Erdkabel Gleichstrom CHAdeMO?

[Jan]

Wenn es so kommt und demnächst der Strom als Gleichstrom von Nord nach Süd durch Erdkabel geschickt wird, fehlt nur noch der passende Anschluss.

http://www.abindieerde.de/

[AbRiNgOi]

Tschuldigung, Blödsinn..

Das Laden der Batterie benötigt immer einen Umrichter in der geeigneten Leistung. Entweder von AC oder aber auch von DC nach DC.

Warum? Die Ladeleistung ergibt sich aus der Zellspannung und dem Ladestrom. Im Gegensatz zu einem Elektroverbraucher wie eine Bohrmaschine oder eine Taschenlampe kann die Batterie die Leistung nicht selber begrenzen. Jeder Verbraucher kann sich den Strom selber "richten" weil bei höherer Leistung der Wiederstand steigt. Wenn also eine Glühbirne heisser brennt, steigt der Innenwiederstand und die Leistung wird dadurch stabilisiert, bei einer Bohrmaschine wird bei höherer Drehzahl eine höherer gegenspannung erzeugt die die Leistung auch wieder begrenzt, usw... nur eine Leuchtstoffröhre benötigt dazu eine Drosselspule extra.
Da aber die Batterie kein Verbraucher ist, hat dieser auch keinen Leistungsrichter drinnen, sondern wenn die Laderegelung nicht vorgeschalten ist, fließt entweder Strom aus dem Akku raus, oder viel zu viel rein, es gibt nichts was hier Leistung oder Ladestrom regeln könnte. Daher benötigt man immer einen Umrichter, egal ob der Leistungsanschluss DC oder Ac ist, das ist egal. Bei AC Anschluss ist der Umrichter im Fahrzeug und bei DC normalerweise auf der Starsse. Nur weil dort schon DC rumliegt, fehlt noch immer der Umricter...

PS: Schon mal etwas vom DC/DC Wandler im Fahrzeug gehört der die 12V Batterie nachladet? Gleiches Prinzip. Wenn Du die 12V Batterie weil ja DC direkt an die 400V Traktionsbatterie hängst... Bum.

[Spüli]

Coole Idee.
Die 400.000V kann man sicher per StepDown in verträgliche Spannungsebenen runterbringen.

Also einfach mit dem Wagen an eines des Muffengebäude heran fahren. Die stehen ja alle 1000m auf dem Acker. Dann einfach zwei lange Erdnägel einschlagen und so direkt den Saft aus der Erde zapfen. Klappt bestimmt.

[PowerTower]

@AbRiNgOi, es ist dennoch deutlich sinnvoller direkt mit DC im Netz zu arbeiten, die Leistungselektronik wird massiv vereinfacht. Statt einer aufwändigen Gleichrichtung mit anschließender Strombegrenzung benötigt man nun nur noch die Strombegrenzung.

DC (Netz) -> Strombegrenzung -> DC (Akku)

Die Strombegrenzung wird über das BMS gesteuert, fertig.
Es gibt Versuchsanlagen, da hängt ein 500 V Akku direkt an einer CHAdeMO Dose. An der anderen Seite das Fahrzeug. Die gesamte Elektronik benötigt viel weniger Platz und verursacht deutlich geringere Kosten, als dies bei einer DC Ladesäule der Fall ist, die am Wechselstromnetz betrieben wird.

Noch besser wäre es, wenn wir das gesamte Stromnetz auf DC umstellen würden. Sämtliche Netzteile im Haushalt wären um den Gleichrichtungsteil vereinfacht, eben genau so wie bei den großen Netzteilen in den DC Ladesäulen. AC hat sich früher nur durchgesetzt, weil es leichter zu transformieren ist. Ansonsten bedeutet es für fast alle Geräte einen Mehraufwand, mit Ausnahme von Drehstrommotoren, die teilweise direkt am Netz betrieben werden.

[AbRiNgOi]

Das ein DC/DC Wandler einen AC Zwischenkreis hat ist bekannt, oder?

Würdest Du nur begrenzen, dann würdest Du den "weggeschnittenen" Teil verheizen. Sprich wenn Du mittels Begrenzung (=Spannungsteilung) von 500V auf 400V runter willst, macht das 20% Verluste.. Wird ein wenig warm, sollte aber gehen....
(Bei 100A dann mal eine 10kW Heizung) Und das nicht an einem Heizwiderstand wie eine übergroße Zimmerheizung sondern am Halbleiter. Der wäre dann so groß wie ein Kochtopf, voll mit Silizium. Wenn man das für 100m² Solarpanele nimmt, erspart man sich den Anschluss gleich.

Aber sicher, Du kannst natürlich die 500V mittels IGBTs zerhacken und dann als Impulse in die Batterie schicken, das Glätten übernimmt dan der Akku schon, Kapazität sollte dieser genug haben. Wenn da nicht die 500V Spitzen der hübschen Impulse den Akku zünden würden und dieser dann freudig reinen Sauerstoff mit 250°C ausbläst. Auch nett. (Danach findest Du von Deinem Fahrzeug nicht mal mehr das Metall...)

Übrings: einen Akku direkt an Chademo hängen geht natürlich, weil das Chademo die Gleichspannung an den Akku anpasst. Dessawegen ist das Chademo ja so teuer, weil der genau das kann, die Spannung an den Akku anpassen. Immer ein Eutzerl mehr als die momentane Zellspannung, genau so viel mehr, dass sich der richtige Ladestrom einstellt. Das BMS kann das nicht, das BMS kann nur die Zellspannung messen, den Ladestrom bestimmen und sich diesen dann via Powerline Komunikation vom Chademo wünschen. Und wenn das Chademo dann so nett ist, genu das zu tun, wird der Akku ein langes Leben haben. Der Akku ist ein versklavtes Element, es passiert Ihm das, was der Rest der Welt von ihm will. So wie eine Taschenlampenbatterie. Wenn du ein Lämpchen anhängst bestimmt das Lämpchen den Strom, nicht der Akku (ausser er wird leer... aber dann unfreiwillig, die Batterie regelt nicht ab, sondern es geht halt nix mehr). Akkus laden ist daher schwer, weil der Akku den Strom nicht beinflussen kann. Egal welchen Akku du aufladen willst, du benötigst immer einen Laderegler.

[PowerTower]

Ok ich hatte einen Denkfehler...

[Rumstromerer]

Ich versuche die Umwandlungsschritte einmal so aufzulisten:
AC-Netz -> Gleichrichter + PFC -> DC-Zwischenkreis (mit konstanter Spannung) -> Zerhacker -> HF-Trafo -> HF-Gleichrichter -> Akku (mit variabler Spannung)
DC-Netz (mit konstanter Spannung) -> Zerhacker -> HF-Trafo -> HF-Gleichrichter -> Akku (mit variabler Spannung)

Ein DC-Netz hat den großen Vorteil daß der Gleichrichter und vor allem die PFC-Schaltung entfallen kann. Ladegeräte werden damit einfacher, günstiger und haben weniger Verluste.

DC-Netze kommen jetzt gerade in Rechenzentren in Mode. Dort benutzt man dann einen zentralen Gleichrichter der 360V DC liefert und damit die einzelnen Rechnernetzteile versorgt. Zusätzlicher Vorteil ist daß man die Nostrom-Akkus einfach paralell anschließen kann und sich damit den Wechselrichter in der USV spart.

Ein DC-Netz hat aber auch einen ganzgroßen Nachteil. Bei Schalten von Wechselstrom gibt es nur einen kurzen Funken der nach 10mSek erlischt wenn der Strom durch Null geht. Beim Schalten von Gleichstrom gibt es kräftige Lichtbögen die sich mehrere Zentimeter lang ziehen lassen, um das zu beherrschen braucht man Schalter in denen die Kontakte von Federn beschleunigt auseinandergerissen werden und sogenannte Blasmagnete die den Lichtbogen zerreisen.

Es hat schon seinen Grund warum handelsübliche Schalter zwar für 250 oder 500V AC aber nur 30V DC zugelassen sind.