für mein Projekt, in dem ein Pedelec mit einem Brennstoffzellensystem als Range Extender ausgestattet werden soll, benötige ich eine Steuerung. Diese soll das BZ-System beim unterschreiten einer bestimmten Spannung des Akkus automatisch einschalten und mit dem Laden beginnen. Bei Vollladung soll das System wieder abgeschaltet werden.
Hier ein paar Infos zu den Komponenten:
Akku: Li-Io 48 V, 12 Ah
Brennstoffzelle: 200 W (24 V @ 8,3 A) PEM FC-Stack, luftgekühlt
Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle wird mit einem Step-up Wandler auf 48 V hochgesetzt.
Die Brennstoffzelle verfügt bereits über eine Steuerung. Diese regelt die Lüfterdrehzahl, Wasserstoffzufuhr usw. und wird mit 12 V versorgt. Der eigentliche Ein/Aus-Schalter, welchen ich "automatisieren" möchte, ist auch an das Steuergerät angeschlossen.
So jetzt zu meiner Frage: Hat von euch jemand eine Idee, wie ich diese Steuerung realisieren kann oder gibt es sowas schon fertig zu kaufen?
Wie ich hohe Spannungen (> 5V) mit dem Arduino messe ist mir inzwischen klar. Den zweiten Teil könnte man mit einem MOSFET, der mit dem vorhandenen Schalter verbunden wird, realisieren. Wie genau das alles funktionieren soll und programmiert wird, weiß ich leider noch nicht.
Ich hoffe Ihr könnt mir weiterhelfen und lasst euch nicht von dem langen Post abschrecken.
Vielen Dank im Voraus.
LG BenjiMB
Edit: Mir wurde ein Arduino Nano für diese Anwendung empfohlen.
Möglichkeit 1: Auf die Suche nach etwas fertigem gehen.
Möglichkeit 2: Jemanden in deiner Nähe finden der schon programmieren kann und Spaß daran hätte das zu programmieren.
Möglichkeit 3: Wenigstens 20 bis 30 Stunden ins Arduino-Programmieren lernen investieren und dann selbst programmieren. Nach 20 bis 30 Stunden hat man ein gewisses Grundverständnis für die wichtigsten Befehle.
Du wirst immer noch etliche Fragen haben die dir aber in diesem Forum gerne beantworten werden sofern man denn erkennen kann, das du auch eigene Mühe investierst.
Und dann gäbe es noch eine vierte Möglichkeit: Fragen ob es jemand gegen Bezahlung macht.
Für Möglichkeit 3: um sich die Sympathie der anderen user zu erhalten sollte man sie mit den notwendigen Basis-Informationen versorgen. Das heißt
eine genaue Typenbezeichnung und Datenblatt von der Brennstoffzelle
benjimb:
Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle wird mit einem Step-up Wandler auf 48 V hochgesetzt.
So jetzt zu meiner Frage: Hat von euch jemand eine Idee, wie ich diese Steuerung realisieren kann oder gibt es sowas schon fertig zu kaufen?
Ich hoffe Ihr könnt mir weiterhelfen und lasst euch nicht von dem langen Post abschrecken.
Edit: Mir wurde ein Arduino Nano für diese Anwendung empfohlen.
Das hochsetzen mittels Step-UP ist nicht alleinig. Du brauchst einen Laderegler.
Und wenn mich nicht alles täuscht, ist das gleichzeitige Laden und fahren nicht vorgesehen.
Könnte also schwierig werden.
Ich würde versuchen einen LiPo Lader zu besorgen, der mit 12V KFZ-Eingang daher kommt.
Der sollte wenn möglich eine LED haben, die den Zustand "voll" anzeigt.
Einschalten der BZ wenn Spannung unter xxx und ausschalten durch anzapfen der Lade-LED.
Du brauchst 1nen analog-Eingang für die Spannungspesssung, einen Digitaleingang für die LED-Abfrage und einen Digitalausgang für die BZ.
Da reicht ein attiny85 (gibts auch fertig zum anstecken auf den USB-Port)
[EDIT] Da hat sich schon wer Gedanken gemacht:
Die Ausgangsspannung von PEM-Brennstoffzellen ist abhängig vom Arbeitspunkt der Brennstoffzelle und den aktuellen Umgebungsbedingungen. Für den Anschluß der Brennstoffzelle an ein Batterie-Speichersystem ist daher ein zwischengeschalteter DCDC-Wandler notwendig, der die Brennstoffzellenspannung an die Batteriespannung anpaßt und zusätzlich das Laderegime für die Speicherbatterien übernimmt.
Sind Li-Io Akkus nicht diese gefährlich brennenden Teile? Weißt Du schon, wie man die löscht? Weißt Du schon, wie man einen voll geladenen Li-Io Akku erkennt?
Wenn Du die letzten beiden Fragen mit "Ja" beantworten kannst, ist der Rest prinzipiell einfach, beispielsweise auch mit einem Nano.
Da es ein Pedelec ist, gibt es schon ein 230V-Ladegerät. Gibt es vom Hersteller auch ein 12V-Ladegerät?
Wenn nicht dann muss man sich anschauen wo sich die Ladeelektronik befindet. Hat das 230V-Ladegerät eine zweipoligen Stecker oder sind da deutlich mehr Pole dran?
Wenn zweiploig befindet sich die Ladeelektronik Im Akku / Am Pedelect. Dann genügt es tatsächlich 48V einzuspeisen.
Wenn die Ladeelektronik im Ladegerät ist wird es anspruchsvoll. Man muss nämlich jede einzelne Zelle das dürften bei 48V 13 Stück sein (48 / 3.7 = 13) überwachen weil die Spannung bei keiner Zelle über 4,2V ansteigen darf.
Wenn eine Zelle 4,2V erreicht andere aber noch bei 4,15V sind dann muss man Ausgleichsströme fließen lassen.
Sogennante Balancer. Ich vermute aber ganz stark das die Ladeelektronik im Akku mit drin ist.
Also beim Hersteller mal nachfragen wie das ist.
Vielleicht noch ein kurzer Nachtrag: Ich habe gute Grundkenntnisse in Elektronik sowie der Programmiersprache C, weshalb ich gerne dieses Projekt selber machen möchte. Bei komplexeren Programmieraufgaben habe ich einen guten Freund, der mich dabei unterstützen könnte, sofern das nicht hier schon geschieht.
@StefanL38:
Ja, es liegt ein zweipoliges 230V Ladegerät bei. Das BMS ist im Akku verbaut. Somit muss mit dem Arduino nur das BZ-System gestartet werden, sobald die eingestellte Spannung des Akkus unterschritten wird. Bei Vollladung oder dem Erreichen einer erneut festgelegten Spannung soll das System ausgeschaltet werden.
Mit einem Spannungsteiler kann die maximal zu messende Spannung auf die 5 V des Arduinos herabgesetzt werden. Dann kann beispielsweise mit einer if-Anweisung abgefragt werden, ob die eingestellte Spannung unterschritten ist. Wenn nein, dann wartet der Arduino eine gewisse Zeit, bis er die Abfrage erneut startet.
Was beim "wenn ja,.." passiert, weiß ich noch nicht. Hier könnte man vielleicht mit einem MOSFET den Schalter bestromen.
(gibts auch fertig zum anstecken auf den USB-Port)