Es gibt ja inzwischen eine Menge halbwegs günstiger gebrauchter E-Transporter und ich überlege, mir z.B. einen StreetScooter zuzulegen. Die geringe Reichweite und fehlende Schnellladefähigkeit wären mir meistens egal, da ich in der Regel nur kurze Strecken fahren würde und jede Nacht in Ruhe aufladen könnte.
Das geht aber nicht allen so und vielleicht will ja auch mal jemand einen einfachen Camper draus bauen. Da wäre es ja ganz nett, die Reichweite mit einem selbstgebauten Akku zu erhöhen, den man sonst als Hausspeicher verwendet.
Da hätte man aber ja eher 48V als was ein Fahrzeug so erwartet und dann wollen da noch Steuergeräte über CAN miteinander kommunizieren und keins davon rechnet damit, dass da noch ein weiterer oder ein anderer Akku auftaucht.
Verzeiht meine vielleicht etwas naive Vorstellung aber bekommt man das nicht irgendwie hin gefrickelt?
Würde man eher mehrere Packs in Serie schalten, um auf die nötige Spannung zu kommen oder gibt es da bezahlbar passende DC-DC-Wandler?
Kannst ja auf 230V AC hochsetzen und dann den Originalakku damit laden. 70% Wirkungsgrad wird man damit bestimmt schaffen. Aber ich vermute, dass man beim Fahren nicht gleichzeitig laden kann.
Seit ich Deinen Beitrag vor knapp 3 Wochen erstmals gelesen habe, habe ich viel über diese Fragestellung nachgedacht und mir auch einige Gedanken zur möglichen Umsetzung gemacht.
Jetzt antworte ich endlich mal, denn ich habe nach einigem Suchen nun einen Beispielfall gefunden, wo jemand so etwas tatsächlich umgesetzt hat.
Der Besitzer eines Mitsubishi i-MiEV hat da tatsächlich eine Lösung gefunden. Hier ist sein "Frankenstein-Range-Extender":
Der Mitsubishi i-MiEV hat einen Fahrakku mit 88 NMC-Zellen. Deren Ladeschlussspannung scheint bei 4,1 V zu liegen. Der Erbauer des genannten Umbaus hatte Zellen mit 4,35V Maximalspannung zur Verfügung und hat davon dann 84 Stück genommen, damit die Maximalspannungen der beiden Akkupacks zusammenpassen. Der externe 84-Zellen-Akku sitzt im Kofferraum und hat ein eigenes BMS. Angeschlossen ist der Zusatzakku an den ChaDemo-Ladeanschluss des i-MiEV, wobei das zugehörige Relais so umverdrahtet wurde, dass es bei "Zündung an" anzieht. So wird der Zusatzakku parallel zum werksseitigen Fahrakku geschaltet. Das funktioniert offenbar ganz gut, er hat statt der normalen ca. 100 km Reichweite des i-MiEV nun um die 170 km.
Jetzt müsste man sich halt mal eine Lösung überlegen, bei der man (wesentlich billigere) LiFePO4-Zellen in den Kofferraum packt. Am besten mit 48V Akkuspannung, die kann man mit gängigen Photovoltaik-Hybrid-WRs sowohl aus PV/Netz laden, als auch ins Netz speisen lassen. Da wäre dann Vehicle-to-Home (V2H) leicht mit implementierbar. Und ein Defekt des On-Board-Chargers des Autos wäre dann auch nicht so schlimm, weil man den Zusatzakku weiterhin aufgeladen bekommt.
Natürlich braucht man dann einen Step-Up-Wandler, der aus den 48V so typisch 300-400V generiert, die man in den HV-Fahrakku drückt. So um die 10 kW Leistung sollten dafür reichen, viel mehr hat man im Mittel im Fahrbetrieb nicht. Lastspitzen beim Beschleunigen kommen dann überwiegend aus dem Originalakku. Ich muss mal überlegen, welche Hardware man dafür zweckentfremden könnte...
Das wäre aber nur eine "Flachland-Lösung"! Was passiert, wenn der Fahrakku, unerwartet für die Bordelektrik, recht voll ist und es kommt rekuperation an einem langen Gefälle? Das müßte dann in den frankenstein umgeladen werden
Das Problem hat jedes E-Auto, ganz unabhängig von einem Zusatzakku. Wenn Du "oben am Berg" voll auflädst und dann eine langezogene Strecke bergab fährst und bremst, wird durch die Rekuperation der Akku immer irgendwann seine obere Ladegrenze erreichen. Damit muss die Bordelektronik umgehen können. Ist so gelöst, dass die Rekuperation bei Erreichen der maximalen Ladespannung abgeschaltet wird und Du rein mit mechanischer Bremse weiterbremsen musst.
Beim "Frankenstein-Akku" verteilt sich der Rekuperations-Strom auf beide Akkus. Sobald der originale Fahrakku seine Maximalspannung erreicht, schaltet die Rekuperation ab.
Lass' mal rechnen: Originalakku: 88 x 4,1V = 360,8 V
Frankenstein-Akku: 84 x 4,35V = 365,4V
Wurde vom Erbauer also schlau gemacht. Der Frankenstein-Akku verträgt die etwas höhere Spannung. Beide Akkuspannungen sind gleich, wegen Parallelschaltung. Wenn bei 360,8V die Rekuperation abschaltet, hat der noch etwas "safety margin" nach oben.
Daran muss man bei dem Ansatz mit einem 48V-Akku natürlich denken, das ist richtig. Lässt sich konstruktiv aber so lösen, dass man bei 80% SOC des Originalakkus einfach aufhört, diesem Strom zuzuführen. Dann bleibt genug ReKu-Reserve, und für dessen Lebensdauer ist es auch besser.
Wäre schon irgendwie verlockend: Quaderförmige 3,2V 280 Ah LiFePO4-Zellen bekommt man zur Zeit schon für um die 50€/Stück. Also 32 Stück für 1.600€. Dann hätte man in 16S2P-Konfiguration einen 51,2V 560Ah Akku, also 28,7 kWh. Das sollte einem kleinen bis mittleren E-Auto um die 200 km Extra-Reichweite bringen.
Dass hört sich interessant an. An so etwas denke ich auch schon bei meinem e-nv200. Es bräuchte da dann allerdings nen 7KW Wandler und laden müßten wir die zwei Akkus dann wohl auch separat zB direkt über den Wandler. Dafür könnten die 28,7KWh einfach als mobiler Hausspeicher verwendet werden. Die Steuerung ließe sich z.B.mit nem Rasberry realisieren. Stellt sich die Frage ob die Autos während der Fahrt über 230V laden könnten, oder es einen Wandler direkt auf die 360V braucht. Ist hier aktuell noch jemand drann?
So ein NV200 wär für mich auch fein, wenn ich damit wenigstens den Berg raufkäme.
Hab grad mal rumgesucht, die verschiedenen Kapazitäten scheinen verschieden viele Zellen drin zu haben, und einen Konverter, der die 360V für den Motor macht. Vielleicht kann man mit viel zivileren Spannungen arbeiten? kleinste Version hab ich gelesen 48 Zellen, das sind "nur" 200V..
Ja ganz genau, das ist eben der Charme des 48V-Ansatzes. Deswegen schrieb ich oben auch von intrinsischer V2H-Kompatibilität dieser Lösung. Mit 48V LiFePO4-Akkupacks kommt jeder Victron Multiplus klar, so dass man ins Netz speisen, aber auch aus dem Netz laden kann. Wenn das Auto mal ein paar Tage ungenutzt vorm Haus steht, kann man den Akku gleich als Heimspeicher mitnutzen. Oder bei einem Haus mit Inselanlage zum "Strom holen" fahren zu einem Haus mit Netzanschluss. Und falls das Vorhaben mit dem Frankenstein-Akku doch scheitern sollte, kann man die dafür gekauften Zellen immer als Heimspeicher nutzen, d.h. das Risko des Kaufs ist sehr begrenzt.
Ein AC-Laden während der Fahrt wird vermutlich bei allen neueren E-Autos (mit Li-Ionen-Akkus) blockiert sein, d.h. man muss da wohl mit DC an den Akku ran.
Dabei fügt es sich evtl. auch gut, dass 48V auch ungefähr der Leerlaufspannung gängiger PV-Module entspricht. Wenn man das mit dem StepUp DC-DC-Wandler (48V -> 300+x V) realisiert, kann man dann gleich noch ein PV-Modul auf das Dach schnallen und während der Fahrt oder des Parkens mit PV nachladen. Also das, was Sono Motors Sion und Light Year Zero hätten leisten sollen, die es nicht in die Serie geschafft haben.
Ich sehe also insgesamt viele Vorteile des 48V-Ansatzes.
Ich sehe das hier gerade als interessante Brainstorming-Phase, was man sich so bauen könnte. Falls ich das realisiere, werde ich eher erst in 1 Jahr richtig beginnen und dann vielleicht in 2-3 Jahren etwas am Laufen haben. Also eher als langfristig zu verstehen bei mir.
Ich habe aktuell nicht mal ein BEV, würde dann aber gezielt eines kaufen, das zum Vorhaben passt. Ein noch fahrbereiter i-MiEV mit ausgelutschtem Akku (<50% SOH) für kleines Geld wäre z.B. eine Option. Defekter On-Board-Charger (verbreitetes Problem beim i-MiEV) wäre dann auch akzeptabel.
Hey (und erstmal Sorry für die längere Stille, mich hatte das "normale" Leben eingeholt und mir andere Themen in den Weg geworfen)!
Das freut mich und auch die weiteren Nachrichten dazu! Sehr motivierend, dass ich nicht allein mit so einer für Normalmenschen wahrscheinlich eher bekloppten Idee bin
Einen eigenen Akku einfach während der Fahrt parallel zum Fahrzeugakku zu hängen klingt ja mal richtig spannend! Ich hätte befürchtet, dass die Bordelektronik da Probleme macht, weil sie ja nichts davon weiss, dass da noch eine andere Energiereserve mit fährt!
Ich wäre dann allerdings auch eher bei der Idee, mehrere 48V-Packs in Serie zu schalten, um an die Bordspannung zu kommen, weil dann die Energie in beide Richtungen fließen kann. Was würde wohl ein Step-Up-Wandler sagen, wenn er im Falle der Rekuperation an seinem designierten Ausgang gefüttert wird?
Die 48er Packs könnte man dann im Haus parallel schalten und im Fahrzeug in Serie. Der Gedanke einer regelmäßigen Umkonfiguration zwischen hohem Strom und hoher Spannung gruselt mich allerdings etwas und man bräuchte ja 6 oder mehr davon, um auf typische Fahrakku-Spannungen zu kommen... Also vielleicht doch lieber Step-Up? Aber 10kW, hui, das ist schon amtlich...
