Vorstellung neue Technik für 12V & 220V Verbraucher

[SamOnTour]

Zitat von Desertbyte

Interessanter Thread...
...mir würde bei den Strömen und der Unhandlichkeit der Querschnitte ein wenig mulmig wenn ich ehrlich bin.

Wenn man die Leitungen kurz hält, also Batterien, Ladegeräte und Inverter nahe zusammen hat, sollte das so schlimm nicht sein. Da steht mir beim Umbau leider noch einiges in Haus, um das Ziel zu erreichen ...

Zitat von Desertbyte

Es wird wohl jetzt schon zu spät sein, aber die Anlage in 48V auszuführen war keine Option?

MWn gibt es die meisten Geräte in 12V oder 24V Versionen. Mein vorhandener Gerätepark läuft mit 12V, also bleibt es wohl dabei.

Grüße

[Desertbyte]

Zitat von SamOnTour

MWn gibt es die meisten Geräte in 12V oder 24V Versionen. Mein vorhandener Gerätepark läuft mit 12V, also bleibt es wohl dabei.

Grüße

Ich meinte die 48V als zweckmässige Speicher-Spannung für die vielen 240V Verbraucher die du angeführt hast, also um die Ströme zum Inverter kleiner zu bekommen.
Kurze Verbindungskabel und das Material räumlich möglichst nahe anzuordnen ist gut!

Für die 12V/24V Verbraucher ist es natürlich nicht so sinnvoll, da müsste man dann per DC/DC-Wandler runterfahren.

Alles Gute für das Projekt!

Roland

[SamOnTour]

Zitat von Desertbyte

Ich meinte die 48V als zweckmässige Speicher-Spannung für die vielen 240V Verbraucher die du angeführt hast, ...

Die vielen 230V-Geräte hat der Eröffner dieses Fadens eingebracht. Ich hatte mich mit meinen Betrachtungen zur Ausfallsicherheit da nur reingedrängt ...

Für 48V wird man idR 12V oder 24V Batterien in Serie schalten. Damit ist das Thema Ausfall von Komponenten allerdings auch wieder auf dem Tisch. Bei 12V muss nur eine Batterie überleben, damit ich einen Notbetrieb aufrecht erhalten kann.

Grüße

[Heimfried]

Zitat von Alfons Zitterbacke

[...]
Victron smart Batteryprotect 12V/220A (heute gekauft)

Stromlaufplan:

Batteriebank -> Hauptsicherung 250A -> SmartShunt -> Batterieprotect -> Sammelschiene:
- Multiplus II
- weiter zur Verteilerschiene bestehende 12V Technik
[...]

Victronenergy schreibt in den Manuals sehr deutlich, dass die Stromrichtung des Smart Battery Protect (ich habe den 220er auch) unbedingt einzuhalten ist. Falscher Anschluss kann ihn zerstören. Du findest da auch etliche Schaltbilder.
Und dein Multiplus (habe ich nicht) kann, soweit ich weiß, sowohl Ladegerät als auch Last sein.

[Alfons Zitterbacke]

Nun ist die Batteriebank in der ersten Ausbaustufe von 4x200 auf 6x200Ah ausgebaut worden.

Nächste Ausbaustufe sind dann 3 weitere 200Ah. Dann stehen mir insgesamt
1800Ah zur Verfügung. Wer jetzt fragt, was man mit 1800Ah anfangen soll:

220V Kühl/Gefrierkombi/Backofen, Induktionskochfeld, 2KW Boiler.
Damit bekommt man gerade im Winter, wenn kein Solarertrag ist auch in einer Woche die Batterien leer.
Es kursiert ja ndas Gerücht, dass man nicht mehr als 4 LifePo4 in Reihe parallel schalten soll, aber keiner kann sagen, warum.
Deswegen habe ich den Hersteller mehrmals nachgefragt und der hat geantwortet, das es natürlich geht, nur mit jeder weiteren Batterie steigt die Fehlermöglichkeit, wie z.B. das eine Batterie aussteigt. Mehr hatte er nicht als Argument. Mit dem Risiko kann ich leben...

und endlich ordentliche und genügend Steckdosen an dieser Stelle.
Vorher war eine normale (keine Feuchtraum) Steckdose dort verbaut.
Man denkt immer, macht man mal eben schnell, aber aus "eben mal schnell machen" sind dann 7h geworden mit Kabel ziehen, adernendenhülsen verpressen, an Sicherungskasten anklemmen usw.
Aber wie heißt es doch so schön "Gut Ding will weil haben

[Thomas69]

Woher kommt die immer wieder auftauchende Meinung zu "LiFePO Akkus zerstören Generator"?

Wenn die AGM einen Zellschluß hat (kommt ja auch vor), muß die LiMa/Generator volle Pulle laufen und geht auch nicht "kaputt".
Der Strom eines Generators ist durch seinen magnetischen Aufbau begrenzt. Selbst bei einem Kurzschluß könnte der nicht größer werden.
Natürlich ist die hohe Dauerlast weder für die Wicklung noch die Dioden "angenehm" aber nicht zerstörerisch.

Und die meisten fahren doch eh einen Sterling mit Temperatursensor am Generator?

Die B2B sind aus dem Wohnmobilbau herübergekommen: da macht der Generator was die Motorsteuerung wegen Abgasgesetzgebung will und das kann von 9 bis 16 Volt so ziemlich alles sein. Der B2B macht daraus einfach etwas "verträgliches" für die Bordbatterie/LiFePO.

Nach meinem Verständnis liegt das Problem woanders: die große Kapazität der heutigen LiFePOs ziehen bei leerem Akku die Ladespannung des einen Generators so weit runter, daß die parallele (diodenentkoppelte) AGM/Nass nicht mehr schnell genug voll wird. DAS kann ich durch einen B2B über den maximalen Strom steuern und so eine Mindestladung der Nass/AGM sicherstellen.

Insofern sehe ich extrem große LiFePO Batteriebänke ohne Blei und B2B als "gefährlich" an denn man könnte sich damit (durch mehrere Starts) die Starterbatterie leersaugen.

Ohne Blei an Bord wäre das natürlich gegenstandslos. Aber da würde ich mindestens eine weitere "Reserve LiFePO" mit B2B als Notreserve haben wollen.

[Heimfried]

Zitat von Thomas69

[...]
Insofern sehe ich extrem große LiFePO Batteriebänke ohne Blei und B2B als "gefährlich" an denn man könnte sich damit (durch mehrere Starts) die Starterbatterie leersaugen.

Ohne Blei an Bord wäre das natürlich gegenstandslos. Aber da würde ich mindestens eine weitere "Reserve LiFePO" mit B2B als Notreserve haben wollen.

Hallo Thomas,
danke für deine Ausführungen, die letzten beiden Sätze verstehe ich allerdings nicht. Ist da ein Fehler drin (mit/ohne Blei)?

[Føx]

stimmt doch so?

blei > diode > lifepo =böse weil blei leergesaugt wird
ohne blei kann nix leergesaugt werden.

[Thomas69]

Zitat von Heimfried

Hallo Thomas,
danke für deine Ausführungen, die letzten beiden Sätze verstehe ich allerdings nicht. Ist da ein Fehler drin (mit/ohne Blei)?

Gemeint ist das "harte" Parallelschalten von Blei mit LiFePO. Die z.B. 100Ah Blei Starterbatterie wird bei einer 1.000Ah LiFePO Bordnetzbatterie ja immer auf denselben Spannungspegel gezwungen. Während das im Bordnetz nicht so schlimm ist wird es für die Starterbatterie irgendwann unmöglich, den Motor noch zu starten.

Aber auch das hängt vom Verhältnis der beiden Ahs ab. Vergrößert man die Blei Starterbatterie entsprechend wird es wieder reichen.

Bei gegebenem Generator wird die Vollladung dann natürlich "ewig" dauern.

Die Parallelschaltung von LiFePOs als alleinige Stromquelle ist nicht trivial. Ein Bleiakku gibt im Zweifel sein Leben hin um den Anlasser noch betätigt zu bekommen: im LiFePO ist ein BMS, das das Leben des Akkus unbedingt "beschützen" will/soll und evtl. einfach abschaltet.

Eine 300Ah LiFePO hat üblicherweise ein BMS mit einem Maximalstrom von 200A. Das reicht bei weitem nicht für einen kalten Schiffsdiesel. Mit einer Parallelschaltung kann man das einfach erhöhen aber dann hängt die Belastung für jedes einzelne BMS schon von der Länge/Querschnitt der jeweiligen Anschlußleitungen ab. Selbst geringste Unterschiede führen zu einer ungleichmäßigen Belastung was einzelne BMS "triggern" kann. Da ist sauberes Arbeiten angesagt: gleiche Querschnitte/Längen, gute Kontakte/Verschraubungen etc.

Bei einer reinen Bordnetzversorgung mit Maximalströmen unterhalb der BMS Schwelle wird das nie auftreten, die BMS sind nicht gefordert. Aber der Anlasserstrom von vielen 100A muß ja von mehreren LiFePOs kommen, da ist die saubere Aufteilung ganz entscheidend.

[SamOnTour]

Zitat von Thomas69

Woher kommt die immer wieder auftauchende Meinung zu "LiFePO Akkus zerstören Generator"?

1. bei LiFePo4 ohne Ladebegrenzer brennt der Generator durch.
2. Wenn das batterieinterne BMS die Batterie abschaltet, brennt der Generator durch.
3. Fliegt die Hauptsicherung in der +Leitung vom Generator raus, dann, ihr wisst es schon, brennt der Generator durch.
4. ...

Hier ein Podcast mit Nigel Calder, dem Boots-Technik-Papst aus den USA. Da war das Thema ein 360Ah Generator an der Maschine als Einsparung einer separaten Stromquelle. Da war das Fazit, das ein völliger Schutz vom Prinzip her nicht möglich ist und der Generator irgendwann einen der vielen Tode sterben muss ...

https://www.youtube.com/watch?v=T_LQSKPm_O4

Calders Boatowners Mechanical and Electrical Manual (PaidLink) ist übrigens absolute Spitze!

Grüße

[Føx]

Mit generator meinst du Lichtmaschine oder?

#2 ist richtig
#3 ka wo da ne sicherung sein soll

aber #1 stimmt nur halb. Wenn du ne Lifepo4 an ne Lichtmaschine hängst läd die ebend bis zu dem maximum was die Lichtmaschine und der dazugehörige regler liefern. Allerdings kann der natürlich überhitzen weil dauernd volllast und so...dahingehend stimmt das dann wieder. Aber eine 50A lima wird nicht 5000000a liefern nur weil ne lifepo4 dranhängt.

Eine Lifepo4 an eine Ungeregelte lima zu hängen ist dumm macht aber auch nix kaputt.(zumindest kurzfristig..)

[Thomas69]

Während Volllast den Generator abzutrennen ist niemals ein gute Idee, da stimme ich zu. Selbstverständlich kann der dann hopps gehen weil die Ausgangsspannung ggf. nicht schnell genug unter die max Spannung der Dioden geregelt werden kann.

Aber eine LiFePO kann den Generator allein nicht zerstören. Wie bitte soll das gehen? Ein Generator hat eine "eingebaute" Strombegrenzung die durch seine magnetischen Eigenschaften bestimmt ist.

Und eine völlige Überhitzung hatten wir durch die Annahme "immer mit Sterling/Temperaturfühler am Generator" schon ausgeschlossen.

Wobei wir im PKW noch ganz andere Temperaturen im Motorraum haben als auf einem Schiff. Beim "Trailer-Towing-Test" im Windkanal haben wir schon >120°C im Motorraum gemessen.

Insofern wäre ein Anlage mit vielen parallelen LiFePOs (ohne Blei) dann für den Generator gefährlich wenn die BMS ALLE abschalten. Ein verbliebener Bleiakku würde dann als Puffer arbeiten.

[Desertbyte]

Zitat von SamOnTour

1. bei LiFePo4 ohne Ladebegrenzer brennt der Generator durch.
2. Wenn das batterieinterne BMS die Batterie abschaltet, brennt der Generator durch.
3. Fliegt die Hauptsicherung in der +Leitung vom Generator raus, dann, ihr wisst es schon, brennt der Generator durch.
4. ...

Calders Boatowners Mechanical and Electrical Manual (PaidLink) ist übrigens absolute Spitze!

Grüße

Klingt alles stimmig...

zu 1: Ohne Strombegrenzung in eine Batterie hineinzuladen tut man nicht!
zu 2: ...oder die Spannungsspitze bringt alle Verbraucher um die hinter dem Generator oder vor der Batterie hängen.
Dagegen könnte man aber was machen um das Risko zu minimieren:
- großvolumiger Kondensator der die Spitze schluckt (also 1 oder 2 F)
- mit einer quasi wie in der Waage gehaltenen Stromsenke über eine schnelle analoge Schaltung die Spitze nach Masse vernichten über einen
Lastwiderstand und vor dem Lastwiderstand z.B. einen N-Kanal Mosfet.
Muss man nur aufpassen das einem diese Anordnung nicht zu schwingen anfängt,
zu 3: Siehe "2"

Man könnte als "letzte rote Linie" mit einem Varistor einen Überspannungsschutz realisieren, aber Varistoren kann man nicht auf das Zehntelvolt genau hinlegen, deswegen als letzte Option

LG, Roland

[coffeemuc]

Zitat von Desertbyte

Muss man nur aufpassen das einem diese Anordnung nicht zu schwingen anfängt,

Der alte Elektronikerwitz:

Die sicherste Art zu verhindern dass eine Schaltung schwingt,
ist es einen Oszillator zu bauen

[Desertbyte]

Zitat von coffeemuc

Der alte Elektronikerwitz:

Die sicherste Art zu verhindern dass eine Schaltung schwingt,
ist es einen Oszillator zu bauen

Einer meiner Vortragenden sagte immer:
"Herrschaften! Aufgepasst, merken sie sich: Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie!"

Tatsächlich: Der Mann hatte Recht!

LG, Roland

[Thomas69]

Natürlich lädt man ohne (künstliche) Strombegrenzung in einen Akku! Jedes Kfz. System funktioniert so, die Generatoren haben keine STROMregelung, nur Spannungsregelung. Und wir nutzen dieselbe Technik.

Du mußt nur sicher stellen, daß der maximale Ladestrom innerhalb der spezifizierten Grenzen des Akkkus/BMS bleibt. Bei einem 70A Generator und einer 300Ah/200A BMS LiFePO ist das wohl kein Problem

Ein 360A Generator (sofern dieser tatsächlich DAUERND 360A liefern könnte) würde das natürlich sprengen (können). Da kommt dann wieder das Spielchen mit der Aufteilung des Stroms auf die x Akkus bzw. deren BMS.

Wenn man ZUERST in einen Bleiakkus lädt und dann (ohne Entkopplungsdiode) eine LiFePO dazu parallel schaltet, KANN es dazu kommen daß der Bleiakku mehr "Lade"Strom liefert als der LiFePO gut tut. Das BMS wird dann zwar abschalten aber "gesund" ist das tatsächlich nicht. In solchen Fällen hilft dann der B2B, weil der den Strom begrenzt.

Aber eine Schaltung mit Entkopplungsdioden wäre schon ausreichend um den hohen Ladestrom von Blei zu LiFePO sicher zu verhindern.

Übrigens hat schon BMW das mit der Zenerdiode versucht! Die war tatsächlich an zentraler Stelle im System und so groß wie eine Streichholzschachtel. Ist man aber schon lange wieder von weg.....

[SamOnTour]

Zitat von Desertbyte

zu 1: Ohne Strombegrenzung in eine Batterie hineinzuladen tut man nicht!
zu 2: ...oder die Spannungsspitze bringt alle Verbraucher um die hinter dem Generator oder vor der Batterie hängen.
Dagegen könnte man aber was machen um das Risko zu minimieren:
- großvolumiger Kondensator der die Spitze schluckt (also 1 oder 2 F)
- mit einer quasi wie in der Waage gehaltenen Stromsenke über eine schnelle analoge Schaltung die Spitze nach Masse vernichten über einen
Lastwiderstand und vor dem Lastwiderstand z.B. einen N-Kanal Mosfet.
Muss man nur aufpassen das einem diese Anordnung nicht zu schwingen anfängt,
zu 3: Siehe "2"

Man könnte als "letzte rote Linie" mit einem Varistor einen Überspannungsschutz realisieren, aber Varistoren kann man nicht auf das Zehntelvolt genau hinlegen, deswegen als letzte Option

Ich komme aus der IT-Welt und da kennen wir nur AN und AUS auf niedrigem Spannungs- und Stromstärkeniveau. Ich gehe also davon aus, daß Du da richtig liegst ...

Ich denke, daß bei Beherzigung einiger Grundsätze weniger Probleme auftreten:

- Kabel richtig dimensionieren und gegen schamfilen schützen
- Alle Leitungen korrekt absichern
- Schlechte Kontakte ausschließen (Wärmetest unter Last)
- Kernkomponenten auf ihre Betriebsparameter überwachen und kontrolliert abschalten wenn nötig.

Das alles auch zueinander passen sollte, ist selbstverständlich.

Grüße

[SamOnTour]

Zitat von Thomas69

Du mußt nur sicher stellen, daß der maximale Ladestrom innerhalb der spezifizierten Grenzen des Akkkus/BMS bleibt. Bei einem 70A Generator und einer 300Ah/200A BMS LiFePO ist das wohl kein Problem

Ein 360A Generator (sofern dieser tatsächlich DAUERND 360A liefern könnte) würde das natürlich sprengen (können). Da kommt dann wieder das Spielchen mit der Aufteilung des Stroms auf die x Akkus bzw. deren BMS.

Ich hatte das aber so verstanden, daß sich die Batterie alles krallt, was von LiMa kommt. Bei einer fetten Bank sind das locker 600-800A ...

Das macht eine LiMa mit max. 70A nicht lange mit. Bei 360A ist es kaum anders, ganz abgesehen, daß es langsam Probleme mit den Kabeldurchschnitten geben dürfte, zumindest bei 12V ...

Grüße

[coffeemuc]

Zitat von SamOnTour

Ich hatte das aber so verstanden, daß sich die Batterie alles krallt, was von LiMa kommt. Bei einer fetten Bank sind das locker 600-800A ...

Das macht eine LiMa mit max. 70A nicht lange mit. Bei 360A ist es kaum anders, ganz abgesehen, daß es langsam Probleme mit den Kabeldurchschnitten geben dürfte, zumindest bei 12V ...

Du kannst es ja mal ausprobieren:

Putzeimer unter Wasserhahn stellen, dann voll aufdrehen und bestimmen wie viel Wasser (Durchflussmenge pro Sekunde) kommt.
Dann Badewanne unter den Wasserhahn stellen und den Test wiederholen. Kommt dann mehr Wasser, weil die Badewanne größer als der Eimer ist?

[SamOnTour]

Zitat von coffeemuc

Du kannst es ja mal ausprobieren:

Putzeimer unter Wasserhahn stellen, dann voll aufdrehen und bestimmen wie viel Wasser (Durchflussmenge pro Sekunde) kommt.
Dann Badewanne unter den Wasserhahn stellen und den Test wiederholen. Kommt dann mehr Wasser, weil die Badewanne größer als der Eimer ist?

Wird denn der Wasserhahn auch immer heißer, je länger das Wasser läuft?

Grüße

[Thomas69]

Ja, der Wasserhahn würde heißer, würde er nicht ständig vom kalten Wasser gekühlt

Tatsächlich ist die Analogie ganz gut, danke!

Ich quäle mich durch das verlinkte Video, finde aber jede einzelne meiner Erkenntnisse vollkommen bestätigt. Dank an meinen Meister und die Uni Profs

(Elektriker gelernt und MaschBau/Fahrzeugtechnik studiert, seit 40 Jahren im Job in Entwicklungsabteilungen diverser Firmen)

[Desertbyte]

Zitat von Thomas69

Natürlich lädt man ohne (künstliche) Strombegrenzung in einen Akku! Jedes Kfz. System funktioniert so, die Generatoren haben keine STROMregelung, nur Spannungsregelung. Und wir nutzen dieselbe Technik.

Man tut das im Auto, stimmt...

...aber man nutzt dazu eine Eigenart des Bleiakkus die im Auto eine halbwegs vertretbare Anwendung ermöglicht: Hohe Ströme für ganze kurze Zeit, dann wieder Beladung.
Also keine tiefen Entladungen mit wenig Strom dafür aber lange Zeit.

Wenn man einen Bleiakku als Verbraucherbatterie nutzt und dementsprechend mehr Ladezyklen in tiefere Entladungen hat: Dann ist das Lichtmaschinenbeispiel nicht mehr tauglich.
Es funktioniert zwar das Laden - aber es bringt den Akku um weil die Ladesituation anders ist.

Konstante Ladung mit geregeltem Ladestrom = längere Lebensdauer

LG, Roland

[tritonnavi]

Zitat von coffeemuc

Du kannst es ja mal ausprobieren:

Putzeimer unter Wasserhahn stellen, dann voll aufdrehen und bestimmen wie viel Wasser (Durchflussmenge pro Sekunde) kommt.
Dann Badewanne unter den Wasserhahn stellen und den Test wiederholen. Kommt dann mehr Wasser, weil die Badewanne größer als der Eimer ist?

Diese Wasservergleiche sind diesbezüglich nicht so sehr tauglich.....

Du kannst ja mal eine eine bereits zu 80% geladene 12V-10Ah-Motorrad Batterie an eine 100A-LiMa anschließen und den Strom messen und das gleiche mit einem300Ah-LiFe-Block der zu 80% geladen ist.....

[tritonnavi]

Zitat von Desertbyte

Konstante Ladung mit geregeltem Ladestrom = längere Lebensdauer

ohne zusätzlich geregelte Spannung eher nicht.....

[coffeemuc]

Zitat von SamOnTour

Wird denn der Wasserhahn auch immer heißer, je länger das Wasser läuft?

Wenn du heißes Wasser zapfst wird er auch wärmer