Laden des Akkus mit weniger Verlusten?

Hallo an alle Interessierten.

Ich würde gerne über eine Idee mit euch reden. Es kann auch sein, dass diese nix bringt und ich es von euch erfahre.

Die Akkus der Autos haben eine hohe Spannung, so das beim laden die Spannung angehoben werden muss. (selbst die 96 Zellen vom i3 haben eine nötige Spannung von über 230 V * 1,414, andere Autos haben teils noch mehr Zellen)

Jede Form der Umwandlung hat natürlich Verluste.

Um einen Akku zu laden ist es also erforderlich, eine Spannung oberhalb der Ladeschlussspannung anzubieten.

Ich kann die Spannung erhöhen über einen Trafo. (hohes Gewicht und natürlich auch Verluste)

Oder über einen DC/ DC Wandler (teuer bei hohen Leistungen und Lebensdauer eher kürzer)


Jetzt schlagt mich bitte nicht Tot, aber was haltet ihr davon, wenn ich die Spannung zwischen zwei Phasen verwenden würde, (400 V * 1,414) und daraus dann über Impulsbreitensteuerung den notwendigen Strom zum laden anbieten würde?

Konstruktive Kritik erwünscht, muss aber nicht unbedingt ausarten.

[ecopowerprofi]

Getaktete Gleichspannungswandler zum Anheben der Gleichspannung sind bei 230 V nicht erforderlich. Man nimmt die positive und negative Halbwelle und richtet die gleich, dann hat man 2 x 230 x 1,414 V = 650 V. Mit Drehstrom 3 x 400 V hat man eh 565 V. Aber die Gleichspannungswandler haben heute ein WG von min. 98%. 99,5% sind mit entsprechendem Aufwand auch zu erreichen.

Man nimmt die positive und negative Halbwelle und richtet die gleich

Das zusammenfügen der beiden Halbwellen wird vermutlich aber nur mit Hilfe von Kondensatoren gehen. Wenn damit aber in der Tat ein Wirkungsgrad von bis zu 99,5% zu schaffen ist, dann braucht man da wirklich nicht mehr darüber nachdenken. (zumindest wenn die Haltbarkeit Praxistauglich ist)

Oder war der Wirkungsgrad nur auf den Gleichspannungswandlerteil bezogen? (nach der Verdopplerschaltung)

[Michael_Ohl]

Sowohl die erste als auch die zweite Idee sind so komplett falsch. Das ein Ladegerät ab wenigen Watt einen CosPhi von ein haben muss, d.h. Die Stromaufname muss Sinusförmig und gleichlaufend mit der Spannung sein. Deshalb kommt ein Brückengleichrichter mit Siebelko einfach nicht in Frage.
Die aktuelle Konfiguration nennt sich aktive PFC (Power Faktor Korrektion) und besteht aus einem Hochsetzsteller der immer ein Spannung oberhalb von 230*Wurzel2 + 15% als Gleichspannung erzeugt. Danach kommt eine weitere Hochfrequente Wechselspannungserzeugung mit Transformator der für eine Galvanische Trennung sorgt. Diese ist zur Sicherheit nötig, das sonst das halbe Auto unter Strom stehen würde. Die Spannungslagen sind dabei völlig unwichtig und lassen sich fast beliebig einstellen.
Dabei ist es auch völlig egal ob diese Technik im Auto oder im (DC) Schnellader sitzt.

MfG
Michael

[ecopowerprofi]

Sowohl die erste als auch die zweite Idee sind so komplett falsch.

Falsch daran ist nix. Falsch wäre es nur, wenn etwas nicht funktionieren würde. Aber ohne mal neben der Spur zu denken kommt man zu nix neuem sondern verharrt nur im alten Saft.

Diese ist zur Sicherheit nötig, das sonst das halbe Auto unter Strom stehen würde.

Bei der ZOE gibt es keine galvanische Trennung und trotzdem kann man das Auto anfassen ohne gleich das Zeitliche zu segnen.

[MartinG]

Es gibt doch Innovationen auf dem Gebiet und da wird sogar kräftig investiert:

https://newatlas.com/google-little-box- ... ter/33094/ (einen besseren Link habe ich gerade nicht gefunden).

Google wollte eine kleinere und effizientere Stromversorgung für seine Server und kein Emobil-Ladegerät. Aber das Ergebnis zeigt, was möglich ist, wenn man eine Million Preisgeld ins Schaufenster stellt...

Der Gewinner hatte dann mit einer ziemlich innovativen Lösung alle Parameter übertroffen.

Grundsätzlich finde ich es auch wünschenswert, die Umwandlungsverluste zu minimieren - bei steigender Anzahl von Fahrzeugen fällt das auch irgendwann ins Gewicht. Ich denke aber, dass wir dann sehr weit weg vom Brückengleichrichter sein werden. Unter anderem, weil diese Ladegeräte dann wohl Störungen im Netz aktiv reduzieren werden müssen, anstelle nur Grenzwerte einzuhalten...

Ich würde noch einmal gerne auf gesagtes eingehen:

Von ecopowerprofi habe ich allerdings keine Rückmeldung zu der Frage des Wirkungsgrades erhalten. (also wie er das meinte)

Michael_Ohl hat da für mich interessante Details ins Spiel gebracht.


Nun zu den Überlegungen von mir, unter Einbezug Eurer Infos:

An Brückengleichrichter mit Siebelko habe ich bei meinem Ziel nicht gedacht. Zumal eine Siebung an dieser Stelle unsinnig wäre. Ich frage mich aber auch, wie denn der CosPhi auf annähernd 1 kommen soll, wenn beim Hochsetzsteller die Induktivität den Strom um 90° nacheilen lässt. (könnte aber dennoch hinhauen, nur blicke ich es nicht) Wenn der Trafo hochfrequent arbeitet, ist es vermutlich ein Ferritkernsystem. Auf alle Fälle sehe ich jetzt mal zwei Stufen für Verluste.

Meine Überlegung bezog sich auf eine nötige Ausgangsspannungslage ohne nennenswerte Verluste, danach erst die Taktung!

Induktivitäten als Spulen brauche ich da nicht. (da wird die Leitungslänge zur Induktivität) Der Verlust wäre gering.

Darüber wollte ich sprechen. (dank der Info, dass der ZOE keine galvanische Trennung hat -und trotzdem funzt- könnte ich ja an meinen Gedanken weiterdenken)


Eure Beiträge waren bereichernd für mich.

[bm3]

Die Spitzenwertgleichrichtung die ecopowerprofi angesprochen hat funktioniert nur mit der Zwischenspeicherung aller Enegrie und ist bei hohen Ladeleistungen nicht praktikabel/akzeptabel.
Michael, in allen gängigen Netzteilen findet man immer noch die Brückengleichrichtung vor, trotz PFC.
Ein Hochsetzsteller ist auch nichts Anderes als ein DC/DC-Wandler.Den braucht man aber um aus Gleichspannung Wechselspannung zu erzeugen (Wechselrichter) und nicht umgekehrt.

Im Schaltnetzteil oder Ladegerät gibt es einen Ausgangstrafo / -Übertrager der die geforderten Spannungen aneinander anpasst.
Es gibt heute auch durchaus DC/DC-Wandler die mit 99% Wirkungsgrad laufen.

ngier, du wirfst hier auch Vieles durcheinander, auf der Gleichspannungsebene im Gerät oder bei dem was hinten rauskommt gibt es keine Blindleistung.

Und was nun ? Dieser Thread bleibt, wie so viele von dir hier, ein Windei.

[ecopowerprofi]

Die Spitzenwertgleichrichtung die ecopowerprofi angesprochen hat funktioniert nur mit der Zwischenspeicherung aller Enegrie

Es sollte nur eine Möglichkeit aufzeigen. Ob das praktikabel und/oder sinnvoll ist oder nicht habe ich dabei erst mal außen vor gelassen. Ich habe ja auch erwähnt, dass einen DC/DC Wandler heute schon einen WG von über 98% erreicht.

ngier, du wirfst hier auch Vieles durcheinander, auf der Gleichspannungsebene im Gerät oder bei dem was hinten rauskommt gibt es keine Blindleistung.

Das ist mir klar! Aber Danke für die Erklärung.


Was mir aber immer noch nicht gelungen ist herauszufinden, wie die tatsächliche Verlustleistung beim Laden über den Ziegel (1 Ph 230V) und Laden über die Wallbox (3Ph 400 V) ist. Da bräuchte ich den Wert innerhalb des Gerätes ohne Akku! (ohne wäre wenn und aber was es geben könnte)

Einen Link oder Verweis wo ich es finden könnte, wäre mir sehr willkommen! (für den BMW i3)