Batterie Trenner mit Monitoring

Hallo Liebe Community,

bisher war ich immer nur ein stiller Leser des Forums ohne Account. Jetzt habe ich ein "größeres" geplant, wo ich gerne ein paar Ratschläge zu meiner Schaltung brauche, ob die so ok ist. Speziell auch auf die verwendeten Transistoren.

Also erstmal zu meinem Plan, ganz grob möchte ich zwei Batterien 12V bei Bedingung X zusammen schalten.(Parallel)
Die Logik soll aufgrund von Platz Ersparnis auf einem Board Platz finden, was ich auch zum 1. Mal direkt fertigen lassen möchte.
Schaltungstechnisch soll zwischen der Positiven Leitung ein Solid State Relais sitzen, welches diese unterbricht und zusammenführt. Dazu ein Stromsensor und für die linke und rechte Seite ein Spannungsteiler für die Spannungsmessung der beiden Seiten.

Das ganze soll einen gemeinsamen GND haben.

Zu den verwendeten Komponenten:

Die Spannungsversorgung soll von einer der Batterien laufen, via Buck Converter auf 3,3V. Die Schaltung des Bucks habe ich mir aus dem Internet gezogen und zumindest den Spannungsteiler vom Feedback nachgerechnet.

Meine Frage ist, ob ich die Ansteuerung des Relais richtig gemacht habe und die Multiplexer für den Analogeingang des Wemos richtig bediene.

Hier mal meine bisherigen Schaltungen:
Logik:

Freue mich über eure Kommentare!

Gruß

Leider darf ich als neuer Nutzer nicht mehr als 1 Bild posten..
Hier der Rest:

Spannungsversorgung:

Und das Relais:

Normale SSD sind nur für Wechselspannung geeignet. Die für Gleichspannung geeigneten arbeiten intern in der Regel mit MOSFET, so dass Du auch direkt mit MOSFET arbeiten könntest.
Warum willst Du die Parallelschaltung trennen und verbinden? Dabei können bereits bei sehr kleinen Spannungsdifferenzen extrem hohe Ausgleichsströme fließen.

Um welche Akkus und welche "Nennströme" geht es denn?

Gruß Tommy

Ich Plane genau das verlinkte SSD einzusetzen. Das kann laut Hersteller DC, ist aber mit maximaler interner Spulenspannung beschrieben, weshalb es mich wundern würde, wenn es intern schon ein MOSFET hat.

Das mit den Ausgleichsströmen ist mir bewusst, deswegen auch der Spannungsteiler für beide Seiten, um die Differenz zu überwachen und nur bei möglichst Potentialgleichheit zu schalten.

Ich möchte diese trennen da ich zwei unterschiedliche Typen einsetzen möchte. Blei und LiFePo4. (Aber diese Diskussion möchte ich hier gar nicht erst lostreten...)

Gruß

Das ist aber kein SSR.

Gruß Tommy

finde ich auch relevant.

@milefork
Wenn du nur bei ähnlichen Potentialen verbinden möchtest, was passiert wenn die zwei Batterien getrennt sind - wie finden die zwei Potentiale jemals wieder zusammen?

Ich denke du sollst da mehr Kontext liefern, wodurch die zwei Batterien geladen werden und wodurch sie entladen werden...

Hat leider nur einen analogen Eingang, der ESP32 hat mehrere, wäre einfacher.

Nur als Hinweis.

Stimmt, sorry ist ein Latching Relais.

Eigentlich finde ich es absolut nicht relevant, da wir sonst in die Richtung abschweifen, wie viel Sinn das ganze macht und so weiter, was ich nicht zum Inhalt dieses Threads hier machen möchte.
Sondern mehr ob meine Schaltung die ich mir da zusammen gebaut habe funktionieren könnte oder nicht.

Aber um es ganz kurz am Rande zusammen zu fassen:
Die beiden Technologien haben unterschiedliche Entladeschlussspannungen -> Bei meiner gewünschten Entladeschlussspannung vom Lifepo trenne ich -> Das Blei geht tiefer -> Das Ladegerät hängt am Blei und wenn bei Ladung(CC) die Spannung wieder ansteigt (und annähernd gleich ist), verbinde ich wieder.

Nennströme des ganzen 20A im Peak vielleicht 50A also nichts, was das Relais nicht schaffen würde.

Danke für den Tipp! Ich hatte nur den esp8266 im Kopf, da ich damit sonst vieles mache, aber der ESP32 wäre da echt die bessere Wahl.
Wenn ich das gerade richtig sehe hat dieser am ADC1 9 Kanäle? D.h ich kann meinen Multiplexer rausschmeißen und die 3 Eingänge direkt mit dem ESP32 verbinden?

Ist das dann ein LiPo Akku oder ein LiFePo Akku?

Ich würde ein fertiges Modul nehmen und keines zusammenbasteln. Bei Schaltnetzteilen ist die Leiterbahnenführung nicht zu unterschätzen.


Meiner Meinung funktioniert das so nicht.

Q1 bzw Q2 soll 12 V auf die Spule des Relais schalten. Aber die CE Spannung ist nicht nahe 0 sondern sehr groß. An der Basis von Q1 ist die Spannung die an R6 und am Fototransistor im Optokoppler abfällt.
Die Spule des Relais braucht 300mA ( 12V / 40 Ohm) der BC547B hat eine Durchschnittliche Stromverstärkung von 200-450. Rechenen wir mit 300 dann ist der Basisstrom 1mA. Bei 1 MA fallen an R6 10V ab. Dazu ist noch die Basis-Collektorspannung von 2x0,7V zu addieren und vuolá. haben wiir an der Spule des Relais 0,6V. Praktisch wird die Spannung höher sein weil der Strom niedriger ist aber das Relais wird nicht schalten.
Du brauchst einen PNP Transistor.

2 Akkus paralellzuschalten rate ich entschieden ab und mache das zu einem Gesprächsthema.

Akkus kann man paralellschalten wenn:

  • Gleiche Akkutyp
  • gleiche Akkumodell
  • gleiches Alter
  • gleich voll
  • gleich viele lade/entladezyklen hinter sich ahben.

Aber NIE 2 verschiedene Akkuchemie die auch noch nie die gleiche Ladung haben werden.
Dein Vorhaben 2 Akkus paralellzuschalten ist verrückt. Kauf Dir einen größeren einer der beiden Typen. Da ersparst Du Dir das ganze herumgeschalte.

Das ist alles nur Dein Wunschdenken und enspricht keineswegs der Realität.
Wieviel Energie (Kapazität) hat der Bleiakku zwischen Ladeschlußspanung LiFePo und Ladeschlußspannung Pb?

Grüße Uwe

Wenn Du die 2 Akkus entlädst so teilt sich der Strom des Verbrauchers gemäß des Innenwiderstandes auf die 2 Akkus auf. Die Klemmenspannung des Akkus sinkt in Funktion des Innenwiderstandes, des jeweiligen Stroms des akkus und der Entladung. Die Klemmenspannung der beiden paralellgeschaltenen Akkus bleibt gleich solange sie paralellgeschaltet sind, nicht aber die Quellspannung des Akkus. Änder sich nun der Strom (oder geht ganz auf null) so sind 2 Akkus mit verschiedener Quellspannung über ihre Innenwiderstände zusammengeschaltet und bei den Größen der Akkus die ich aus der Angabe 20A Nennstrom erwarte ( 50-100 Ah) fließen Ausgleichsströme leicht über 100A.

Grüße Uwe

Ja, genauer die Spannungsteiler direkt mit dem ESP32 verbinden.

Bitte beachte ESP32 ADC – Read Analog Values with Arduino IDE.

1 Like

Okay dann ein fertiges Modul, ich dachte nur ich könnte es etwas kompakter gestalten mit Bauteilen auf der Platine.

Würde es nicht reichen, wenn ich R6 von 10k auf 1k absenke? Bzw. auf 1,2k Ohm?
Ach und die beiden Freilaufdioden habe ich noch vergessen.

Wie gesagt ich möchte das ungerne in dem Thread hier diskutieren, da es hier mehr um meine Schaltung gehen soll, wir können gerne einen neuen Thread darüber aufmachen. Meiner Meinung nach ist das ganze nicht ganz so absurd und die "Fallen" soll diese Schaltung hier umgehen.

Wie gesagt nicht hier, aber ja das ist grundsätzlich richtig, aber der Ausgleichsstrom fließt von vorne rein, und nicht erst wenn die Last wegfällt. Natürlich gibt es ein Peak beim wegfallen der kann auch kurzzeitig hoch sein, aber wie du an meiner Relais Dimensionierung siehst rechne ich mit 100A. (Dazu etwas lese Stoff, wenn ich darf: (gerne auch selbst googeln)

https://www.wildebus.com/hybrid-battery-bank-introduction/
Klar das sind keine offiziellen Research Paper, weil es die Wissenschaft anscheinend nicht Interessiert, aber es ist nicht so das es keiner macht.)

Grüße

Nein. Du brauchst einen PNP.

Mach was Du willst. Im Internett findet man alles und auch alles gegenteilige.
So wie Du Probleme mit der Relaisansteuerung hast sehe ich Dich nicht genügend erfahen bzw wissend um die Probleme mit der Paralellschaltung von Akkus mit verschiedener Chemie zu lösen.

Grüße Uwe