Spannungswandler und Unterspannungsschutz

Hallo,
ich habe mich hier neu angemeldet, obwohl ich kein WoMo betreibe. Allerdings erhoffe ich mir hier kompetente Aussagen zum Thema Bordspannung.
Zu meinem Problem: Ich betreibe Modellflug und benutze zum Laden meiner Flugakkus eine reguläre 12V-AGM-Batterie mit 50Ah. Normalerweise nehme ich die Batterie nach einem Flugwochenende mit in die Wohnung und lade sie mit einem CTEK Lader wieder auf. Nun möchte ich aber eigentlich nicht immer diesen 15kg-Brocken in den zweiten Stock tragen und spiele mit dem Gedanken, sie im Auto die Woche über wieder zu laden. Ich habe einen Arbeitsweg von knapp einer Stunde oneway und käme so rechnerisch auf fast 10 Stunden Ladedauer die Woche. Das sollte also theoretisch reichen. Ich fahre einen Toyota Prius, der über keine normale LiMa verfügt, sondern seine 12V-Batterie mittels eines DC/DC-Wandlers aus seiner 200V-Fahrbatterie lädt. Meine Idee wäre nun, einen Spannungswandler direkt an diese 12V-Batterie anzuschliessen, daran den CTEK-Lader und die AGM-Batterie. Dass das funktioniert, bezweifle ich nicht. Aber wie bringe ich dieses Setup dazu, nur zu funktionieren, wenn die Autobatterie geladen wird und das Hybridsystem läuft? Ich habe noch ein automatisches Trennrelais, was eigentlich zum Zusammenschalten zweier Batterien gedacht ist. Dieses schaltet ein, wenn die Spannung höher als 13,6V ist und schaltet aus, wenn die Spannung unter 12,8V fällt. Das würde perfekt passen, aber funktioniert das auch, wenn anstatt einer zweiten Batterie der Spannungswandler angeschlossen ist? Oder denke ich viel zu kompliziert und es gibt einfachere Lösungen?

Danke für eure Tips!


Aussie64

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Mit deinem Plan willst du also aus 200 V DC zunächst 12 V machen.
Aus diesen 12 V sollen mit einem Wechselrichter 230 V AC gemacht werden.
Daraus macht das CTEK wieder 14.x Volt.
Welchen Gesamtwirkunggrad hast du da geplant????

Warum schliesst du nicht ein Ladegerät aus dem Modellbau ( für ca. 10..15 V Eingangsspannung ) an die geschalteten 13.x Volt des Autos und lädst damit den Bleiakku?
Z.B. sowas in der Art von: --> Link
Da musst du nur aufpassen, dass sich der Bleiakku nicht über das Ladegerät entlädt, wenn dem die Eingangsspannung fehlt.

Danke für die schnelle Antwort.
Vielleicht hab ich mich etwas missverständlich ausgedrückt. Mein Auto besitzt ein Hybridsystem mit einer 200V Fahrbatterie sowie eine reguläre 12V Batterie zum Betreiben der herkömmlichen KFZ-Komponenten. Diese 12V Batterie wird wärend der Fahrt kontinuierlich vom Hybridsystem mittels DC/DC Konverter mit 13,8V geladen. Ich möchte nun meine zusätzliche 12V-AGM-Batterie irgendwie während der Fahrt automatisch laden. Natürlich habe ich Ladegeräte, die mit 12V Eingangsspannung eine 12V Bleibatterie laden können, aber eben nicht automatisch. Die erfordern immer noch diverse Knöpfchen-drück-Aktionen. Ich möchte aber, dass die AGM-Batterie während der Fahrt geladen wird, dann, wenn das Auto bzw das Hybridsystem aus ist, nichts passiert und wenn ich wieder starte, der Ladevorgang erneut startet. Der Wirkungsgrad ist hier zweitrangig, da das Hybridsystem sowieso dauerhaft 13,8V an die eingebaute 12V Batterie abgibt. Das ist sicher per Spannungswandler auch problemlos durchführbar, aber wie hindere ich den SW daran, die Autobatterie leer zu nuckeln, während das Hybridsystem aus ist? Würde das mit dem Trennrelais realisierbar sein? Oder gibt es Spannungswandler, die einen einstellbaren Unterspannungsschutz haben? Die meisten schalten wohl so bei um die 10V ab, aber das ist mir zu tief. Da könnte ich Gefahr laufen, dass das Hybridsystem nicht mehr startet...

Aussie64 hat geschrieben:Ich habe noch ein automatisches Trennrelais, was eigentlich zum Zusammenschalten zweier Batterien gedacht ist. Dieses schaltet ein, wenn die Spannung höher als 13,6V ist und schaltet aus, wenn die Spannung unter 12,8V fällt.

Warum schliesst du die 12 V-AGM-Batterie hier nicht einfach direkt als "Zweitbatterie" an?

Das wäre die andere Option... hab halt überlegt, ob ich den bereits vorhandenen CTEK nicht irgendwie sinnvoll einbinden kann.

würde das Ctek eventuell mit den 200 V laufen?

An das Hybridsystem geh ich nicht ran!!!

Aber Achtung.
- Wenn ich das richtig verstanden habe, soll die Modellbau Batterie nur während des Fahrens geladen werden
- Mit der 200 V Batterie (Gleich) Spannung fängt man so nichts an.
- Der Wirkungsgrad der Konfiguration spielt wahrscheinlich keine entscheidende Rolle.
Dein Vorschlag kann so mit vorhandenen Komponenten umgesetzt werden und wird sicher funktionieren. Ein weitere Vorteil, das Trennrelais und der Spannungswandler bleibt fest verkabelt (kurze Leitungen mit vernünftigem Querschnitt) im Fahrzeug. Das Ladegerät (mit AGM Kennlinie!) und die AGM-Batterie bleiben eine (mobile) Einheit.
Ist der Ladestrom deines CTEK hoch genug?


Manfred

Das CTEK macht 5A, das reicht. Laut Datenblatt zieht es bei vollem Ladestrom 0,65A an 220V, also knapp 150W. Mit einem 300W Spannungswandler bin ich auf der sicheren Seite, oder?

Solarkoffer für die AGM auf dem Modellflugplatz nutzen ?
Ist nur so ein Gedanke.

Zu gross, zu schwer, zu teuer. Mal ganz pauschal, ohne ins Detail zu gehen. Oder gibts da was passendes?

Nur als Beispiel, würde aber von dem Verein nichts kaufen.
Link zum eBay Artikel

Mit so einem Modulkoffer oder einem Einzelmodul Link zum eBay Artikel die AGM laden.

So ein Koffer wäre interessant, aber das Einzelmodul kommt nicht in Frage. Wiegt 10kg und ist viel zu gross, über 1,30m lang. Mein Auto ist sowieso schon immer gut gefüllt, da kann ich nicht auch noch so ein Modul transportieren.
Ich hatte die Koffer teurer in Erinnerung...

Mein Vorschlag wäre:
Ein Step up DC-DC Wandler mit einer Ausgangsspannung von 14,6 bis 14,7V an die 12V Fahrzeugbatterie anzuschließen und das ganze über Kl 15 (Zündungsplus) und ein Relais zu steuern (Relais ohne Zündung in Ruhestellung)
Damit wird die AGM Batt richtig geladen (14,7V) und nur dann, wenn die Zündung ein ist.
Ein generiertes D+ wird der Prius vermutlich nicht haben und ein D+ Generator wird bei diesem Fahrzeug wahrscheinlich nicht funktionieren.
Andreas

andwein hat geschrieben:Mein Vorschlag wäre:
Ein Step up DC-DC Wandler mit einer Ausgangsspannung von 14,6 bis 14,7V an die 12V Fahrzeugbatterie anzuschließen und das ganze über Kl 15 (Zündungsplus) und ein Relais zu steuern (Relais ohne Zündung in Ruhestellung)

Das wäre auch mein erster Gedanke gewesen.
Oder halt ganz konventionell über D+ gesteuertes Trennrelais (notfalls manuell schaltbar) den WR & somit das CTEK betreiben.
Grade beim PRIUS würde ich keine grossartigen Experimente wagen.
Bei dem wird mit Sicherheit auch die Waschdüse vom CAN Bus überwacht :wink:

& viel Erfolg noch

andwein hat geschrieben:Damit wird die AGM Batt richtig geladen (14,7V) und nur dann, wenn die Zündung ein ist.

Die AGM Batterie wird mit 14,7V richtig geladen, aber die Ladespannung muss dann auf Erhaltungsladung (13,8V) zurückgefahren werden. Wird dieBatterie während der Fahrt permanent mit 14,7v beaufschlagt, droht ein schleichender Verlust der Kapazität, ohne dass sich die eine Abnormalität des Spannungsverlaufs der Batterie einstellt.
Ich habe eine AGM über Trennrelais direkt über die Lichtmaschine geladen, natürlich auch wenn sie rappelvoll geladen war. Nach einem Jahr waren von den 120Ah noch 20Ah verfügbar. Gegen Tiefentladung war die Batterie über eine Unterspannungsabschaltung geschützt.

Daher ist der Ansatz die Batterie über das CTEK zu laden genau richtig.



Manfred

Das Hybridsystem des Prius stellt eine permanente Ladespannung von 13,8V bereit. Das von mir erworbene Trennrelais macht bei 13,3V auf und schliesst bei weniger als 12,8V wieder. Ich kann jetzt entweder auf das Lademanagement des Prius vertrauen oder per Spannungswandler mein CTEK betreiben. Mal schauen...

So, hab gestern das Relais eingebaut. Gesteuert wird es durch den Inverter des Prius, der permanent 13,8V bereit stellt. Ich hab das ganze erstmal mit 5A abgesichert, aber das war etwas knapp. Das reicht zwar zum Laden, aber sobald an der zusätzlichen Batterie noch gleichzeitig ein Verbraucher dran hängt, ist es zuwenig. Jedenfalls war die Sicherung schnell durch. Jetzt sind es 10A, das funktioniert.

Hier sieht man das Relais. Ich habe es unter den Entlüftungsschlauch der Starterbatterie geklemmt. Das etwas dickere rote Kabel geht zum Pluspol der Starterbatterie, das etwas dünnere rote zum Pluspol des Ladesteckers. Das schwarze Kabel aus dem Relais und vom Ladestecker gehen beide auf Masse.


Hier der provisorische Anschluss mit Funktionstest. Die dicke Sicherung ist zwischen Zusatzbatterie und noch anzuschliessendem Ladegerät. Im Zuleitungskabel vom Relais ist auch eine Sicherung.


Funktionstest, System ist aus. Die Starterbatterie hat knapp über 12V, die Zusatzbatterie knapp über 13V.


Funktionstest, System "Ready". Beide Batterien bekommen 13,8V vom Inverter.


Eingebauter Zustand. An die beiden Buchsen wird nun bei Bedarf das Ladegerät angeschlossen, um meine Flugakkus zu laden.