Zusätzliche Kondensatoren am Multiplus - mehr Effizienz und kühlerer Betrieb!

Ich habe mich schon immer gefragt warum eigentlich die Zellenspannungen unter Last wie wild umher springen bzw. hab ich es schon geahnt aber mich noch nicht weiter damit befasst. Es ist nicht viel und bewegt sich im 50mv Bereich. Hänge ich den Speicher aber an einen Modellbaulader für einen Kapazitätstest, betrieben mit einem DIY 24V Servernetzteil als 8s Akkupack verschalten dann sind die Zellenspannungen sowas von stabil, da springt garnix und die Spannungsdifferenz beträgt konstant 10mv. Aber gut das ist quasi auch ein reines DC-System bis auf das Servernetzteil welches natürlich am Netz hängt.

Angestoßen durch diesen Beitrag von AndreasPV kam es mir natürlich gleich wieder in den Kopf: https: //akkudoktor.net/t/jk-inverter-bms-v19-balancing-bitte-um-erklaerung/37896/4?u=u-f-o

Also hab ich mich mal auf die Suche gemacht und diesen Thread gefunden:
https:// diysolarforum.com/threads/victron-multiplus-ii-dc-current-ripple.102402/

Etwas darin gelesen, und das sagt Victron dazu:
https:// www.victronenergy.com/live/_media/ve.bus:4._ripple_in_a_ac_battery_system.pdf

Also hab ich weiter gelesen und bin schließlich dank dem Link von "ricardocello" hier gelandet: https: //community.victronenergy.com/t/vdc-ripple-improvements/10019

Laut diesen Thread und längeren Tests von "Jeroen Kuijf" ist es also tatsächlich möglich die Ripple weiter zu senken. Und der nette Nebeneffekt ist wohl das man damit sogar die Lade- und Entladeeffizienz wie von Jeroen hier beschrieben um rund 4% steigern kann, und der Multiplus läuft dadurch wie er sagt wohl deutlich Kühler:
https: //community.victronenergy.com/t/vdc-ripple-improvements/10019/42
https: //community.victronenergy.com/t/vdc-ripple-improvements/10019/49

Das einzigste Manko ist, diese dicken Kondis sind Schweine teuer, und die Drossel ist auch nicht gerade günstig. Bessere Lade- und Entladeeffizienz kann man dann ganz einfach mittels SmartShunt über die geladenen und entladenen Kilowattstunden checken. Und ein leiserer Multiplus macht nicht nur weniger Krach weil er Kühler läuft sondern lebt dann auch länger! Die Kondis/Drossel sollte man direkt an die DC-Anschlüsse des Muliplus installieren und nicht an die Sammelschiene.

Also falls wer Lust dazu hat....

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Falls ich jemand die Suche ersparen kann: 700€ aufwärts.

hier mal die Ripple Spannung meines Systems bei knapp 14kW Last

Die drei Multiplus II 5000/48 hängen mit 200qmm Flexibar an einer 300qmm Busbar, die größeren Kabelquerschnitte bringen denke ich mehr als ein teurer Kondensator.

Die größte bisher gemessen Ripple Spannung im System lag bei 0,49V in den letzten 12 Monaten

Bei dieser Abtastrate ist die "Messung" der (hochfrequenten) Spannungsschwankungen ohne Aussagekraft. Ich weiß ja nicht wie schnell der Victron seinen Wandler taktet, aber ein paar zig kHz werden es jedenfalls sein.
Da müsste man mal mit einem Oszilloskop ran.

Aber natürlich bringt Querschnitt immer ein bischen was. Was wahrscheinlich mehr schmerzt als der Widerstand sind die Induktivitäten der Leitungen (je nach Länge).

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meines Wissens tackten die interne Wandler mit Netzfrequenz, da ist massiv viel Kupfer drin, ein hochfrequenzwandler bräuchte da deutlich kleinere Wicklungen.

Hab auch viel ripple wg Leitungsimpedanz (2x16, ca 5m, aus der Speicherbank im Garten). Bei 300W festgestellt, Erwärmung aller Bauteile geht wesentlich runter. Damit

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Das kann ich mir nicht vorstellen. Der große Ringkern hat mit der DC-Seite nix zu tun.
Und selbst wenn müsste man nach Shannon mindestens 100 Messungen pro Sekunde machen (ohne Oberwellen)

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du hast recht, wenn das hier stimmt, dann dürften es intern 20kHz sein.
Ich habe keine Ahnung wie Victron die Ripplespannung mißt, ich habe die Grafik oben aus dem VRM Portal gezogen.

Langsame Änderungen (Mittelwert) wird man schon erkennen, was mit dem Widerstand der Leitungen korreliert. So gesehen sieht man bei Dir, dass der Querschnitt schon wirkt. Aber was da noch hochfrequent darüber liegt sollten die Anti-Aliasing-Filter der verwendeten Messmimik sicher abhalten. Ich kenn mich mit Victron nicht aus, aber möglicherweise vergleichen Sie die Spannungsmessung an verschiedenen Stellen (z.B Shunt und WR) via Bus und rechnen dann den Spannungsabfall aus. Ist aber nur ein Vermutung, und würde zu der schlechten zeitlichen Auflösung passen.

Oder ein Bandpassfilter und das durchgehende Signal aufbereiten und gemütlich messen.

Natürlich, aber bei der Abtastfrequenz im 1Hz-Bereich auch nicht wirklich praktisch.

Im oben verlinkten Dokument von Victron geht um die Spannungsschwankungen auf der DC-Seite durch die 50Hz Netzfrequenz. Das ist nicht „hochfrequent“.

Oliver

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Naja, aber wie soll das gehen?
Wohl nur dadurch, dass die DC-Seite durch die die AC-erzeugende PWM hochfrequent (wenn man bei 20kHz von HF sprechen möchte... :smirking_face:) impulsförmig belastet wird.
Mit den Oberwellen kommt man da locker über 100kHz.
OK, auch nicht besonders hochfrequent, aber immerhin aufgeregter Gleichstrom :wink:

Und jedenfalls mit 1Hz Abtastrate oder weniger nicht erfassbar. Auch "nur" 50Hz nicht. Und darum gings eigentlich.

lg
Harald

Gehts hier um zwei verschiedene Dinge? 20 kHz liesen sich doch mit wesentlich kleineren Kondensatoren glätten. Im Victron-Dokument ist aber andererseits zum Thema Ripple klar gezeigt, daß es nicht um 20 kHz geht, sondern um das Spektrum von 50 Hz Wechselstrom mit umgeklappten Halbwellen. Wie auch immer man das jetzt quantifiziert, durch ne analoge Schaltung oder mit direkter Signalverarbeitung, sehe ich keinen Grund den Betrag dieses Ripples final mit mehr als Sekundenauflösung zu speichern, wenn man sich für die Änderung in Abhängigkeit von anderen Größen interessiert. Will man genau sehen, was ggf. alles auf die DC-Seite durchschlägt, ist natürlich ein Oszi gefragt, idealerweise mit Spektrumanalysator.

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Ich fass auf die Isolation. Wirds warm is kacke bleibts kalt is gut. Mit Elko is gut. Feddich

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Da hast Du einfach einen von zwischen + und - gebaut oder ne komplexere Schaltung wie oben vorgeschlagen?

Direkt parallel zu meinem WR. Die impedanz meiner Zuleitung ist eh arg hoch


Ich kann mir denken, warum es bei manchen gut merklich ist und bei anderen nicht. Erstens Impedanz zwischen Batterie und WR. Zweitens Zellen. Bei blei merkt mans noch richtig gut. Die weit voneinander entfernten Platten in der säure erlauben einen kleinen “Elkoeffekt”. Dann kommt die chemisch gespeicherte Energie. Die hat aber eine Hysterese zwischen laden und entladen, bei blei ist die ca. 20-30mV pro Zelle. LFP Zellen sind die Elektroden näher beieinander also “großer Elko” und dann kommt die Zellchemie. Grosse Batterie wird Spannungsripple verhindern.

Natürlich könnte man da mit einem Messgleichrichter o. Ä. drangehen und RMS oder so bestimmen, da hast Du natürlich recht. Allerdings erhält man dann nur ein sehr eingeschränktes Bild.
Warum aber die (leichten) Variationen der 50Hz auf den Ripple durchschlagen sollten (bei ansonsten gleicher Last) ist mir nicht klar. Oder sind hier irgendwelche Nichtlinearitäten und die Erzeugung Subharmonischer im Spiel? Dann wird die Aufklärung mühsam.

Da schlagen keine Schwankungen der 50Hz durch, da schlagen die 50Hz selber durch. Und zwar ungefiltert.

Oliver

Ungefiltert sind sie nicht, der Multiplus hat auf der DC-Seite Kondensatoren verbaut.