Batterieladegerät der hohen Leistungsklasse

Hallo,
ich würde gerne ein starkes Bleibatterieladegerät bauen.
Sekundär soll es bei einer maximalen Ausgangsspannung von 15V einen Strom von max. 40 A liefern.
Eingangsspannung soll 230V sein.
Als Schaltung habe ich einen Gegentaktdurchflußwandler ausgewählt.
Ich möchte das Ladegerät mit einem µC kontrollieren.
Der µC soll dabei die Spannungs und Stromregelung übernehmen, sowie die Ladezeit überwachen und eine Temperaturkompensation machen.

Soweit so gut.

Die Temperaturkompensation und die Regelung der Ladespannung sind nicht das Problem, jedoch habe ich irgendwie nen Denkaussetzter bei der Stromregelung. Die Batterie soll im IUIA Verfahren geladen werden. Die erste Ladephase ist relativ einfach. Hierbei muß das Netzteil den maximalen Strom bei einer voreingestellten Spannung liefern. Bei der U Phase ist es auch relativ einfach, da die Ladeschlußspannung einfach gehalten wird und ein Absinken des Stromes durch Veränderung des Innenwiderstandes der Batterie begrenzt wird, bzw. auf ein bestimmtes Level absinkt z.B. 2 A. Nun das für mich etwas kniffelige, die zweite I-Phase. Hierbei wird zur Rekombination die Spannung frei laufen gelassen und der Strom bei 2 A eingeprägt. Jetzt mein Unverständnis:

Wenn die Batterie vorher, bei sagen wir 14,4 V 2 A aufgenommen hat und ich jetzt die Spannung erhöhe muß da mehr Leistung zusammenkommen, wie ist die Schaltungstopologie der Regelung für den Strom. Was mache ich mit der überschüssigen Leistung? Elektronische Last und in Wärme verballern?

Hat jemand eine Idee dazu?

MfG

Jens

Hm, schade...

weiß keiner was zu dem Thema?
Vielleicht kennt jemand ja ein Forum speziell für Ladegeräte.

MfG

Jens

Das was du möchtest ist kein Ladegerät :P Was du da baust, ist ein Netzteil mit Spannungs und Strombegrenzung. Wenn du danach suchst wirst du fündig. IMHO ist das aber nicht so ohne...

Der zweite Teil, der Lader, ist nur ein Spezialfall, z.B. deine 40A und 14,4V. Die genauen Ladephasen kriegst du über den Typ des Akkus heraus, den du laden möchtest. Dazu gibt es genug Quellen, es kann dir auch keiner helfen, weil du den genauen Typ nicht genannt hast.

Hallo Avion,
ein Ladegerät ist nichts anderes als ein regelbares Netzteil. Natürlich will ich mehrere Akkutypen laden (GEL / Vlies etc.) und die haben unterschiedliche Ladevorschriften, deshalb ja auch regelbar.... Die Spannung zu regeln über PWM sollte nicht so problematisch sein, aber einen Strom einzuprägen und die Spannung frei laufen zu lassen bereitet mir denkerisch Probleme.#

Gruß

Jens

Hallo
Sind das Blei akkus? Die fangen doch ueber 14,4 Volt an zu gasen und gehen dann kaputt.
MFG

Nein, tun sie nicht, sie sollen zwar gasen in der 3 Ladephase (IUI), da dort die Säuredichte wieder gleichmäßiger wird(man nennt die zweite I-Phase auch Rekombinationsphase). Ansonsten gebe ich dir recht, der Akku würde bei hohem Strom das Gasen anfangen und kaputt gehen, nicht aber bei kleinem Strom. Diese Art des Ladens benutzt man bei zykl. Betrieb, nicht wie bei USV Anlagen, wo IU Laden ausreicht.
TIP: WWW.BATTERYUNIVERSITY.COM

Zitat:

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Zitat von JensB

Nein, tun sie nicht, sie sollen zwar gasen in der 3 Ladephase (IUI), da dort die Säuredichte wieder gleichmäßiger wird(man nennt die zweite I-Phase auch Rekombinationsphase). Ansonsten gebe ich dir recht, der Akku würde bei hohem Strom das Gasen anfangen und kaputt gehen, nicht aber bei kleinem Strom. Diese Art des Ladens benutzt man bei zykl. Betrieb, nicht wie bei USV Anlagen, wo IU Laden ausreicht.
TIP: WWW.BATTERYUNIVERSITY.COM

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Ich will dich nicht persönlich angreifen, aber es auch nicht so stehen lassen. Der nächste glaubt's nämlich...

Bleiakkus gasen zu allen möglichen und unmöglichen Gelegenheiten! Wenn ein Blei_Gel_Akku gast, dann verliert er irreperabel an Kapazität. Der Akku gast in der ersten, der Konstantstromphase, wenn der Strom zu hoch ist. Bei geschädigten Akkus (z.B. Tiefentladung) ist das schon bei 1/10C der Fall. Bei zu hoher Spannung gast der Akku in jeder Ladungsphase. Der Strom gast auch bei zuviel Ripple.

@JensB noch ein schöner link zu den verschiedenen Ladeprofilen: http://www.basytec.de/ladung/ladung.html

Gut, wenn Du meinst, der Link sagt mir im Bezug auf Blei nichts neues, eher bestätigt er meine Meinung, denn dort steht:

Vollständige Aufladung der Batterie (möglichst schnell), dann steht dort :

Der Elektrolyt zersetzt sich beider I-Ladung ohne Abschaltung, das gilt aber nicht für IU bzw. IUIA, ich lade meine Batterien so(Krankenfahrstuhl) seit 45 Zyklen, immer noch volle Kapazität bei C1,25 und 100Ah Blöcken (C20)sauberer Entladespannungsverlauf. Ladegerät IU, Ladestrom 45A max. , Ladeschlußspannung bei 25° 2,35V/Zelle. Ein extra Lader 10A IUIA macht dan nochmal das Konstant I bei 2,47V/Zelle und max 1,8Abei 3 Stunden Dauer.

Das Funktioniert, habe ich mit diversen Methoden bei meinen Vliesblöcken getestet., aber darum gings mir hier nicht.

Mir gehts um Leute, die mir was über Schaltungstopologien zu IUIA Ladern geben können und nicht darüber zu diskutieren was für Batterien gut oder schlecht ist.
Prof. Sauer von der RWTH Aachen bestätigt die Hochstromladung durch Studien.

Gegenfrage: Warum haben USV Anlagen Gleichrichter mit >50A I? Halte die Spannung bei hohem Strom unten und Deine Btterie wird es Dir danken. Sulfatierung hat hierbei übrigens auch nicht so einen großen Stellenwert.
Nochwas, gleiche Batterie mit 10A geladen Lades.Spg. bei 2,45V/Zelle IUIA, bei zweiter I Phase 2,55V/Zelle bei 2 A, nach ca 23 Zyklen waren sie im EIMER. Sulfatierung und Gitterwachsen, was letztenendes bei einem Block zum Zellenschluß führte. also Mist.

Trotzdem danke.
Die Seite ist brauchbar.

MfG

Jens


PS: Vielleicht hat ja doch einer einen Link zu einem Forum oder so.

Wühl Dich da mal durch :
http://www7.informatik.uni-erlangen....d/mawin.htm#86

Im ELV-Journal oder in Elektor war mal ein Artikel genau zu diesem Thema.

Gruß

@JensB
Deine persönlichen Erfahrungen sind eine Sache. Aber ICH höre ein zischen hier auf meinem Schreibtisch, wenn ich den Strom hochdrehe. In dem Link wird die Sache mit der lokalen Säuredichte in den Platten besprochen, deswegen habe ich ihn dir geschickt.
Ich möchte nur nicht, dass jemand seine Bleigelakkus ungerührt mit 1/2C lädt und glaubt, er täte ihnen damit etwas gutes.

Und zu deiner Gegenfrage: Bei USVs werden grundsätzlich die Akkus geröstet, was auch im Interesse des Herstellers liegt (Verschleissteil). Also nicht DIE Referenz für richtiges laden :)

Dass es bei dir funktioniert, bestreite ich nicht. Kann ich auch garnicht ;) Aber der nächste macht es nach und dann ist der Akku hinüber. So und jetzt höre ich auch auf zu diskutieren ;)

Ontopic: Ich wiederhole nochmals: Du suchst nicht nach einem Batterieladegerät, sondern nach einem regelbaren Schaltnetzteil! Google nach SMPS, da findest du soooooooooooviel!
Wenn du dir das googlen sparen möchtest, hier sind die links :P :
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmsta...smps/smps.html Übersicht über verschiedene Topologien mit ungefährer Leistungsklasse und Berechnung
http://www.sprut.de/electronic/switch/index.htm Erklärung auf verständlichem Niveau

Hallo Avion, danke für die Links, sicher hast Du Deine Erfahrungen gemacht, aber die Werte die ich nutze sind ja genau das Gegenteil des vom Hersteller empfohlenen. Die sagen lade mit 1/10 C und das haut nicht hin, frag mal die Leute von www.elektromobilfahrer.de oder einfach den Prof. Sauer. Die sagen nichts anderes als ich. Habe die Bleiklumpen nach einer Tiefentladung (9V Ruhespannung) schon mal mit 160A geladen, danach waren die Topfit und: Sie haben nicht geblubbert. Mag sein, daß eine Gel Batterie das nicht so verkraftet wie eine Vließ oder eine offene Blei Säure. Aber es funktioniert.

@JEDERMANN:

Macht Eure eigenen Erfahrungen, mag sein, das sie besser sind als meine.

Will hier auch niemanden was vom Pferd erzählen, aber ich bin mit meinem EV mit dieser Technik seit 3500km unterwegs und die letzte Tour war 1200km in 5 Tagen. Macht das mal mit 1/10 C. oder 1/2 C und checked mal Eure Batterien, welche dann fitter sind.

Nochmals danke für die Links, denke die werden helfen. Aber ein Ladegerät ist NICHT NUR ein Netzteil....


Liebe Grüße

Jens

Krass, das hätte ich jetzt wirklich nicht gedacht - 160A ist eine Menge Holz! 9V Ruhespannung ist auch recht wenig. Ich hätte jetzt spontan gesagt, dass die Bleiakkus das nicht überleben. Haben sie aber... also stimmt doch etwas an meinem Weltbild nicht :( Du hast defenitiv mehr Erfahrung mit Bleiakkus als ich, dazu sogar noch recht gute :D Dein link ist übrigens sehr interessant.

Ein Erklärungsversuch: Man sagt ja, das Akkus so geladen werden sollen, wie sie auch entladen werden. D.h. Modellbauakkus im allgemeinen mit Hochstrom, Akkus für Uhr oder mp3-player mit niedrigem Strom. Bei dir ist es wohl eher Giga-strom ;) Das trifft zumindest auf NiMH und NiCd Akkus zu. Durch den hohen Strom verringert sich der Innenwiderstand und vergrößert sich die Selbstentladung, was bei dir ja erwünscht ist. </Erklärungsversuch>

Meine Bedingungen waren: Tiefentladener Akku mit ~8,8V. Es ist eine "Rechargeable Sealed Lead-Acid Battery" von Flamm-GS, 12V, 7,2V. "Stationary Battery" steht noch drauf. War in einer Alarmanlage mit Float-charge eingebaut. Geladen habe ich mit Strombegrenzung 500mA, Spannungsbegrenzung 13,8V. Nach ungefähr 5-10min konnte man ein deutliches Zischen aus einer der mittleren Zellen hören.

Wir haben also genau gegensätzliche Bedingungen :P

Zitat:

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Aber ein Ladegerät ist NICHT NUR ein Netzteil....

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Ja klar. Aber du hast die Ladeprofile in den Links. Zuerst würde ich mit Konstantstrom arbeiten, dann weiter nach Konstantspannung mit 14,4V. Nach ungefähr einer Stunde würde ich zurückschalten auf 13,8V, die Säure sollte dann ordentlich durchmischt sein und die Zellen angeglichen. Vielleicht solltest du auch eine extra Feedback Leitung einbauen, um den Spannungsabfall über die Zuleitungen zu kompensieren. Damit kannst du die Ladedauer IMHO stark abkürzen. Und wenn du ein regelbares Netzteil mit Strombegrenzung bauen kannst, dann ist das auch nicht weit davon entfernt.

Hi. Ich hab ein 28Ah-Bleigelakku, und das Ladegerät dazu ist wohl futsch. Ich habe noch ein anderes Ladegerät, aber da drauf steht, dass es für max. 10Ah-Akkus ist.

Ich weiß, dass sich die frage etwas dämlich anhört, aber ist da wirklich nichts zu machen/ kann ich den Akku auch einfacher laden? Indem ich zum Beispiel den Trafo vom alten Ladegerät anzapfe und dann quasi direkt den Akku lade... Ohne laderegler/etc.

Weiter oben habe ich einen Link zu den Ladeprofilen gepostet. Da steht alles drin, was du wissen musst. Solange du diese Parameter einhältst, behandelst du den Akku besser als jeder Supermarktlader.

Wahrscheinlich schaft dein 10Ah lader nur einen geringeren Strom, d.h. der Ladevorgang dauert länger.

Ah, ok, danke! Dann versuch ich morgen mein Glück. Kann es nur irgendwie sein, dass mir dann anfangs der Ladestrom zu groß wird, oder ähnliches?

Ich hab grad mal nachgemessen, der 12V-Bleigelakku hat noch ca. 4,5V, das nennt sich glaub tiefentladen... Hoffe, dass das geht.

Der Ladestrom wird eher zu niedrig sein. 4.5V ist tiefentladen, genau :) Kommt drauf an, wie lange er so tief entladen war. evtl. kriegst du ihn wieder flott, dauert aber seeeehr lange. Am Anfang wird er garkeinen Strom annehmen. Auch nach ein paar Lade-/Entladezyklen wird er weit unter seiner ursprünglichen Kapazität bleiben.

Danke. Ich glaube nur, dass der Akku von beiden Ladegeräten nicht mehr erkannt wird, da am Ausgang des Ladegeräts auch die Lade-LED aus bleibt.

Ich hab im Keller noch ein gehacktes PC-Netzteil, mit 12V-Ausgang. Kann ich damit den Akku "schockladen" (kurzzeitig, so 10min), so dass die Ladegeräte ihn wieder erkennen?

Oder isser dann einfach schon von uns geschieden?

Sorry, da kann ich dir wahrscheinlich nicht weiterhelfen. Es ist nur so, dass tiefentladene Akkus am Anfang keinen Strom annehmen. Z.B. mit Multimeter überprüfen, 1-2mA sollten schon reingehen. Und Lämpchen heißt nichts. Du kannst den Lader mal aufschrauben, ich glaube du wirst vom Hocker fallen wie primitiv das ist.

Das gehackte PC-Netzteil kannst du verwenden. Der Strom sollte zwar beschränkt sein, aber das erledigt jetzt der Akku für dich ;) Ladeschlusspannung ist 13.8V, d.h. du solltest nochmal nachladen. Steht übrigens alles im Link von mir.

@avion und vielleicht auch @jens, wenn der noch mitliest:
was sagen eure Erfahrungen zum Zyklengebrauch von Blei-Gel?
Ich müsste einen 6V 10Ah SLA-Akku einsetzen, der gerne viele, viele Zyklen überleben darf. Tiefentladeschutz ist in der Schaltung schon vorgesehen, und ich wäre diesmal geneigt, auf einen uC zu verzichten, auch wenn ich dafür ein zu kaufendes Lade-IC einsetzen müsste, was letztlich auch einen Controller enthalten wird.

Zitat:

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Ladeschlusspannung ist 13.8V

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Joah, mit dem Netzteil komm ich eh max, auf 12V, also von daher....
Ich versuchs jetzt mal.

Aber mit dem Original-Ladegerät ist wohl nix mehr los, das gibt nur noch 1.3V....


EDIT: Es funzt!!! Und zwar mit dem Ladegerät für max. 10Ah-Akkus.
Hab anfangs mal den Strom gemessen: 0,01yA, 0,02 0,05.... Das Ladegerät kann max. 1200mA, hat aber ne Strombegrenzung drin. Dann muss ich halt 20h warten, oder so.
Jetzt läd es, also zeigt das auch an.