Yamaha AB Ladespannung abschalter oder nicht??

[chrhartz]

Zitat von coffeemuc

Von Geräten, Baugruppen und Eigenbauten die nicht für den Einsatz in Fahrzeugen konzipiert sind, rate ich dringend ab.
Selbst wenn dass eine Zeit lang funktioniert hat man Hitze, Kälte, Vibrationen, Erschütterungen, Feuchtigkeit und Spannungsspitzen die dem Gerät zusetzen.

Prinzipiell richtig. Dann haben aber Solarmodule, Handys, LED-Leuchten,
Tablets, Fernseher, Wasserkocher, Taschenlampen, Ladegeräte,
Akkuschrauber - eigentlich alle Geräte, die man im Haushalt verwendet,
dort auch nichts zu suchen.

Ich denke, wenn man mit etwas Aufmerksamkeit an die Sache geht, kann
man viele Geräte auch so sicher an Bord verwenden.

Viele Grüße,
Christian

[rottweiler]

Hallo Christian !
Deine drehzahlabhängigen und gemessenen Spannungsangaben bei den Lichtspulen sind richtig !
Aber eins würde mich interessieren : Wo willst Du den dann eine höhere Ladeleistung(A) bei niedriger Drehzahl des Motors herholen ? Willst Du den Energieerhaltungssatz aushebeln ?
VG Frank

[coffeemuc]

Zitat von chrhartz

Prinzipiell richtig. Dann haben aber Solarmodule, Handys, LED-Leuchten,
Tablets, Fernseher, Wasserkocher, Taschenlampen, Ladegeräte,
Akkuschrauber - eigentlich alle Geräte, die man im Haushalt verwendet,
dort auch nichts zu suchen.

Ich denke, wenn man mit etwas Aufmerksamkeit an die Sache geht, kann
man viele Geräte auch so sicher an Bord verwenden.

Es ist schon ein Unterschied, ob Geräte zeitweise auf einem Boot sind, wie z.B. Handys, und dabei auch noch nicht einmal mit dem Bordnetz verbunden sind. Oder ein Wasserkocher der in der Kabine steht und zeitweise mal verwendet wird. Oder eine Taschenlampe mit eigenen Batterien.
Ein Regler hat aber die volle Packung: dauerhaft eingebaut, direkt mit Ladespule und Batterie verbunden. Evtl im AB mit eingebaut (kann warm werden) oder irgendwo im Boot, wo dann Kondenswasser, eindringendes Regenwasser oder Spritzwasser relevant werden.
Es kommt natürlich immer auch auf das Boot, die Nutzung, den Einbauort usw. an, aber so kuschlig wie in einer Wohnung wird er es niemals haben.
Und wenn er einmal eingebaut ist, kümmert sich auch niemand mehr um ihn, in der Beziehung hat es ein Fernseher auch besser.
Außerdem ist der Ausfall des Fernsehers nicht sicherheitsrelevant.

[Ron_Berlin]

Zitat von tritonnavi

@Ron_Berlin:



ist das bei MPPT-Solarreglern auch der Fall?

Diese Geräte sind doch letztendlich Spannungswandler und wandeln eine höhere Spannung in der Weise, dass man damit eine 12V-Batterie laden kann, also letztendlich genau das, was beim AB mit Lichtspule und Gleichrichter auch gefragt ist.

"Verbraten" wird dabei auch nur relativ wenig und gerade beim AB mit so einer Minilichtspule, kann man sich das eigentlich auch gar nicht leisten.

O.K. eiskalt erwischt !
Da bin ich mir jetzt bei den MPPT Reglern gar nicht so sicher, wie die überschüssige Energie verbraten wird.

Gruß Ronald

[diri]

Zitat:

Zitat von Bandit1973

Man könnte auch Geräte verwenden, die explizit für diesen Zweck entwickelt wurden ???

So isses, aber zu teuer weil aus Germany, der hier tut es auch

https://de.aliexpress.com/item/6-Wir...ceBeautifyAB=0

AC Ausgänge an gelb, rot/schwarz an Batterie, S = Sense (Referenz) an Batterie pluspol, das ganze Teil sauber auf eine Metallfläche zwecks guter Wärmeableitung montieren , denn hier wird genau überflüssiger Strom bei voller Batterie und damit zu hoher Spannung, in Wärme verbraten,
das übliche Verfahren bei im Prinzip Fahrraddynamo's wie an kleineren Aussenbordern,

gruss dieter

[tritonnavi]

@chrhartz:

Überlegenswert wäre es evtl. einen Regler zu verwenden, der aufwärts und

abwärts regeln kann. Dann hätte man bereits im Leerlauf Ladestrom und
nicht
erst ab einer bestimmten minimalen Drehzahl.

Deswegen ja mein erster Vorschlag, mal an einen ganz gewöhnlichen ladebooster zu denken, den man in WoWa verwendet, um die WoWa-Batterie zu laden.

Der bringt sowohl bei 10, als auch bei 16V Eingangsspannung, am Ausgang z.B. 14,2V und das bis zu 8A.

Problem:
Der wird vermutlich mit der noch höheren Leerlaufspannung der Lichtspule Schwierigkeiten bekommen.

So etwas wird ja vielleicht auch mit einem passenden Spannungsbereich mit maximal ca ähnlicher Maximalstromstärke geben.

In etwas größerer Ausführung (und für diesen Zweck mit 20A definitiv überdimensioniert) gibt es ja z.B. das CTEK D250SA.

Das hat einen Eingangsspannungsbereich von 11,5 - 23V und macht daraus 14,4V.

[tritonnavi]

Zitat von Ron_Berlin

O.K. eiskalt erwischt !
Da bin ich mir jetzt bei den MPPT Reglern gar nicht so sicher, wie die überschüssige Energie verbraten wird.

Gruß Ronald

Na ja, was sollen die, genau wie anderer Wandler, schon machen, wenn die Batterie voll ist?
Die Ladeschlussspannung bleibt erhalten, aber es fließt kaum noch Strom. Bei schlimmstenfalls 80% Wirkungsgrad dieser Wandler, wird der denn halt minimal warm, aber nicht so warm, wie bei mehr Stromstärke.

[chrhartz]

Zitat von rottweiler

Hallo Christian !
Deine drehzahlabhängigen und gemessenen Spannungsangaben bei den Lichtspulen sind richtig !
Aber eins würde mich interessieren : Wo willst Du den dann eine höhere Ladeleistung(A) bei niedriger Drehzahl des Motors herholen ? Willst Du den Energieerhaltungssatz aushebeln ?
VG Frank

Hallo Frank,

hehe, an freie Energie glaube ich erst, wenn ich so ein Gerät selber in der
Hand hatte und durchmessen konnte. ;)

Was ich eher meinte ist das Hochsetzen der Spannung mit einem
Schaltregler. Die Leistung wäre Watt und nicht Ampere.

Also, die Spannung ist laut Induktionsgesetz proportional zur Änderung
des Magnetfeldes, in diesem Fall der Motordrehzahl.

Der Strom ist abhängig von der Flussdichte des Magneten. Da dieser
gleich bleibt, ist theoretisch der Strom bei jeder Spannung gleich.

Die Leistung als Produkt von Strom und Spannung ist somit abhängig von
der Drehzahl.

Angenommen, Du hast eine Drehzahl unterhalb von Vollgas und die
Spannung liegt z.B. bei 10 Volt, also unterhalb der Batteriespannung.
Weiter angenommen, die Ladespule könnte 3 Ampere erzeugen.

Dann ist die gesamte erzeugte Leistung von 30 Watt so nicht nutzbar,
denn es kann kein Strom in die Batterie fließen weil die Spannung nicht
größer als die Batteriespannung ist.

Wenn man nun die 10 Volt mit einem Schaltregler nach oben transformiert,
z.B. auf 15 Volt, ergibt das 30 Watt geteilt durch 15 Volt = 2 Ampere.

Natürlich hat der Regler Verluste von ca. 15 Prozent und es gibt auch
Verluste in der Ladespule. Es ist aber immer besser, die Batterie mit
1,5 Ampere zu laden, als gar nicht.

Viele Grüße,
Christian

[coffeemuc]

Zitat von rottweiler

Wo willst Du den dann eine höhere Ladeleistung(A) bei niedriger Drehzahl des Motors herholen ? Willst Du den Energieerhaltungssatz aushebeln ?

Das geht schon, denn es muss ja nur besser sein als die übliche Standardbeschaltung. Im Normalfall ist es ja so: Die Batterie wird mit einer gleichgerichteten Wechselspannung geladen. Sie wechselt also n-mal pro Sekunde zwischen 0 und ihrem Maximum hin und her.
Übersteigt die Spannung der Ladespule die Spannung der Batterie, fließt Strom und das weitere Ansteigen der Spannung wird nahezu verhindert.
Den Spannungsverlust an den Gleichrichterdioden habe ich weggelassen, der ändert nichts am Prinzip.

Besser wäre es so:
Für jede Drehzahl gibt es eine Maximalleistung, die einer bestimmten Last entspricht und damit auch einer bestimmten Spannung.
Das Steuergerät stellt sich selbst so ein, dass es für die Ladespule eine optimale Last ist. Die Spannung wird dann oft unter 12V liegen, also eigentlich wertlos. Nun kann man aber mit einem Spannungswandler die Spannung aufs gewünschte Gleichspannungsniveau heben.
Die Spannung ändert sich, die Leitung bleibt gleich (bis auf minimale Wandlerverluste).

Im industriellen Umfeld werden solche Dinge gern gemacht, weil sich erhebliche Einsparungen bei den Stromkosten erzielen lassen. Natürlich haben die keine Ladespule als Stromquelle sondern das Stromnetz oder einen eigenen Generator (wenns irgendwo im nirgendwo ist).
Beim AB wird sich der Aufwand kaum lohnen, da ist es billiger wenn man gleich eine stärkere Ladespule einbaut.
Es wäre also ein Nischenprodukt zum Nachrüsten.

PS: Während ich geschrieben habe, hat Christian auch gepostet.

[chrhartz]

@Richard

Man könnte doch einen Aufwärts/Abwärtsregler verwenden. Der wird bei
ebay auch angeboten. Hier eine Variante mit 2 A Ausgang:

https://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-up-Step-down-Spannungsregler-Strombegrenzer-bis-2A-LM2577S-LM2596S/182459157617?hash=item2a7b69cc71:g:fw4AAOSwN81WDqQ 1 (PaidLink)

Sowas gibt es natürlich auch für größere Ströme. Dann kann man auch
die volle Leistung zur Ladung nutzen wenn man Vollgas fährt.

Prinzipiell verbietet sich auch die Parallelschaltung mehrerer Module nicht,
sofern sie auf die identische Ausgangsspannung eingestellt sind und über
eine Strombegrenzung verfügen.

Viele Grüße,
Christian

[tritonnavi]

@chrhartz:

Man könnte doch einen Aufwärts/Abwärtsregler verwenden.

wovon ich ja bereits 2 genannt hatte......

[coffeemuc]

Zitat von chrhartz

Man könnte doch einen Aufwärts/Abwärtsregler verwenden. Der wird bei
ebay auch angeboten. Hier eine Variante mit 2 A Ausgang:

https://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-up-Step-down-Spannungsregler-Strombegrenzer-bis-2A-LM2577S-LM2596S/182459157617?hash=item2a7b69cc71:g:fw4AAOSwN81WDqQ 1 (PaidLink)

Der Knackpunkt ist, dass man ein Gerät bauen muss, dass die Ladespule bei jeder Drehzahl mit der optimalen "Last" belastet.
Und das kann ein solcher DC/DC Wandler nicht leisten.

[tritonnavi]

Zitat von coffeemuc

Der Knackpunkt ist, dass man ein Gerät bauen muss, dass die Ladespule bei jeder Drehzahl mit der optimalen "Last" belastet.
Und das kann ein solcher DC/DC Wandler nicht leisten.

warum muss man die Ladespule mit der optimalen Last beaufschlagen?

Es wird sicher auch so funktionieren, nur eben vermutlich nicht optimal.

bei jedem Wohnwagen mit Autark-Paket und Ladebooster, ergibt sich für den "Arbeitspunkt" am Eingang des Boosters, in Grenzen, irgendeine Spannung und Stromstärke.

[coffeemuc]

Zitat von tritonnavi

warum muss man die Ladespule mit der optimalen Last beaufschlagen?

Es wird sicher auch so funktionieren, nur eben vermutlich nicht optimal.

bei jedem Wohnwagen mit Autark-Paket und Ladebooster, ergibt sich für den "Arbeitspunkt" am Eingang des Boosters, in Grenzen, irgendeine Spannung und Stromstärke.

Ja natürlich, irgendeine Ladung ist immer noch besser als gar keine.

Ich habe mich auf den in #34 beschriebenen Optimalfall bezogen.

[tritonnavi]

ist doch immerhin bei diesen schwächlichen Ladespulen schon eine wichtige Steigerung, wenn sogar eine Spannung der Ladespule zu einer Batterie-Ladung führt, obwohl die Spannung geringer ist, als die Batteriespannung.

ich hatte das bei unserer AB-Ladung früher öfters gehabt: Ab 14V kam vom AB nicht mehr viel.
Mit Ladewandler würde dessen Spule stärker belastet werden, die Ladespulenspannung würde sinken und die Stromstärke steigen, so dass in dem Fall die Spannung auf der Batterieseite erhöht werden würde.

Ob diese Ladewandler letztendlich mit der stark welligen Gleichspannung der Ladespulen/Gleichrichterkombination klar kommen, ist natürlich noch eine andere Frage.

[rottweiler]

Ich merke gerade das alles was ich studiert habe verkehrt war !

[coffeemuc]

Zitat von rottweiler

Ich merke gerade das alles was ich studiert habe verkehrt war !

Streng genommen müsste man das natürlich alles mit komplexen Zahlen rechnen, oder besser gleich mit e hoch jot omega

[tritonnavi]

Zitat von rottweiler

Ich merke gerade das alles was ich studiert habe verkehrt war !

dann lass uns an deinem vor vielen Jahren erworbenen Wissen teilhaben und erzähle uns, wie sich so ein Ladewandler genau verhalten wird.

[rottweiler]

Nee das lassen wir lieber ! Ihr lacht Euch sonst noch krank !

[tritonnavi]

Glaub ich nicht...wenn es überzeugend klingt, bin ich durchaus (noch) lernfähig...

[chrhartz]

Zitat von coffeemuc

Der Knackpunkt ist, dass man ein Gerät bauen muss, dass die Ladespule bei jeder Drehzahl mit der optimalen "Last" belastet.
Und das kann ein solcher DC/DC Wandler nicht leisten.

Hallo Richard,

genau das ist eben nicht der Fall. Der Strom ändert sich in der Theorie
nicht über die Drehzahl, bzw. Spannung.

Wenn die Ladespule für 3 A ausgelegt ist, bekommst Du die maximale
Leistung bei maximaler Drehzahl, denn dort ist die Spannung am größten.

Der Zusammenhang zwischen Spannung und Leistung ist proportional.
Es gibt keinen MPPT-Punkt wie bei einem Solarpanel.

In der Praxis gibt es einige Fälle, die man gesondert betrachten könnte:

Durch den Innenwiderstand der Ladespule geht bei kleiner Drehzahl die
erzeugte Spannung soweit herunter, dass der DC/DC-Wandler nicht mehr
arbeitet. Dann wäre es sinnvoll, den Strom soweit zu verringern, dass die
Spannung wieder im Arbeitsbereich des Reglers liegt.

Wenn die erzeugte Spannung nahe der Ladespannung ist, sollte man den
Regler überbrücken um die Wandlerverluste des DC/DC-Reglers zu
vermeiden. Gute MPPT-Solarregler machen das z.B. so.

Dort ist aber auch ein Mikrocontroller eingebaut, der diese Zustände
erkennt und entsprechend reagieren kann. Das wollen wir sicher nicht
auch noch machen für eine einfache Ladespule.

Generell ist ein DC/DC-Wandler noch immer die beste Lösung um sowohl
bei kleiner Drehzahl die Leistung nutzen zu können als auch bei hoher
Drehzahl den maximalen Ladestrom zu bekommen.

Viele Grüße,
Christian

[coffeemuc]

@Christian,

ich glaube wir reden aneinander vorbei.


Versuch einer Synchronisation:
Betrachtet man einmal konkrete Drehzahlen,
z.B. 1000, 2000, 3000,4000, 5000, 6000 U/min.

Dann lässt sich für jede Drehzahl eine Leerlaufspannung (Leerlauf im elektrischen Sinn, also unendlicher Lastwiderstand) angeben, sowie ein Kurzschlussstrom (bitte nicht ausprobieren). Sowohl Leerlaufspannung als auch Kurzschlussstrom steigen mit der Drehzahl.

Sowohl beim Leerlauf (unendlicher Lastwiderstand) als auch beim Kurzschluss ist die entnommene Leistung 0, da entweder die Spannung oder der Strom 0 ist.

Nimmt man nun in Gedanken mal eine ohmsche Last, dann wird man feststellen, dass es für jede Drehzahl eine andere ohmsche Last gibt, bei der die Leistung in der Last maximal wird.
Macht man die Last zu hochohmig, steigt zwar die Spannung, aber der Strom sinkt.
Bei zu niederohmiger Last steigt der Strom aber die Spannung sinkt.
Dies kommt daher, weil die Ladespule eine Induktivität ist, die zusammen mit der Last einen Spannungsteiler bildet.
Da die Frequenz der Wechselspannung mit der Drehzahl steigt, wirkt sich die Induktivität der Ladespule immer stärker aus.

Sind wir uns bis dahin einig?

[chrhartz]

Hallo Richard,

wir reden tatsächlich aneinander vorbei.

Es geht die ganze Zeit darum, dass der Strom durch die vorgeschlagenen
Spannungsregler auf z.B. 3 A begrenzt wird.

Die Induktivität der Ladespule hatte ich damit nicht weiter betrachtet,
Du hast aber natürlich Recht, dass sich dadurch die Verhältnisse ändern.

Na, das muss ich doch mal nachmessen. Außenborder mit Ladespule,
Oszilloskop und elektronische Last habe ich ja zufällig herumstehen.

Ich werde die Tage mal die Kurven aufnehmen. Immerhin ist das ja auch
mein Thema, denn einen Up/Down Regler wollte ich auf jeden Fall einbauen,
weil ich selten über Halbgas hinauskomme.

Viele Grüße,
Christian

[coffeemuc]

Zitat von chrhartz

wir reden tatsächlich aneinander vorbei.

Es geht die ganze Zeit darum, dass der Strom durch die vorgeschlagenen
Spannungsregler auf z.B. 3 A begrenzt wird.

Der Thread ist ja zweiteilig. Ursprünglich ging es um die Begrenzung der Batterieladung (zwei Optionen: Verbraten oder Leerlauf).
Später ist dann die Nutzung bei niedrigen Drehzahlen mit reingekommen.
Auch hier gibt es möglicherweise zwei Optionen:
Überhaupt eine Batterieladung zu erhalten mit einem entsprechenden Regler oder die in #34 zur Diskussion gestellte "optimale" Ladung, d.h. durch ein entsprechendes Steuergerät bei jeder Drehzahl die maximale Leistung zu entnehmen, die eben möglich ist (bei der gegebenen Drehzahl).

Unstrittig ist, dass eine höhere Drehzahl auch mehr Ladeleistung liefert, man ist aber im Boot nicht frei in der Wahl der Drehzahl (Geschwindigkeitsbegrenzungen, etc.)

[coffeemuc]

Zitat von chrhartz

Na, das muss ich doch mal nachmessen. Außenborder mit Ladespule,
Oszilloskop und elektronische Last habe ich ja zufällig herumstehen.

In dem Zusammenhang könnte auch noch die Frequenz von Interesse sein.
Bei z.B. 3000 U/min könnte sie 50 Hz sein oder auch ein vielfaches davon.
Ebenfalls interessant wäre die Induktivität der Spule bei stehendem Motor zu messen, sofern dafür ein Messgerät vorhanden ist.