Warum Gleichrichtung über den Motor?

Chamäleon Lader und Ladeboxen - Themen, die das Laden des Renault ZOE betreffen

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

mvan
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bm3 hat geschrieben: Es gibt schon die Parallelschaltung im Akkupack , aber auf Zellebene. (...)
Wie auch ? Ströme von mehr als 100A umschalten ? Mit Halbleitern und einem Spannungsabfall über den Fets ? Das ginge wohl nur mehr schlecht als recht mit fast 100 Stück Leistungsrelais / Schützen ?
Also wenn 100 A auf der Eingangsleitung laufen, dann könnte man - theoretisch - die Eingangsleitung auf 100 Leitungen aufspalten, also 100 parallele Leitungen bauen. Auf jeder dieser Leitungen wären dann 1 A. Diese Ströme kann man dann leicht steuern z.B. über Mosfets.

Es gibt aber auch Leistungs-Mosfets, die können sogar bis mehrere 100 A und bis 1000 V Ströme schalten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungs-MOSFET

Keine Ahnung was das kostet. Aber Elektronik wird immer sehr billig, sobald es in Massen produziert wird.
Bei Elektronik ist die Entwicklungsarbeit, also die Ingenieursleistung, der hauptsächliche Kostenfaktor und dann das Aufbauen der Produktionslinie. Danach wird es billig.
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Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

UliZE40
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Ich bin auch raus. :kap:

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

mvan
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iOnier hat geschrieben:
Der Kurzschluss geht doch über die Leitung und nicht über die Zelle.
Die einzelne Zelle bekommt davon nichts mehr mit.
Nur die anderen in Reihe geschalteten Zellen haben jetzt mehr Spannung.
Noch mal zur Erinnerung: die Zellen sind in Reihenschaltung fest verschraubt. Wenn Du eine Zelle überbrückst, schließt Du sie zugleich kurz:

Code: Alles auswählen

+ --Zelle1----Zelle2----Zelle3-- ... -
             |Brücke|
Die Zelle entlädt sich während des Balancings darüber. Der Lastwiderstand dient dabei als Strombegrenzer, sonst überhitzt die Zelle und gerät in Brand.
Die Brücke in deiner Zeichnung überbrückt die Zelle2, richtig?
Wenn da nur Leitung ist, also quasi ohne Widerstand,
geht der Strom durch Zelle1, dann durch die Brücke, dann durch die Zelle3.
Die Widerstände bilden dann die Zelle1 und Zelle3.
Zelle1 und Zelle3 bauen jetzt mehr Spannung ab, jeweils die Hälfte des alten Spannungsabfalls von Zelle2.
Zelle2 hat einen zu großen Widerstand, so dass praktisch der gesamte Strom über die Brücke läuft.
Hast Du jetzt noch einen Widerstand in der Brücke (man könnte auch mehrere Bücken mit unterschiedlichen Widerständen bauen und über Schalter (mosfet) öffnen oder schließen), dann geht je nach der Größe des Widerstands nur ein Teil des Stroms durch die Brücke, der Rest geht dann durch Zelle2.

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

mvan
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bm3 hat geschrieben: Zur Zeit baut man nur Bleeding-Balancing ein . Entweder mit höheren Strömen am Schluss des Ladevorganges oder mit geringeren Strömen permanent. Jeder Euro den man sparen kann zählt dabei scheinbar. :mrgreen:
Das müsste man doch nur einmal entwickeln. Bei Massenproduktion sollte es dann billig werden.
Da macht man solche Anstrengungen, um die einzelnen Zellen zu optimieren, und dann arbeitet man bei der Ansteuerung der Zellen derart grobmotorisch. Nun ja: die Zellen werden meist in Asien produziert: Südkorea, Japan, China.
Der Akkupack mit Ansteuerung wird dann meist bei den Autoherstellern eben auch in Deutschland gemacht.
Da fehlen dann wohl die Ingenieure oder einfach noch das Interesse, es besser zu machen :-(
bm3 hat geschrieben: Obwohl aktives Balancing zahlreiche Vorteile hat. Zum Beispiel die permanente echte, schnelle und effiziente Ladungsumverteilung hin zu den schwächeren Zellen.
Ja eben, da könnte man so viel machen. So wie ich das jetzt verstehe, bestimmt die schwächste Zelle in so einem Verbund die Leistungsfähigkeit des gesamten Verbunds. Also wenn ein Prozent der Zellen schlapp macht, muss der gesamte Akkublock herunter geregelt werden. Nützt dann nichts, wenn 99 Prozent der Zellen noch in einem Top Zustand sind.

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

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mvan hat geschrieben:Also wenn 100 A auf der Eingangsleitung laufen, dann könnte man - theoretisch - die Eingangsleitung auf 100 Leitungen aufspalten, also 100 parallele Leitungen bauen. Auf jeder dieser Leitungen wären dann 1 A. Diese Ströme kann man dann leicht steuern z.B. über Mosfets.
Du brauchst für den Fahrbetrieb aber eine Reihenschaltung, sonst kommst Du nicht auf ausreichende Spannungen und brauchst extreme Ströme für die Antriebsleistung. Die Motoren mit den fetten Spulen und die armdicken Kabel willst Du nicht im Auto haben.

Weil Du nach Deiner Vorstellung der "Einzelladung" der Zellen aber die Reihenschaltung auftrennen müsstest, bräuchtest Du an der Stelle Schalter, die diese Ströme zumindest im geschlossenen Zustand verkraften. Leistungs-MOSFETs werden dann schon ganz schön FET äh fett. Mit mechanischen Relais sähe das etwas besser aus, wenn sie den Strom nur im geschlossenen Zustand leiten, aber nie schalten müssen. Aber warum man die da nicht haben will wurde ja schon erörtert.

Da es allerdings reicht, den Strang vor oder nach der Zelle "aufzutrennen" müsste man mit einer "Trennstelle" alle 2 Zellen auskommen, 49 Stück müssten also reichen für 100 Zellen in Reihe (oder mache ich da einen Denkfehler?).
Es gibt aber auch Leistungs-Mosfets, die können sogar bis mehrere 100 A und bis 1000 V Ströme schalten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungs-MOSFET
Keine Ahnung was das kostet. Aber Elektronik wird immer sehr billig, sobald es in Massen produziert wird.
Schon. Werden diese Teile das denn schon? Also mal als Frage an Dich mit dem "Auftrag" einer Webrecherche.

Schätze, wenn das alles so einfach wäre wie Du Dir das vorstellst, dann hätte das lägst jemand gebaut.
Gruß
Werner
Peugeot iOn Produktionsdatum 09/15 seit 01/16
Hyundai ioniq 5 RWD LR seit 11/21

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

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mvan hat geschrieben:Die Brücke in deiner Zeichnung überbrückt die Zelle2, richtig?
Richtig. Hatte keine Lust, eine Zeichnung anzufertigen und hier als Graphik einzustellen. So war's einfacher und doch ausreichend verständlich.
Wenn da nur Leitung ist, also quasi ohne Widerstand, geht der Strom durch Zelle1, dann durch die Brücke, dann durch die Zelle3.
Dein Denkfehler: Zelle 2 ist (zu einem beliebigen Grad) geladen und der Widerstandswert von "fast 0" liegt auch über ihren beiden Polen. Sie ist kurzgeschlossen!

Das kannst Du (ohne Trennschalter) nur dadurch ändern, dass die "Brücke" einen Widerstand hat. Nun wird Zelle 2 über diesen Widerstand entladen. Der Widerstandswert muss halt so groß sein, dass der Entladestrom die Zelle nicht beschädigen kann (klassischer Fall von "Strombegrenzer"). Und der Widerstand so Temperaturfest, dass er nicht durchbrennt ("Lastwiderstand").

Legst Du zusätzlich eine Ladespannung an die Batterie, so wird die Zelle 2 sogar wieder geladen, aber langsamer als alle übrigen Zellen der Batterie, denn ein Teil des Ladestroms fließt über die "Brücke" an Zelle 2 vorbei; das hast Du dann richtig beschrieben. Unterschiedliche Widerstände sind aber überflüssig; klar könnte man damit das Balancing beschleunigen oder bremsen, es macht die Sache aber unnötig komplex.
Gruß
Werner
Peugeot iOn Produktionsdatum 09/15 seit 01/16
Hyundai ioniq 5 RWD LR seit 11/21

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

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mvan hat geschrieben:[Aktives Balancing]
Darauf, dass es das im Prinzip schon gibt (aber offensichtlich noch auf Entwicklungsebene) hatte "UliZE40" gestern um 17:47 mit dem etwas trockenen Verweis auf http://liionbms.com/php/white_papers.php ja schon verwiesen.

Ist halt bei den BEV in der Serienfertigung noch nicht angekommen.
So wie ich das jetzt verstehe, bestimmt die schwächste Zelle in so einem Verbund die Leistungsfähigkeit des gesamten Verbunds. Also wenn ein Prozent der Zellen schlapp macht, muss der gesamte Akkublock herunter geregelt werden. Nützt dann nichts, wenn 99 Prozent der Zellen noch in einem Top Zustand sind.
Ganz genau. Und dieser Fall ist durchaus auch schon eingetreten, siehe zum Beispiel dieser Thread und auch das Video zum Zellentausch bei einem C-Zero. Kommt aber durchaus selten vor, da die Qualität der Zellen im Allgemeinen in der Serienfertigung sehr wenig streut. Wenn man aber mal einen oder gleich ein paar "Ausreißer" in der Batterie hat ...

Ab etwa Minute 4:40 sieht man da ein offenes 8-Zellen-Modul, die Balancing-Elektronik / CMU über den Zellen und wie dann die defekte Zelle getauscht wird. Und die "fetten" Stromschienen, mit denen die Zellen miteinander verbunden sind ...

Auch schön zu sehen: dass das Ganze kein "Hexenwerk" ist. Allerdings sind die CMU-Module wohl gegen Überspannung empfindlich und man kann sie bei falscher Anschlussreihenfolge auch leicht "braten". Ist auch schon jemandem passiert, der dann keinen Ersatz bekommen konnte von Mitsubishi ... was wahrscheinlich der Grund ist, weshalb Mitsubishi nur modulweise tauscht, nicht einzelne Zellen. Wird natürlich teurer und man entsorgt noch gute Zellen gleich mit ... PSA tauscht übrigens grundsätzlich nur ganze Fahrbatterien und verlangt Mondpreise. Aber DIY ist ja möglich.
Gruß
Werner
Peugeot iOn Produktionsdatum 09/15 seit 01/16
Hyundai ioniq 5 RWD LR seit 11/21

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

surfercool82
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Oh man. Es ist ja heftig. Zum Glück gibt's Leute die sich auskennen. Bin oft erschüttert was Leute bauen und sich in lebensgefährliche Situationen bringen.
Berufsbedingt....

Zellen sind in Serie um eine höhere Spannung zu erzielen und parallel um eine höhere Leistung abzurufen. Im Normalfall ist jede Zelle die 3,7 Volt hat mit einem Balancer bestückt. Bei Parallelschaltung ist die Spannung gleich daher reicht ein Balancer aus.

Ladekennlinie ist CC CV bis zu einer bestimmten Spannung wird mit Strombegrenzer und maximaler Spannung geladen, danach regelt sich der Strom durch die Spannung selbst.

Die Spulen sind eher Energiespeicher und Strombegrenzer diese entfallen dann beim ACDC Wandler was viel Platz erspart.

Ich versteh nicht warum in den Köpfen immer billiger billiger ist. Leistungsbausteine kosten und das teils nicht wenig und das wird auch so bleiben. Um DC zu schalten ist einiges nötig denn ein Kurzschluss fakelt alles ab. Wer schon mal DC getrennt hat weiß das bei 400 Volt teilweise ein halber Meter überbrückt werden kann bei offenen Schalter.

Die Gleichrichtung in Anführungszeichen wird über den Motor gemacht, da die Spulen genügend Kapazität haben um mit 80KW zu laden. Diese richten nicht gleich
Dies spart Platz und macht im Endeffekt den Wandler kompakter und günstiger. Das größte Problem ist die Rippelspannung die bei Gleichrichtung entsteht. Dieser kann man mit Energiespeichern entgegen wirken.

Man kann sich erst informieren bevor man Weisheiten verbreitet die nichts mit der Realität zu tun haben.

Sorry. Was ich schade finde das Leute in Foren schreiben die nichts wissen aber überzeugt sind sie wissen es und dann auch noch mit anderen Streiten weil sie recht haben wollen. 🙄 Dies ist in dem Forum hier echt grenzwertig.

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

DerMarodeur
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surfercool82 hat geschrieben: Oh man. Es ist ja heftig. Zum Glück gibt's Leute die sich auskennen. Bin oft erschüttert was Leute bauen und sich in lebensgefährliche Situationen bringen.
Berufsbedingt....

Zellen sind in Serie um eine höhere Spannung zu erzielen und parallel um eine höhere Leistung abzurufen. Im Normalfall ist jede Zelle die 3,7 Volt hat mit einem Balancer bestückt. Bei Parallelschaltung ist die Spannung gleich daher reicht ein Balancer aus.

Ladekennlinie ist CC CV bis zu einer bestimmten Spannung wird mit Strombegrenzer und maximaler Spannung geladen, danach regelt sich der Strom durch die Spannung selbst.

Die Spulen sind eher Energiespeicher und Strombegrenzer diese entfallen dann beim ACDC Wandler was viel Platz erspart.

Ich versteh nicht warum in den Köpfen immer billiger billiger ist. Leistungsbausteine kosten und das teils nicht wenig und das wird auch so bleiben. Um DC zu schalten ist einiges nötig denn ein Kurzschluss fakelt alles ab. Wer schon mal DC getrennt hat weiß das bei 400 Volt teilweise ein halber Meter überbrückt werden kann bei offenen Schalter.

Die Gleichrichtung in Anführungszeichen wird über den Motor gemacht, da die Spulen genügend Kapazität haben um mit 80KW zu laden. Diese richten nicht gleich
Dies spart Platz und macht im Endeffekt den Wandler kompakter und günstiger. Das größte Problem ist die Rippelspannung die bei Gleichrichtung entsteht. Dieser kann man mit Energiespeichern entgegen wirken.

Man kann sich erst informieren bevor man Weisheiten verbreitet die nichts mit der Realität zu tun haben.

Sorry. Was ich schade finde das Leute in Foren schreiben die nichts wissen aber überzeugt sind sie wissen es und dann auch noch mit anderen Streiten weil sie recht haben wollen. 🙄 Dies ist in dem Forum hier echt grenzwertig.
Spulen sind Induktiv, nicht kapazitiv. https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 207221.htm
Die Zoe lädt mit max 22kW über das interne Ladegerät.

Die Spulen werden in der Zoe als Energiepuffer genutzt. Das ist in etwa richtig.

Re: Warum Gleichrichtung über den Motor?

BigBubby
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Die Zoe kann auch 43kW. Nur eine Frage des Modells ;-)
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