Schwaches BMS mit Kondensatorbank pumpen

[Schweisser]

Hi Zusammen!

Ich habe ein Problem... und nicht genug Elektronikkenntnisse...

Ich habe einen Victron Multiplus II 2x120V im Wohnmobil (steht in den USA) und versuche mit einer 24V Lithium-Batterie (EG4 LL 5,1kWh, 100A BMS) eine Klimaanlage zum Laufen zu kriegen. Jetzt kommt es zum Anlaufzeitpunkt zum Abschalten des BMS der Batterie. Wenn die Klima jedoch bereits läuft (durch Landstrom oder Genno) ist alles gut, dann sehe ich 55A Strom aus der Batterie in den Victron laufen und alles läuft perfekt. Es scheint also der Anlaufstrom zu sein. Testweises Ansaften mit 4 (!) parallelgeschalteten Batterien beim Lieferant, also 20kWh und 400A, kriegt die Klima zum laufen. Damit ist der Victron raus, das er das nicht schafft.

Da ich dann doch keine 20kWh Kapazität brauche - neben den Kosten... wäre es möglich, diese Spitze im Strom mit vielleicht einer Kondensatorbank zu Puffern - so analog zu den aus den 90ern bekannten Kondensatoren für die Auto-Hifi Jungs?

Wie gesagt, schlagt mich nicht wegen des haarsträubenden Vorschlags, aber das Ding steht halt auch 8000km von hier entfernt...

Für jede Idee bin ich dankbar.

Gruß, Sascha

[E_Tobi]

Moin,

BMS haben normal verschiedene Abschaltschwellen, z.b. >200A so schnell es geht, 150A...200A 100ms, 100A...150A 1s.
Die Frage wäre, welche davon das abschalten verursacht.
Der Victron kann, wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, deutlich über 100A ziehen.

Mit Elkos oder ähnlichem sehe ich schlechte Karten das in den Griff zu bekommen, weil die einen Spannungshub brauchen, um ihre Energie loszuwerden - der Hub aber wiederum den Strom aus dem recht spannungssteifen Lithiumspeicher fliesen lässt, der dann eben abschaltet.

Kann man den maximalen Strom des Victron-Wechselrichters per Software begrenzen?

Grüße

[Desinfector]

Kondensatoren müssten auch irgendwann geladen werden, sollten die mal leer sein. Dann wären auch wieder Anlaufströme angesagt.
Anlaufströme können auch durch kurzes vorschalten von Widerständen gedrosselt werden.
Müsste man jetzt sehen wann die Klima "geladen" genug ist, um am Akku keinen hohen Schaltstrom mehr zu ziehen.
Da ist ein Motor drin, der wie beim Trafo kurzfristig wie ein Kurzschluss wirkt.
Man könnte ein passenden MOSFET nehmen, der den Klimastrom verträgt.
Dieser schaltet nach vielleicht 2 Sekunden wie der Widerstand vor dem Motor hängt, wie ein Schalter parallel über dem Widerstand diesen kurz.
Dann läuft der Strom für die Klima über den MOSFET.

Oder vielleicht auch ein passendes SolidState Relais.
Angesteuert werden könnten diese beiden genannten Teile mit ner Monoflop schaltung.
Sobald Strom drauf kommt, wird 2Sekunden später geschaltet.

[zauberkopf]

Mit Elkos oder ähnlichem sehe ich schlechte Karten das in den Griff zu bekommen, weil die einen Spannungshub brauchen, um ihre Energie loszuwerden - der Hub aber wiederum den Strom aus dem recht spannungssteifen Lithiumspeicher fliesen lässt, der dann eben abschaltet.

Also grundsätzlich ist die Idee mit den Kondensatoren, nicht schlecht!
Das wird auch kommerziell gerne mal gemacht. z.B. Wechselrichter für Antriebe.

Nur, das BMS muss mit diesen umgehen können.
Als wenn der Kondensator entladen ist, und an das BMS angeschlossen wird, hat der erst mal fast 0 ohm, und es können über xxxxA fließen, die das SSR im BMS schädigen.
Deswegen wird versucht das mit einer "Vorladung" zu verhindert.
(engl Precharge)
Erst wird ein Widestand zugeschaltet, über diesen wird der Kondensator vorgeladen, und wenn die Spannung sich fast angeglichen hat, wird durchgeschaltet.
Und dann erst, darf der Wechselrichter wechselrichten...

Wenn Das BMS das nicht implementiert hat, sollte man sich so eine einschaltautomatik auch selber tütteln können.

[E_Tobi]

Mein Grundgedanke war - sagen wir der Akku mit BMS hat 20mOhm Innenwiderstand. Das heißt, wenn ich die Klemmenspannung um 2V senke, fliesen 100A aus dem Akku.
Daraus ergibt sich dass der Elko nur 2V Spannungshub hat, um Energie loswerden zu können, bevor das BMS trotzdem abschaltet.
Es sind 400A im Gespräch, das heißt der Elko muss >300 davon liefern, damit das BMS nicht abschaltet. Sagen wir der Anlaufvorgang der Klima dauert 500ms, was ich eher als kurz einschätzen würde, der Elko muss 350A liefern (->175As) und um weniger als 2V einbrechen, sind wir bei min. 87.5 Farad.
Das geht vielleicht noch mit einem Supercap...

Ich würde eher schauen ob der Wechselrichter den Strom begrenzen kann, und wenn das nicht klappt anderweitig, wie von Desinfector vorgeschlagen, den Anlaufstrom in den Griff zu bekommen...wobei ich auch nicht weiß wie Klimageräte auf Spannungsschwankungen reagieren, die beim begrenzen des Stroms zwangsläufig passieren.

[Gary]

Ich sehe da das BMS in der Pflicht, bei 200Ah kann die Batterie mehr als das BMS.

[zauberkopf]

Sagen wir der Anlaufvorgang der Klima dauert 500ms,

Das ist die große frage !

Liese sich klären mit Shunt und Digi-Oszi...

[Alexander470815]

Andere Klima benutzen?
Eine mit Inverter, deren Anlaufstrom ist vernachlässigbar.

Wenn man das BMS brücken kann dann ist das natürlich schon eine Möglichkeit, dann jedoch zwei FETs antiparallel verwenden.
Sonst blockiert einem die Body Diode die Schutzfunktion des BMS in die Laderichtung.

[ferdimh]

Die Kompressoren unserer Spindelkühlgeräte laufen in unter 200ms hoch. Nur mal so als Hausnummer.
Da ist nahezu keine Schwungmasse beteiligt.

Ein strategischer Vorwiderstand könne hier schon helfen...

[TDI]

der Anlaufvorgang der Klima dauert 500ms, was ich eher als kurz einschätzen würde, der Elko muss 350A liefern (->175As) und um weniger als 2V einbrechen, sind wir bei min. 87.5 Farad.
Das geht vielleicht noch mit einem Supercap...

Mit einem kommt man da nicht aus. Die haben typisch 2,5-2,7V maximale Spannung, allerdings auch leicht mehrere hundert Farad Kapazität.
Maxwell BoostCaps wären typische Vertreter dieser Doppelschichtkondensatoren.
Vielleicht müsste man Akku und CspBank dann zum Start der Klimaanlage noch vorübergehend mit einem geeigneten Kaltleiter (Halogenlampen-Stack) voneinander entkoppeln.

Aber bevor man den Aufwand treibt, ist man mit einer Inverterklimaanlage wahrscheinlich besser bedient.

[tschäikäi]

Die Dauerleistung der Klima liegt bei 24V*55A= 1,3kW.
Brauchst du denn um dieses Wohnmobil zu kühlen wirklich so ne dicke Klima?
Das sind, je nach KM und Wirkungsgrad 4,5 bis 5kW Kälte.
Klar, wenn das Ding in ner sehr warmen Gegend steht..
Was ich in diesem Fall tun würde: mich durch das Menü des Umrichters wühlen
und nach einer Strombegrenzung suchen. Wenn der Umrichter bei sagen wir 100A eingangsseitig
(ausprobieren was maximal geht, bevor das BMS abschaltet) zumacht
sollte doch der Kompressor trotzdem (und mit weniger Ruck) anlaufen. Danach geht der Strom eh runter.
Andere Idee: Die Spannung am Ausgang des Umrichters begrenzen. Georg Simon sagt dass dann auch der Strom
niedriger ist.
Entweder geht das im Menü, oder man muss halt einen fetten Vorwiderstand zwischen Umrichter und Kompressor
einbauen, den man dann per Zeitrelais nach ein oder zwei Sekunden überbrückt. Das sollte mit Draht für 50 Pf realisierbar sein.

Diese Ideen zu "gib dem Kompressor weniger Strom zum Anlaufen" fußen einfach darauf, dass er,
wenn er nicht gerade gegen den vollen Differenzdruck anläuft nicht so viel Strom braucht um anlaufen zu können,
sondern so viel Strom braucht weil er (um den Motorwirkungsgrad zu optimieren) einfach sehr niederohmig gewickelt ist.
Hier gehts also eher weniger um maximales Drehmoment als um weniger Kupferverluste im Dauerbetrieb.
Deswegen muss der Anlaufwiderstand ja überbrückt werden.


Gruß Julian

[Jerry]

Das dürfte zum begrenzen des Anlaufstromes der Klimaanlage bzw. des Verdichters funktionieren:

https://www.kleinanzeigen.de/s-anzeige/ ... 0-168-7613

Ggfs. die Vorwiderstände noch anpassen.

[Gary]

Im Menü des Multiplus kann man den Eingangsstrom begrenzen, aber da ist der Strom am AC In gemeint.

Man kann noch erforschen wie der Kompressor gestartet wird, ob vielleicht gleichzeitig Gebläse Motoren mit eingeschaltet werden. Dann bleibt aber die Frage - kann man was ändern?

Schnell und günstig wären zwei zusätzliche Blei-Starterbatterien die man nach wenigen Jahren tauschen muss.

[Schweisser]

Im Menü des Multiplus kann man den Eingangsstrom begrenzen, aber da ist der Strom am AC In gemeint.

Man kann noch erforschen wie der Kompressor gestartet wird, ob vielleicht gleichzeitig Gebläse Motoren mit eingeschaltet werden. Dann bleibt aber die Frage - kann man was ändern?

Schnell und günstig wären zwei zusätzliche Blei-Starterbatterien die man nach wenigen Jahren tauschen muss.

Das hört sich nach nem Plan an. Sehe ich das richtig - das die Ströme sich dann nach dem Innenwiderständen der parallelgeschalteten Batterien aufteilen? Wie hoch sind denn solche Innenwiderstände von nem Bleiklotz und ner Lifepo? Wie verhält sich sowas mit den Ladespannungen? Müsste man da was tüfteln?

Ja, die Klima ist leider so gross, und kommt beim 30 Grad und hoher Luftfeuchtigkeit schon an Ihre Grenzen...

Beim Victron hätte ich jetzt auch erwartet, das man den max Strom begrenzen kann... Bin aber auch nicht so der Victron-Guru, ich hab zumindest noch nichts gefunden.

Danke schonmal für die Riesenresonanz

[MatthiasK]

Schnell und günstig wären zwei zusätzliche Blei-Starterbatterien die man nach wenigen Jahren tauschen muss.

Die Spannungslagen von LiFePO4 und Pb sind sehr ähnlich, aber nicht gleich. Der Li-Akku wird bei normaler Last zuerst weitgehend entladen, bevor die Bleiklötze nennenswert Elektronen raus schieben. So dürfte das Blei eher geschont werden und braucht aber dafür gelegentlich ein bisschen DHMO.

[Schweisser]

DHMO - sind Starterbatterien nicht meist wartungsfrei? Oder wäre da eine "mit Wasser" besser, damit die gasen kann, wenn die Lifepo vollgeladen werden?

[MatthiasK]

Wartungsfrei heißt nur, dass Wartung nicht vorgesehen ist, nicht, dass sie nicht nötig ist.

Wenn der Akku immer randvoll ist, gibt es immer etwas Elektrolyse. Dadurch sinkt der Säurestand langsam und die Säuresichte (und damit die Selbstentladung) steigt.

[E_Tobi]

Maxwell BoostCaps wären typische Vertreter dieser Doppelschichtkondensatoren.

Von Skeleton z.B. gibts sowas fertig als Modul, beispielsweise 370F / 48V. Recht geringer Innenwiderstand von ca. 2 oder 3mOhm, Kosten allerdings...

[Schweisser]

Haste da mal ne Adresse bzw. ne grobe Richtung zum Preis?

[Chefbastler]

Ich vermute mal das es ein Rudel Maxwell Boostcaps mit etwas Zusatzbeschaltung zum laden und einer idealen Diode mit ein paar MOSFETs erfolgreich tun.

Blei wird schnell mal hochohmig und geht bei Last schneller in die knie als Lithium.

[Alexander470815]

Haste da mal ne Adresse bzw. ne grobe Richtung zum Preis?

z.B. https://www.ebay.de/itm/323701224793

Weit sinnvoller wäre es eine Klimaanlage zu verwenden die nicht so einen hohen Einschaltstrom hat.