Ja, im Übertrager müssen die Wicklungen bifilar sein. Für die relativ kleinen ausgangsspannungen pro 14/16s Pack eignet sich aktive gleichrichtung. Sicher nicht trivial, aber für den Ausgleich zwischen gleichartigen Packs braucht man nur wenig Leistung umzuschaufeln. Aufn ETD59 Kern kriegt man auch reichlich überdimensionierte Wicklungen drauf.
Ich überlege, ob das durchreichen von energie über den gesamten Stapel in normaler equalizer-Methode vielleicht schlechter ist, weil ja immer von einer Stufe zur nächsten wieder Verlust anfällt, also z.B. von Zelle 2 zu Zelle 30 der Ausgleich sowohl verlustbehaftet als auch schlechter ist. Die gleiche Ladungsmenge wird ja dann 56 mal umgespeichert.
Nur zur Info, ein JK BMS hat nur einen balancerkanal, der durch einen kompletten beidseitigen multiplexer aus jeder Zelle entnehmen, und in jede Zelle hineinschieben kann.
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
OK das ist schon viel besser als die dinger, die ich bisher in der Hand hatte. Bei diesem Stapel wäre das aber immer noch 8x Ladung schaufeln bei 4 packs. Ist der Ausgleich dann noch gut genug?
Nur zur Info, ein JK BMS hat nur einen balancerkanal, der durch einen kompletten beidseitigen multiplexer aus jeder Zelle entnehmen, und in jede Zelle hineinschieben kann.
Nach meinem Kenntnisstand ist der MUX wie hier aufgebaut:
Der Wandler ist aber anders und geht nicht in den Stack sondern per DCDC zunächst in einen SuperCap und nach Umschalten des MUX dann zurück in eine andere Zelle
Ja, im Übertrager müssen die Wicklungen bifilar sein
Schlimmer: "quad-filar"
Ökonomisch dürfte so etwas nur als Planar-Trafo realistisch sein.
Aufn ETD59 Kern kriegt man auch reichlich überdimensionierte Wicklungen drauf.
Das wäre dann aber eine wirklich große Kanone für einen winzigen Spatzen.
Über einen ETD59 jage ich > 2.5 kW "Ultraschallleistung" ( 20 kHz) drüber.
Bei einem klassischen Schaltnetzteil wären es wohl > 5kW.
Zu den Wandler Wirkungsgraden gibt es ein nettes pspice ähnliches Spielzeug namens Epowersim. Daran sieht man schön die Auswirkungen auf den Wirkungsgrad. Wo die Schwächen liegen und was zu verändern ist um im Betriebslunkt besser zu arbeiten. Ich kam zu dem optimierten Ergebnis daß die Frequenz und Wicklung anfangs soweit zu verändern ist daß sich die Verluste im Halbleiter und der Spule in etwa teilen. Vorgegeben sind Standard Schaltungen die nach belieben abzuändern sind. Allerdings Leiterbahnen als Spulen, da müsste man schon ziemlich tricksen um vernünftige Ergebnisse zu erreichen. Vor allem zeigt das sowohl sofort die Sparversion auf. Für unmöglich halte ich es nicht wenn der Kern in der Bibliothek wäre. Habe mich nur mit Ring und EDT Kernen rum gespielt.
große Kanone
ja. Damit ein Ausgleich "dumm" funktioniert, brauchst 4 pins pro Kanal bei aktiver Gleichrichtung + 4 pins für die eingangsleistung + viel Kupfer aufm Kern. Man kann den Ausgleich auch einzeln gesteuert bauen, dann hast viel mehr Technik und kleiner Kern reicht.
Ich kam zu dem optimierten Ergebnis daß die Frequenz und Wicklung anfangs soweit zu verändern ist daß sich die Verluste im Halbleiter und der Spule in etwa teilen
Da hatte ich vor einigen Tagen ja schon argumentiert, warum das so sein muss.
Allerdings Leiterbahnen als Spulen, da müsste man schon ziemlich tricksen um vernünftige Ergebnisse zu erreichen.
Den DCX, den ich gezeigt habe, hast du gesehen?
Ab etwa 500 kHz haben klassische Wicklungen bei Schaltnetzteilen Probleme mit planaren Wicklungen mitzuhalten.
Bei 500 kHz ist ~ 105 um Kupferdicke optimal, Bei > 1 MHz kommt man dann langsam in den Bereich, wo man mit Standard 35 um im Optimum liegt.
Bei klassichen Wicklungen kommt man in dem Breich auch mit HF-Litze nicht mehr wirklich weiter.
Zudem sind bei solchen Frequenzen und hohen Strömen auch die "Terminierungsverluste" erheblich. Man muss also mit den synchronen Gleichrichtern ( SSR-FETs ) so nah an das Wicklungende wie es irgendwie geht.
Wenn man dann weiter optimiert geht es mit Techniken wie "Matrix Transformatoren" weiter.
Das ist alles praktikabel/ ökonomisch nur mit ins PCB integrierten Wicklungen umsetzbar.
Mit zunehmender Verbreitung von SiC und insbesondere GaN Halbleitern wird man das auch in Consumer-Ware immer öfter sehen.
@tageloehner Ich habe so einen einfachen aktiv Balancer hier, nur bisher noch immer nicht getestet. Ich denke viel besser als 100 mV Gleichlauf kann er nicht. Dafür aber für viele Zellen einfach erweiterbar.
Wobei meine kleinen NatriumIonen 3500mAh Zellen scheinbar sowieso selbst balancierend sind?
Starke Erwärmung gegen 4 V hin dafür mit vernichtendem Wirkungsgrad.
So schlecht daß ich mir nicht mal die Aufzeichnung ansehe. Muß die Ladespannung auf Kosten der Kapazität mal weiter auf 3,75V oder gar 3,70V absenken. Ladespannung angeblich 4,10V. vermutlich -5mV/°K?
SG
@nimbus4 "Innerhalb der Halbleiter entfallen dann grob 50% auf ohmsche Leitungsverluste und 50 % auf Schaltverluste. "
Genau auf das hin habe ich mit dem erwähnten Programm die Optimierung versucht. Irgenwie sollte es sogar selbst optimieren können. Oder bei Kupfer und Eisen Verlusten das gleiche Spiel. Ich setzte dann auch mal unmögliche 32 fach parallel handgewickelte Ringkerne mit besonderen Werkstoffen absolut voll gewickelt ein 😉
Zum erwähnten Schaltnetzteil. Ja,sah ich.
Ich komme zwar ursprünglich aus der Leiterplattenfertigung, erste dicke Multilayer, daher vieleicht etwas blind. Es sollte mich niemand hindern Isolierschichten im 1/100 Bereich zu drucken. Damit komm dann allein schon der Kupfer Füllfaktor recht gut hin.
SG
Hallo,
geladen habe ich die Zelle mit 5 A. Entladen habe ich sie mit 10 A.
Die mitgelieferten Kabel mit den netten Krokoklemmen habe ich als Erstes gegen eigene mit gekrimpten Kabelschuhen gewechselt. Der Spannungsabfall ist sonst über die Krokoklemmen viel zu hoch. Da wird jede Messung ungenau.
Grüße
Thomas
9,7 kWp, Südausrichtung, Sungrow 10RT
Datenlogger Eigenbau mit Datenbank und Auswertung
@hopfen Ja. Gegen die Na-Zellen spricht bei mir 1. der noch hohe Preis, 2. die Verluste welche bei größeren Strömen noch fast bei meinen Bleiankern sind, und 3. der Spannungshub. Auch wenn alle meine Gerätschaften auf wenigtens 20-36V ausgelegt sind, ich will das nicht komplett ausreizen. Ich brauche aber notwendig eine Technologie, welche nach AT-Regeln sicher nicht brandgefährlich ist, dann kann ich mir nen Speicher ins Haus stellen. Bis dahin stellt sich der Vermieter quer.
Es sollte mich niemand hindern Isolierschichten im 1/100 Bereich zu drucken. Damit komm dann allein schon der Kupfer Füllfaktor recht gut hin.
Bei höheren Spannungen ( zig 100 V ), hohen Frequenzen und insbesondere wenn man "reinforced insulation" braucht, wird man praktisch bei einem PCB-Trafo, kaum unter 100 µm Isolationstärke kommen, eher merklich darüber.
Das ist bei hohen Frequenzen aber auch nicht wirklich kritisch.
Bei den flachen planaren Ferritkernen, würde man durch das Reduzieren der PCB-Dicke um ein paar 100 µm kaum Ferrit-Kernvolumen einsparen.
Auch wegen der sowieso schon prinzipiell hohen Kopplungskapazität bei PCB Wicklungen möchte man insbesondere Lagen unterschiedlicher Wicklungen nicht unnötig nahe aneinander bringen.
Wegen "proximity effect" kann man zudem Lagen einer Wicklung nur begrenzt direkt stapeln.
Interleaven auf einem einfachen Kern treibt die Kapazitäten nur weiter hoch und man bekommt die Verlustleistung der inneren Lagen immer schlechter weg.
Wenn man bei einem DCX ( mit nennenswertem Übersetzungverhältnis ) nach 99% Wirkungsgrad strebt dürfte sowieso kaum ein Weg an Matrix-Transformatoren vorbei führen, also eine Zerlegung in Teiltransformatoren, die auf einem speziellen Kern mit mehreren "center legs" in der Fläche realisiert werden. Ein solches Design hat eher unter 10 Kupferlagen.
Der gezeigte DCX hat insgesamt 12 Kupferlagen 105 µm und somit einen CU-Füllfaktor < 20%.
Bei planaren PCB Trafos im >> 100 kHz Bereich ist der Cu-Füllfaktor wegen der ganzen HF-Effekte nicht mehr der entscheidene Faktor.
Ganz im Gegenteil, wenn man meint mit "zu" dicken Kupferlagen, etwas Gutes zu tun, wird einem der "proximity Effect" dass mit massiv ansteigenden HF-Verlusten in der Wicklung quittieren.
geladen habe ich die Zelle mit 5 A. Entladen habe ich sie mit 10 A.
OK, das erklärt dann die erstaunlich gute Effizienz von fast 97%.
Im Vergleich zu den ~ 99% die ein LFP Akku bei ähnlichen C-Raten schaffen dürfte, ist dass dann eher bescheiden.
Und bei den Strömen die in einer typischen ESS-Anwendung auftreten ( zumindest bei einem 48V LV System ), dürfte ein realistischer Zellwirkungsgrad dann wohl unter 95% liegen.
Das ist zwar nicht fatal aber auch nicht berauschend.
Hast Du schon irgendwelche Erfahrung zur Selbstentladung?
Ich habe kleine Platinen entwickelt, die die Spannung und die Temperatur der Zellen messen und über eine Daisy-Chain mit dem BMS kommunizieren
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