Fall c.) mit 100 Hz statt 1 kHz tritt beipielsweise auf, wenn man mit einem einstufigen ( mit PFC-Funktion) Netzteil ohne irgendeinen Zwischenkreis läd.
Fall d.) mit 100 Hz statt 1 kHz und tendenziell größer Amplitude für den Sinus tritt beim Entladen ( also insgesamt mit negativem Vorzeichen ) mit einem 1ph WR auf
Fall d.) mit eher 100 kHz statt 1kHz und etwas zusätzlichen Oberwellen tritt beim Laden mit einem MPPT Laderegler oder "billigem" Labornetzteil auf.
Es handelt sich aber immer um die Überlagerung von DC und AC, also einen Konstantstrom überlagert von AC-Anteilen/Wechselstromanteilen.
Erst wenn kein effektiver Ladestrom mehr fließt, haben wir ein reines AC-Signal.
PS: Ich spreche hier bewußt von Strom und nicht Spannung, weil man bei einer extrem niederimpedanten LFP Zelle bei realistischen Strömen keinen nennenswerten Wechselspannungsanteil in der Zellspannung erzeugen wird.
PPS: Wenn man einen großen LFP-Pack sehr niederimpedant an ein Labornetzteil anschließt, dann wird die Batterie zum zusätzlichen Ausgangsfilter für das Netzteil.
Sie nimmt einen Teil des Ripple Stroms auf, den ansonsten die Elkos im Netzteil tragen würden, und reduziert dadurch die Spannungswelligkeit.
Wenn Schaltfrequenz des Netzteil bzw. Induktivität der Batterieanbindung ( 1 m Batteriekabel dürfte etwa 1 uH haben ) ausreichend groß sind, also die Anbindung nicht mehr niederimpedant ist, dann fungieren Kabel und Batterie als zusätzlicher LC-Filter und die Batterie bekommt kaum noch etwas vom Ripple-Strom des Netzteil ab, weil dieser wieder nahezu vollständig von den Elkos am Ausgang getragen wird.
Das war kein Spaß, sondern eine ernsthafte Frage. Hintergrund meiner Frage ist der Spannungsabfall am Ladekabel, also die Strecke zwischen Laderegler und Akku, im Zusammenhang mit der maximalen Ladespannung. Es ist relevant wo diese maximale Ladespannung gemessen wird.
Für den akku ist relevant, was an seinen Polen ist. Wie das entsteht, ist der Akku wurschte. Was du machen musst, um die spannung, und den Strom, An die Pole zu bekommen, folgt den Regeln der Elektrik. Innenwiderstand, Leitungswiderstand, Spannungsabfall, Regelkennlinien.
Wenn alles vernünftig dimensioniert ist, ist die Frage auch überflüssig!
Der meist kleine Ripple am Ausgang eines Schaltnetzteils (oder eines konventionellen Trafonetzteils mit Glättung über LC) ist für nahezu alle Akkus unkritisch. Kritisch kann es aber dann werden, wenn man die RMS Spannung am Ausgang des Chargers mißt und die Spannung über längeres Laden mit kleinem Strom im Akku sich durch den Ripple immer weiter aufschaukelt (analog Elko-Glättung nach dem Gleichrichter am Trafonetzteil). Die AC-Spannung (RMS) ist deutlich niedriger, als die DC-Spannung, die sich am Elko aufbaut (Faktor Sqrt(2) - Verluste am Gleichrichter (typ. 1,5V - aber stromabhängig). Von daher sollte man den Ripple/Restwelligkeit berücksichtigen, wenn man bis 3,65V laden will. Vermutlich ist das in den allermeisten Fällen solange unkritisch, wie man den Cutoff-Current (aus dem Datasheet) berücksichtigt.
Sofern man direkt an den Zellpolen misst (was das BMS ja tut) ist das auch unkritisch, weil die niedrige Impedanz der Zellen jeden Ripple wegschluckt, wie nimbus schon völlig richtig ausgeführt hat.
Ob die Frage überflüssig ist oder nicht ist wie ich finde Ansichtssache, in einem Forum denke ich ist jedoch nahezu jede Frage nicht überflüssig. Und man muss ja nicht drauf eingehen und antworten.
Aber ich habe eine weitere Meinung von jemanden der in Modellbau Scene als Akku Guru (Gerd Giese) sehr bekannt ist bekommen. Ob seine Aussage nun richtig ist oder nicht muss denke ich jeder für sich selbst entscheiden. Der gute Herr hat jedenfalls reichlich Erfahrung im Bereich Akku und Ladetechnik, das zeigen auch seine Tests und Berichte die u.a. auch in Fachzeitschriften zu finden sind. Wer sucht der findet auf seiner Hompage auch seinen Werdegang...
Leider war die Antwort nur sehr kurz und man müste sich wohl im Detail dazu genauer unterhalten aber seine Aussage war kurz und bündig:
Ich denke es wird schwer mit der Kommunikation wenn er sich nicht selbst hier zu Wort meldet. Da seine Antworten sehr kurz sind gehe ich aber davon aus das er auch keine Zeit hat hier in eine solche Diskussion einzusteigen. Was ich aber sehr interessant finden würde wenn auch überwiegend nur als Mitleser. Wenn also der Akku wegen niedriger Impedanz den Ripple aufnimmt (was sich für mich als Laie trotzdem erstmal wieder ungesund anhört) und/oder beim anschließen der Spannungsripple verschwindet, und auch das Kabel das meiste vom Ripple verschluckt dann sollte sich das doch ganz einfach messen lassen in dem man mal ein Oszi anschließt und misst oder nicht?
Kann man denn nicht aus dieser ganzen Theorie mal Praxis machen?
Hier mal ein Foto vom Akku . Es kommt noch eine angefertigte Plexiglasplatte die schon hier liegt drauf. Der Neey Balancer wird bei Bedarf mit einem Schalter angemacht wenn der Akku im Betrieb ist.
Ich denke für den ersten Akku ist es schon ganz ansehnlich geworden.
Was hättet ihr eventuell anders gemacht oder verbessert?
Ich habe mit einer Stromzange ( 10 mV / A) am Oszi den Stromfluß zwischen einem 5.5 kW Easun 1ph WR und einer Bank aus 3 16s 280 Ah Packs gemessen.
Der WR arbeitet dabei im Inselbetrieb, also kein Netzanschluss.
Der Akku hatte dabei einen SOC von ~ 65 %
Das Vorzeichen ist so gewält, dass Entladen einem negativen Strom entspricht: -100 mV <=> 10 A Entladestrom
Bei dem hier gezeigten Bild, lag eine praktisch rein ohmsche Last von ~ 1800 W an ( Heizlüfter ).
Bei ~ 52.9 V Batteriespannung und einer Effizienz von ~ 92 % ( laut Datenblatt peak 94 % ) würde man einen DC-Strom von ~ 37 A aus der Batterie erwarten.
Das Oszilloskop zeigt, dass wir in der Tat einen plausiblen DC-Anteil ( DC Average ) von 383 mV -> 38.3 A vorfinden.
Dieser ist aber von massivem 100 Hz Ripple überlagert.
In den Nulldurchgängen der 50 Hz Wechselspannung am Ausgang fällt der Batteriestrom auf unter 4 A ( Ruler 1 ).
Zu den Peaks der Wechselspannung sehen wir ~ 83 A ( Ruler 2 ).
Durch die niedrige Impedanz der Akkus sind die Elkos im WR bezüglich der Filterung des 100 Hz Ripples fast wirkungslos.
Dies hat eine ganze Reihe von Auswirkungen:
Batterie, BMS, Kabel, Sicherungen sehen deutlich höhere Peak-Ströme, als man das naiv erwarten würde.
Die Peak-Ströme liegen hier bei mehr als dem doppelten des Durchschnittstroms.
Die Kurzschluss-Abschaltschwelle des BMS muss entsprechend viel höher eingestellt sein als man ansonsten vermuten würde.
Auch wenn man in einer solchen Situation einer Batterie durchschnittlich nur 0.5C entnehmen würde, würde Sie 100x pro Sekunde 1 C liefern müssen.
Das Entladen der Batterie ist faktisch eine "Pulsentladung".
Die RMS-Ströme aller Komponenten sind deutlich höher als gedacht: Nicht nur 38.3A sondern sqrt( 38.3 x 38.3 + 27.4 x 27.4 ) = 47.1 A.
Vorsicht, bei einem 3ph WR, inbesondere bei symmetrischer Belastung, liegen ganz andere Verhältnisse vor.
PS: Dass die blaue Linie zu den Strommaxima dicker wird, ist kein Artefakt.
Nach Reinzoomen kann man hier den ~ 70 kHz Ripple des DC/DC Konverters, der im WR von ~ 50 V auf ~ 400 V wandelt sehen.
Pulsladung. Ich habe mir vor langem mal mit einem speziellen ECS chip bzw. kleinem Modul aus A einen 10 A Lader für die Modellfliegerei gebaut. Läuft immer noch, allerdings mit bescheidenem Fahrrad Computer als Ah Zähler. Daher habe ich mir den ICharger 308 zugelegt der wesentlich stärker ist. Nachteilig ist bei dem daß er unter Ladestrom und damit mit Kabel falsch mist solange kein interner Balancer verwendet wird.
Soweit ich mich an das ECS erinnern kann lief da grob ein 50 mSek Takt mit kurzer schwacher Entladung mit 10 mA. Während der Entladephase wurde auch der Spannungswert ermittelt. Ich habe die Wirkung des recht schwachen Stromes zwar angezweifelt, aber man konnte wirklich schnell laden. Zu der Zeit gab es auch richtige Pulslader wo die Leitung zitterte
Zu den Labor Netzgeräten.
Keine Ahnung wieviele lineare u.SNT bei mir tw. ohne Gehäuse oder auch mit Fixspannung rumstehen. Darum habe ich mir vor kurzem die kleine eierlegende Wollmilchsau aus China Ride RD 6024, bis 24A bis 60 V out auch noch zugelegt. Ich betreibe es hauptsächlich mit externem 56V 5 A Netzteil, es reicht aber fast jedes kleine Steckernetzteil für Kleinanwendungen. Nur USB C bzw. PD leider nicht. Haupgrund war die direkte Wahl und Verriegelung der Einstellung neben den 24A. Ist auch zum Akku laden mit Abschaltung geeignet.
Richtiger Lasttest steht noch aus, mal sehen wie lange es hält.
Daneben der kleine updown Zwerg bis 5A, ideal für Akku Betrieb.
Hi, das mit dem Cuttoff-Current lese ich bei euch ständig, frage mich aber immer, wie ich das bei einer kleinen PV mit MPPT bewerkstelligen soll, wenn die Zellen fast voll sind und die Sonne nachmittags nicht mehr Amper hergibt.
Wäre top, wenn mir das jemand nochmal erklären könnte.
Sry, wenn ich in eure Oszi Diskussion reingegrätscht bin...
@dino Ich hatte vor kurzem mit dem cutoff bei Natrium Ionen mit interner Begrenzung Probleme. Da sank der Strom bei max. Ladeschluss Spannung einfach nicht unter den vorgegebenen Wert und die Zelle wurde sehr warm dadurch. Da ist aber wohl irgend ein Begrenzer in der Zelle und der heizte. Sonderfall.
Generell tun den Zellen hohe ständig anliegende Spannungen auf Dauer nicht gut. Z.B. dauerhaft 3,6 V. Daher schaltet der Lader nach erreichen dieses Punktes ab, er nimmt ja kaum noch Energie auf, und die Spannung sinkt auf etwa 3,4 V bei LFP ab.
Ist keine Abschaltung vorgesehen würde ich die Ladeschluss Spannung tiefer stellen. Dauert dann halt länger bis der Akku voll wird da der Strom früher absinkt.
Das ist eigentlich ganz einfach. Wenn kaum noch Strom fließt und die Zelle bei 3,4V oder darüber liegt, dann ist die Zelle voll. Nach der Nordkyn-Studie, ist eine LFP-Zelle bereits bei 3,37V zu 100% voll, wenn kein Ladestrom mehr fließt. Wenn der Strom also unter 0,01C liegt (1 A bei einer 100Ah-Zelle), dann solltest Du bei ca. 3,4V Schluß machen mit der Ladung. Solange der Ladestrom noch über 0,05C liegt, kannst Du sogar bis 3,65V gehen als Ladeschlußspannung. Ich behaupte mal, viele PV-Nutzer quälen ihre LFP-Zellen mit zu hohen Spannungen, weil die PV natürlich dauernd versucht ihre Energie abzugeben und man möchte die Zellen so voll wie irgend möglich machen.
vielen Dank für die nochmalige Ausführung, soweit hatte ich es verstanden. Derzeit habe ich meine Ladeschlussspannung auf 3,44 V gestellt und den Balancer-Start auf 3,40 V,
da ich aber nicht sicherstellen kann, das meine PV bis 3,65V die 0,05C liefert (280Ah=14A) sollte ich meine Werte lieber/besser auf 3,4V Ladeschluss und den Balancer auf 3,38 stellen ?
@dino Vermutlich bremst bei Quelle 3,44 und stark sinkendem Ladestrom eh der Balancer auf 3,40 und arbeitet. gut. Solange er nicht heiß läuft würde "ich " nix verändern.
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. Es kommt noch eine angefertigte Plexiglasplatte die schon hier liegt drauf. Der Neey Balancer wird bei Bedarf mit einem Schalter angemacht wenn der Akku im Betrieb ist.
