, denn wird das SSR zu heiß (ca. 180 Grad Sperrschicht-Temperatur), legiert der Mosfet "durch" und abschalten ist dann nicht mehr!

Wie immer nur meine Meinung zu dem Thema!


Ich danke Dir sehr für Deine Meinung! Genau deswegen frage ich ja hier. Ich habe mich bei dem Aufbau an Michael Staakes (destagge) Bericht orientiert, der hier sehr beklatscht wurde.
Gut, er lädt mit einem Sterling B2B-Lader mit wohl max. 45A, aber auch hier dürfte ja eine nicht unerhebliche Wärme entstehen ... oder?

Ich bin ja nun auch zu der Erkenntnis gekommen, dass die SSR wohl nicht die richtige Wahl für meine Zwecke sind.

Der Greenswitch soll laut Datenblatt 500A Dauerlast aushalten, damit sollte es ja dann keine Probleme geben, erst recht nicht, wenn ich das Ding auf einen Kühlkörper schraube, oder?

Danke für weitere Meinungen,

Jens

egocogito am 29 Jul 2019 18:30:44

jotbe hat geschrieben:Hallo,
Wie seht ihr das? Wer hat Erfahrungen mit dem Greenswitch?

Mein Akku ist ein Winston 200 Ah mit BMS Lipro 1-1 V2.

Danke für Eure Meinungen,

Jens


Ich habe alles auf ein Hochstromrelais verschaltet, weil ich nämlich nicht wusste, in welchen Kreis ich den Multiplus anhängen soll, und ähnliche Komponenten wie du, als Balancer LiPro 1-3 V2 mit RS-Schnittstelle und eben den von dir angedachten Greenswitch.

Die Anlage wird mit Solar versorgt und bei OVP-Auslösung erfolgt eine Abschaltung, die aufgehoben wird, sobald die zulässige Spannung wieder vorhanden ist. UVP ist insofern ein Problem, als es natürlich keinen Ladestrang mehr gibt, weil ja eben nur ein Abschaltkreis, denke aber, dass UVP nur bei exzessiver und unkontrollierter Entnahme wirklich schlagend wird. Ich betreibe diese Konstellation jetzt seit 18 Monaten ohne Probleme, wobei ich einmal starke Bedenken bezüglich UVP hatte, weil mein BC zwar noch 40% Kapazität anzeigte, aber die Leerlaufspannung (gemessen an den Polen) bei 12,99V stand. Bei einer Nachprüfung konnte ich feststellen, dass mich der BC zwar gewaltig angelogen hat, aber trotzdem noch mindestens 30% an Kapazität vorhanden waren.

Wenn du auf Nummer sicher gehen willst, musst du zwei Kreise schalten, was aber mehr Platz, Gewicht und Kosten bedeutet.

Für meine Bedürfnisse und mein Nutzungsverhalten reicht ein Schaltkreis, weil das Fahrzeug bis auf wenige Tage ununterbrochen betrieben wird.

egocogito am 29 Jul 2019 18:34:28

jotbe hat geschrieben:
Der Greenswitch soll laut Datenblatt 500A Dauerlast aushalten, damit sollte es ja dann keine Probleme geben, erst recht nicht, wenn ich das Ding auf einen Kühlkörper schraube, oder?

Danke für weitere Meinungen,

Jens


Die 500A sind absolut überdimensioniert und du musst dir keine Sorgen über irgendwelche Temperaturprobleme machen, ich hätte bei mir keine festgestellt, lade mit bis zu 90A und entnehme bis 250A.

lisunenergy am 29 Jul 2019 18:50:44



Geht auch so.

Sunti am 29 Jul 2019 21:29:46

Hallo miteinander,

aet jotbe - zu Beginn der Planung wollte ich auch unbedingt eine Trennung vom Last & Ladekreis - für den Ladekreis den Triple ansteuern und Lastabwurf über den GreenSwitch

Dann kam raus das man den Triple etwas anders ansteuern muss als ich gedacht habe - siehe der andere Thread von mir - da habe ich "erstmal" Beides über den GreenSwitch realisiert.

Und Lars sagt es oft - wichtig ist doch das es zuverlässig läuft - und das tut es - hatte noch keinerlei Abschaltung

Du hast doch die Lipro`s schon - warum basteln - bleib im System - läuft bei mir super mit dem großem Triple und 1.200 Watt Votronic Wechselrichter (maximale Last 1.000 Watt Fön)

- ich wollte das Herrn Jahn (ECS) noch immer schreiben und auch Bilder einstellen - die Anschlüsse eignen sich perfekt für die Blue Sea Block - Sicherungshalter - drei Stück kann man super sauber unterbringen - wer mehr Anschlüsse braucht die gibt`s auch als 2-fach Sicherungshalter

Seite A: 1 x Ladung 1 x Wechselrichter 1 x Toptron Verteilerbox ( der eine guckt senkrecht nach oben, den sieht man auf dem Bild leider nicht)
Seite B: Blue Sea 4-fach Kfz Sicherungshalter für die 12 Volt UVP OVP ( Bild zeigt gerade den Umbau auf das neue ECS - WLAN - Modul mit integriertem 5Volt Netzteil für den RS-Bus) geht jetzt alles über Flachbandkabel



- was aus meiner Sicht noch für den GreenSwitch spricht ist der "Schalter" selber - da hast du die Möglichkeit die Anzeige/Indikation dahin zu legen wo du die haben möchtest und eben auch eine Bedienmöglichkeit der Anlage



Greetz SunTi

jotbe am 29 Jul 2019 22:32:52

Sunti hat geschrieben:Du hast doch die Lipro`s schon - warum basteln - bleib im System - läuft bei mir super mit dem großem Triple und 1.200 Watt Votronic Wechselrichter (maximale Last 1.000 Watt Fön)


Danke, SunTi, für Deine Meinung!

Ich denke, ich werde den GreenSwitch nehmen und die Blocksicherungen auch. ;-)

Man muss wohl halt Lehrgeld bezahlen ...

Grüße,

Jens

jotbe am 29 Jul 2019 22:57:49

egocogito hat geschrieben:
Die 500A sind absolut überdimensioniert und du musst dir keine Sorgen über irgendwelche Temperaturprobleme machen, ich hätte bei mir keine festgestellt, lade mit bis zu 90A und entnehme bis 250A.


Danke! Das hilft mir wirklich weiter!

Jens

George67 am 31 Jul 2019 13:02:49

Es erschreckt mich, dass so ein crydom Ding sich als Schalter bezeichnet, bei Nennstrom aber ein halbes Volt Spannungsabfall und damit 50 Watt Verlustleistung hat.

lisunenergy am 01 Aug 2019 07:11:38

Es ist ein Halbleiter, der ebend auch andere Vorteile hat. Kein Wechselrichter würde funktionieren, wenn es diese Dinge nicht gebe. Je höher die Leistung desto höher natürlich der Verlust in Wärme. Jeder Fertigakku ist so aufgebaut. Daher sind ja auch enorme Kühlkörper notwendig. Eine bistabile Variante mit einer Halbleiter ansteuerung ist daher idealer.

George67 am 01 Aug 2019 08:59:07

lisunenergy hat geschrieben:Es ist ein Halbleiter, der ebend auch andere Vorteile hat. Kein Wechselrichter würde funktionieren, wenn es diese Dinge nicht gebe. Je höher die Leistung desto höher natürlich der Verlust in Wärme.

Lars, (richtig, ja?)
es wird dich nicht überraschen, dass ich Mosfets nicht nur kenne, sondern in Basistypen in Stückzahlen im Vorrat habe.
Soweit hast du vollkommen recht.

Es ist nur eine Frage, was man damit macht und wie man Schaltungen auslegt. In diesem Falle, beim Schalten eines 12 V Systems, einen Spannungsabfall von einem halben Volt hinzunehmen bedeutet ca. 5 % Verluste. Die muss die Batterie zusätzlich liefern. Bei 100 A wären das zusätzliche 5 A, die im Schalter verheizt werden, statt im Verbraucher anzukommen.
So würde ich das nicht auslegen. Das geht, für Dauerbetrieb, eigentlich nicht ohne Lüfter. Für Kurzzeitbetrieb mag man mit einem Riesenkühler für ein paar Minuten durch die Masse an Alu hinkommen, aber dann bleibt ein Restrisiko, wenn keine Temperaturüberwachung da ist. Die scheint aber zu fehlen.
Ich will nicht sagen, das der Crydom "schlecht" ist. Er ist mit 8 mOhm angegeben, das könnten im Extremfall nur 2 Mosfets sein, in Serie. Bei einem 40 Volt-System oder so sieht das vielleicht gerade angemessen aus, wobei ich auch in so einem Falle 2 oder 3 Mosfetpaare parallel schalten würde, um die Verlustleistung zu senken. Aber für 12 Volt würd ich das so nicht machen.
Ich habe extra den Greenswitch angeschaut, der hat 130 mV bei 500 A. Das sind dann auch über 50 Watt (um die man sich im Dauerbetrieb mit Kühlung kümmern muss), das sind aber eben nur 1 % und nicht 5%.

lisunenergy hat geschrieben:Jeder Fertigakku ist so aufgebaut. Daher sind ja auch enorme Kühlkörper notwendig. Eine bistabile Variante mit einer Halbleiter ansteuerung ist daher idealer.

Gerade im Fertigakku würde ich Verlustleisung soweit senken, wie möglich. Mosfets sind Pfennigartikel, und ich habe letztens Typen in einem Bosch-BMS gesehen, mit unter 2 mOhm. Davon 4 Paare parallel sind ein Schalter mit unter 1 mOhm. Macht bei 100 A 100 mV, das wären immer noch 10 Watt. Immer noch lästig genug, und wenn man will, gehts noch tiefer.

Summa summarum, natürlich habe Halbleiter Verlustleistung. Aber bei der Auslegung einer Schaltung kann und muss man festlegen, wieviel davon man in der Anwendung in Kauf nehmen will.
Mir wären 0,5 Volt Verlust in einem 12 V System zuviel.

rkopka am 01 Aug 2019 10:15:11

George67 hat geschrieben:Bei einem 40 Volt-System oder so sieht das vielleicht gerade angemessen aus, wobei ich auch in so einem Falle 2 oder 3 Mosfetpaare parallel schalten würde, um die Verlustleistung zu senken. Aber für 12 Volt würd ich das so nicht machen.

Im Modellbau gibt es recht kleine Regler mit minimalen Kühlkörpern, die über 200A vertragen und das auch noch mit höheren Frequenzen schaltend. Hier werden zum einen recht gute MOSFETs benutzt und zum anderen eine ganze Menge parallel geschaltet. Die wirklich starken Regler haben natürlich ihren Preis. Aber es gibt schon recht günstige, die auch 100A können. Es sollte also eigentlich nicht so schwer sein, hier niedrige Widerstände zu erreichen. Vor allem, wenn man nur einfach ein/aus schaltet ohne den ganzen Aufwand, der bei einem Modellbauregler dahintersteht.

RK

George67 am 01 Aug 2019 10:17:34

rkopka hat geschrieben: Es sollte also eigentlich nicht so schwer sein, hier niedrige Widerstände zu erreichen. Vor allem, wenn man nur einfach ein/aus schaltet ohne den ganzen Aufwand, der bei einem Modellbauregler dahintersteht.

RK

Genauso ist das.

MountainBiker am 01 Aug 2019 10:44:18

Hallo,

bei diesen Reglern für den Modellbau muß man vorsichtig sein (ich baue meine Regler seit 35 Jahren selber, zumindest für die einfache PWM-Steuerung von Gleichstrommotoren). Im Flugmodellbau ist die Dauerbelastung nur ein Bruchteil und nur der Anlaufstrom hoch, darum reicht hier oft die Luftkühlung mit kleinen Kühlkörpern. Im Schiffsmodellbau ist das anders, darum sind hier die "potenten" Regler für >100A mit der Möglichtkeit der Einbindung in den Wasserkühlkreis ausgestattet, außerdem findet hier eine "massive Parallelisierung" von Mosfet-Transistoren statt.

Ich habe da auch einen 1kW Regler im Einsatz - ohne Kühlung würde der auch "abrauchen"! Bei sehr hohen Strömen steigt die Wärmeentwicklung im Quadrat an, weshalb immer entsprechende Vorkehrungen zu treffen sind (Wärmeabfuhr, thermische Sicherung...).

egocogito am 01 Aug 2019 10:47:05

George67 hat geschrieben:Ich habe extra den Greenswitch angeschaut, der hat 130 mV bei 500 A. Das sind dann auch über 50 Watt (um die man sich im Dauerbetrieb mit Kühlung kümmern muss), das sind aber eben nur 1 % und nicht 5%.


Die Wärme ist insofern vernachlässigbar, als hier im Normalbetrieb etwa 10 - 15W zusammenkommen, und ich kenne niemanden, der aus seiner Wohnmobilanlage auf Dauer 500A entzieht. Es gibt zwar so manche, die 1000Ah und mehr an Kapazität eingebaut haben, aber auch bei denen glaube ich nicht an ~ 6kW Dauerentnahme :-).

MountainBiker am 01 Aug 2019 10:55:18

Hallo,

im Datenblatt vom Greenswitch steht:

Besonders energiesparend dank bistabilem Relais

Sicherheit
Schaltkontakt wird überwacht und im Fehlerfall getrennt
Schaltkontakt wird bei Übertemperatur getrennt
Schaltkontakt im flammhemmenden Epoxydharz (UL94-0) vergossen


Ich gehe daher von einem mechanischen Relais, wie beim FBR/TSA265 aus)!

lisunenergy am 01 Aug 2019 16:19:31

Ja es sind 2 übereinander geschraubte TE Relais. Ich verwende das Bluesea 500, weil es wirklich den Namen 500A Relais verdient.

George67 am 02 Aug 2019 12:48:38

At alle,
soso, Greenswitch und Philippi sind mechanische Relais... hätt ich eigentlich drauf kommen können, aber manchmal ist man "elektronisch vernagelt" :D .

Dabei hätte ich sowas kennen müssen, sowas war schon in den Apollo Kapsel als "Bus Tie" drin.... ohne das Ding wär Apollo 13 nicht zurückgekommen.

Und Modellbauer gibts hier auch ne Menge, können wir ja fast ne Modellbau-Womo Interest Group aufmachen ?

Georg

George67 am 02 Aug 2019 12:53:33

egocogito hat geschrieben:Die Wärme ist insofern vernachlässigbar, als hier im Normalbetrieb etwa 10 - 15W zusammenkommen, und ich kenne niemanden, der aus seiner Wohnmobilanlage auf Dauer 500A entzieht. Es gibt zwar so manche, die 1000Ah und mehr an Kapazität eingebaut haben, aber auch bei denen glaube ich nicht an ~ 6kW Dauerentnahme :-).


Meine Anlage ist ja für viel kleinere Ströme ausgelegt, unter anderem auch wegen der höheren Systemspannung.

Wenn ich mir so den Preis für ein (Hochstrom)Relais anschaue, frage ich mich, wieviel Beiwerk ( Schalter, Relais, Kabel, BMS-Komponenten, ....) zu einem, sagen wir mal, 200 Ah LiFe(x)Po dazugehört, in Gewicht und Preis kalkuliert......

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