Kosst Amojan schrieb:
Hallo,
man sollte einfach mal überschlagen wie gross und wie schwer der Kondensator wird und was er etwa kostet. Ein Kondensator für 63 V mit 10 mF z.B. hat 35 mm Durchmesser und kostet 6,85 bei 100 Stück. Davon also dann 2600 Stück. Auch wenn man die sehr günstig für 2 ? pro Stück bekäme wird das nichts. Man sieht also den Akku sollte man schleunigst vergessen.
Bye
Ich fand die Fragestellung durchaus interessant. Und es war außerdem nirgends die Rede davon, das Markus etwas nachbauen wollte, und selbst wenn, wäre es doch egal.
Mich würde z.B. einmal interessieren, welche Wirkungsgrade in der Praxis wirklich erreichbar sind, und welche praktischen Erfahrungen es mit Hybrid-Autos gibt, die ja angeblich die Bremsenergie nutzen, um die Batterien für den Elektroantrieb aufzuladen.
Ist es realistisch überhaupt möglich, die Bremsenergie einer "echten" Bremsung zu speichern, oder müsste man bei einem realen KFZ nicht die Energie schneller vernichten, als der Generator diese in elektrische Energie umwandeln könnte? Das würde bedeuten, dass die Speicherung nur dann funktioniert, wenn ständige Wechsel der Fahrtgeschwindigkeit ohne echte Bremsung auftreten, also vorwiegend im Stadtverkehr. Auf der Autobahn wäre das dann nutzlos, es sei denn, man fährt auch dort häufig Stop-and-Go.
Dafür muss man dann zusätzliche Technik transportieren, was den Spritverbrauch in die Höhe treibt.
Spart man mit Hybrid-Autos wirklich Sprit (wenn man die Batterien nicht am Stromnetzt auflädt), oder ist das aus physikalischen und praktischen Gründen eigentlich unmöglich?
Gruß
Stefan
Stefan Brröring schrieb:
Also ich weiß nur, daß der ICE seit seiner Existenz beim Bremsen Energie in das Netz der DB zurückspeist. In wie fern du das speichern nennst, mag dahin gestellt sein...
Ich mache mir spontan eher gedanken um den Akku, der mit sehr häufigen Lade/Entladezyklen beansprucht wird. Ist das nicht eher ein Problem?
Gruß Chris
Chris schrieb:
Hallo,
es sind natürlich keine Zyklen über die gesamte Kapazität sondern nur über einen winzigen Teil davon. So ist das für den Akku nicht so schädlich. Wenn man allerdings für den Motor als Generator den Wirkungsgrad 0,8 annimmt, für den Laderegler zur Rückspeisung auch sowie für den Akku selbst ergibt sich ein gesamter Wirkungsgrad für die Rückgewinnung von nur noch 0,512 gerundet 0,5.
Bye
Das ist er wohl kleinste mit Bremsenergierückgewinnung:
Es geht also auch bei Deiner Größenordnung. Entscheidend ist:
In der Scooter-Höllentuning-Schaltung kann dazu einfach ein weiterer Pin fruchtbar gemacht werden, wenn die Freilauf-Diode durch einen P-MOSFET ersetzt wird (der die Freilauf-Diode schon drin hat). Der schon existierende Kondensator hilft auch nahtlos mit, die Bremsenergie wegzufressen (wenn er etwas höher dimensioniert wird). Das Gaspedal z.B. mit Ruhepunkt in mittler Stellung. Beim Zurückdrehen bremsts in den Akku. Normale Bremsen bei Gefahr. Der Rest ist Software und das dürfte dann schon eine vollständig Lösung mit Bremsenergierückgewinnung bei minimaler Bautteilzahl sein:
+-----+--------------------|------|--+----+------+ | .-. .-. +||-+ - .-. | | | | | | |||-> ^ ( M ) | | | | | | |||-+ | '-' | | '-' '-' | +--+----+ | + | +---+-------------+ ++-+ ___ | | --- | .-. ATTinyX5| | +--+-|___|-+ --- - | | |Am Thu, 02 Aug 2007 09:36:09 +0200 schrieb Chris:
Spontane Bremsungen dürften da aber eher selten sein.
Lutz
-- Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin auch für Nagios - Nachricht per e-mail,SMS und SNMP: http://www.messpc.de Neu: Ethernetbox jetzt auch im 19 Zoll Gehäuse mit 12 Ports für Sensoren
Hi
Genau, Blei kann keine sehr hohen Ladeströme aufnehmen, es sei denn, er ist ziemlich leer.
Das ist genau das Prinzip, das ich bereits beschrieben habe. Probleme Deiner Schaltung: P-Kanal ist suboptimal, da die Dinger keinen schön niedrigen RDSon haben und vergleichsweise hohe Gatekapazität. Bei mehr als 100W nicht zu empfehlen. Dein Gatetreiber eignet sich nicht für höhere Frequenzen. Jedoch hat man bei niedrigen Frequenzen ein Wirkungsgradproblem, da der Stromrippel riesig ist und damit auch die ohmschen Verluste in allen Bauteilen.
Gas-Nullstellung in Mittelstellung ist Humbug, dann fährt das Ding auch bei Null-Gas los. Wenn man eine Drehzahlmessung macht, kann man die Gas-Nullstellung der aktuellen Drehzahl anpassen. Dann gibt man immer das zugehörige PWM aus, welches kein Moment verursacht. Man kann alternativ auch den Strom messen und zusammen mit Akkuspannung und Tastverhältnis damit auf die Drehzahl rückschließen, wenn die Motorkennlinie bekannt ist.
Gleiches braucht man eh für stufenloses Bremsen mit Energierückgewinnung. 50% Tastverhältnis wirkt bei hohen Geschwindigkeiten nämlich wie eine Bremse, bei niedrigen Geschwindigkeiten wie Gas geben, Super!
Wenn ich Deine Mail nochmal durchlese, wird mir klar, dass Du den 2. MOSFET gar nicht zum Takten nehmen willst. Ok, das wäre natürlich primitivst.
Michael
Lutz Schulze schrieb:
Es gibt auch nur wenige Autofahrer, die jede Bremsung als Vollbremsung auslegen.
In Hybridfahrzeugen wird IMHO auch Bremsenergie zurück gespeist.
Da gab es gerade in de.etc.fahrzeug.auto eine Diskussion zu diesem Thema, ausgelöst durch einen Erfahrungsbericht mit dem Toyota Prius.
Der Generator macht das schon schnell genug. Der Wirkungsgrad der verwendeten Akkus begrenzt derzeit den Gesamtwirkungsgrad des Systems.
Das ist in der Tat so. Auf der Autobahn wird bei hoher Geschwindigkeit sogar der Akku leer, weil zusätzlich zum Bezinmotor die E-Motoren noch Leistung liefern (müssen). Aber wann kann man mal 200 km lang mit hoher Geschwindigkeit losdonnern?
Ja. Gewicht der Motoren und der Akkus.
Man spart durchaus Sprit, was aber nicht heißt, dass man mit völlig anderen Motoren und dazu passender Technik nicht ebenfalls ordentlich sparen könnte.
Norbert
Michael Rübig schrieb:
Hallo,
Bleiakkus sind auch nicht sonderlich geeignet um in wenigen Stunden leer gefahren zu werden.
Bye
Uwe Hercksen schrieb:
Doch, das geht schon, man kann dann eben nicht die ganze Kapazität nutzen, wobei der Stundenbereich schon sehr unkritisch ist. NiMH kann das natürlich besser aber auch die geben bei hohen Strömen nicht ihre komplette Kapazität ab.
Michael
Hallo, "gUnther nanonüm"
Schon lang nicht mehr. Da sind Li-Zellen verbaut. BRirgendwas kleines. Die sind im beschränkten Rahmen aufladbar, bei stabileren Spannungsniveau und deutlich billiger. Nur ganz leer werden dürfen sie nie, sonst wars das. Die Teile werden auch massenhaft in diesen ollen Dynamo und Schüttelleuchten eingesetzt, wo überall draufsteht: Ohne Batterien.
Und das, wo hier das Kondensatorparadoxon mehrfach durchgekaut wurde :-(
Marte
Michael Rübig schrieb:
Hallo,
nur bleibt die nicht nutzbare Kapazität nicht einfach im Akku erhalten sondern sie ist am Innenwiderstand des Akkus in Wärme umgewandelt worden und damit verloren. Bei Entladedauer von 1 Stunde geht da auch schon mal etwa 20 % verloren, je nach Akku.
Bye
Uwe Hercksen schrieb:
Dieses Problem hat JEDER Akku gleichermaßen. Ich zielte da eher auf die bei hohen Strömen nicht entnehmbare Kapazität ab. Und jeder fast leere Akku hat einen hohen Innenwiderstand. Ein Bleiakku hat einen sehr geringen Innenwiderstand und muss NiMH da nicht unbedingt unterlegen sein. Das Hauptproblem bleibt das schnelle Laden. Das geht mit Blei einfach nicht.
Michael
Ab Größenordnung IRF4905 dürfte es hier gehen. Ansonsten mit N kann die Schaltung wohl nicht mehr tiny bleiben :-(
Würden mich die Größenordnungen genauer interessieren. Das L ist hoch. 10kHz sollten reichen? Gibt dann gleich akustische Rückkopplung beim Bremsvorgang :-). Vielleicht 5µs Schaltzeit erreichbar. Dann sollte es so gehen. Ansonsten werden zusätzliche T's fällig :-(
Bei Null, -max und +max muss man eh eine Hysteresis für die Poti in die SW einbauen. Fuzzy-Erkennung evtl.er Nulldrift per Mustererkkennung ist kein Problem (Null ist die häufigste Stellung).
Beschleunigen, Bremsen und Freilauf wären schlicht 3 verschiedene Kraft-Phasen: nur Fahrt-PWM, nur Brems-Lade-PWM oder keine. Oder siehst Du einen Vorteil darin die beiden PWM gleichzeitig zu überlappen - oder wie meinst Du das genau?
Die HW kann aber bereits schon (Über-)Strom, Bremsreglerfeedback/Drehmoment (per Überspannung) und auch Drehzahl zum Kraft-Kurven-Design alles schon über den einen Feedback-Pin7 erfassen mit etwas SW-Intelligenz.
Doch - sonst würde da nix laden, sondern verheizen. Aber trotzdem simpel. Abhängig vom Motor-L gibts eine gewisse obere Grenze für die ON-Pulsbreite, ab der die Bremsenergie dann nicht mehr effektiv rückgeladen werden könnte (im Gegensatz zur Fahr-PWM wo es dann nur ruckelig würde). Noch nicht genau über Motor-L's nachgedacht, aber dünkt mir wie Brems-PWM Grenze durchaus
robert schrieb:
5µs sind schon arg lang, geht bei 10kHz aber vielleicht noch. Must Du ausprobieren.Dann kannste gleich einen fertigen High-Side-Gate-Treiber für N-Kanal nehmen. Der kann das eh besser.
Du steuerst beide FETs immer im Gegentakt an. Dann hast Du nie Diodenverluste. Der Motor verhält sich dann wie folgt (Beispiel):
Leerlaufdrehzahl PWM
10000 100% 5000 50% 1000 10%Das funktioniert aber nur bei hohen Schaltfrequenzen, bei denen der Strom nicht lückt.
Gibst Du nun 50% Tastverhältnis und der Motor dreht sich nur mit
2000rpm, weil der Scooter halt noch langsam ist, dann beschleunigt der Scooter. Gibst Du 50% Tastverhältnis und der Scooter ist aber so schnell, dass der Motor sich mit 7000RPM dreht, dann bremst der Motor und speist in den Akku zurück, bis die Drehzahl unter 5000rpm gefallen ist.Mit dem PWM gibst Du dem Motor also eine Zieldrehzahl vor. Der Motor nimmt die dann ein, egal ob er vorher schneller oder langsamer war. Unter Last erreicht er die Drehzahl halt nicht ganz.
Gibst Du z.B. 50% und der Motor erreicht wegen einer Steigung nur
2500rpm, dann gurkst Du mit einem Wirkungsgrad von 50% rum Erreicht der Motor nur 500rpm, dann hast Du einen Wirkungsgrad von 10%.Der Wirkungsgrad eines Motors ist umso besser, je näher er an der Leerlaufdrehzahl betrieben wird.
Du kannst mit Deiner Hardware messen, ob Du gerade bremst oder beschleunigst, indem Du die Stromrichtung misst.
Der Wandler mit 2 im Gegentakt arbeitenden MOSFETs wird automatisch vom Step-Down zum Step-Up, wenn der Motor vom Motor zum Generator wechselt. Du musst also keine Zustände mehr unterscheiden.
Ok, Du verwendest beide Mosfets aber unabhängig und hast deshalb immer Diodenverluste.
Du kannst das ganze System wie folgt mal mit Spice simulieren, beide FETs müssen im Gegentakt angesteuert werden:
.-------------------. | | | ||-+ | ||
Theoretisch interessant mit dem balanzierten Gegentakt. Bei 36V / 48V ist der Dioden-Verlust wohl aber nicht so kritisch als die äußerst diffizile Regelung um die PWM-Tastung so gut zu regeln, das man oberhalb von 95% des Optimums bleibt.
Aber man könnte es, um der Dioden-Heizung gegenzuwirken, vielleicht einfach & robust einfach so optimieren gegenüber dem simplen Prinzip, dass man (beim Bremsen) gleichzeitig mit der Abschaltflanke des "Brems"-FET den "Fahr"-FET ein kürzere Zeitspanne einschaltet/leitend macht. Einfach lang genug um einen Großteil der Energie abzuschöpfen - es sind ja ~exp-Vorgänge - , aber kurz genug, schlicht bis zum Wiederabsinken der Spannung nahe ans Gleichgewicht (1) nicht ganz bis zur nächsten ON-Flanke, um von der Notwendigkeit der schwierigen punktgenauen Regelung/Rück"kurzschluss"gefahr befreit zu sein:
----------| |--------| | | | BremsPWM | | | | | | | | | |--------------------------------| |----
|--------------------| |---- | | | | | | FahrPWM | | | | | | | | | ----------| |--------------------|
^ Condition (1)
Grüsse Robert
robert schrieb:
Ich verstehe nicht ganz, was Du meinst. Was muss gut geregelt werden? Das Tastverhältnis oder das gleichzeitige Schalten beider FETs?
Nimmt man einen fertigen Doppelgatetreiber mit Bootstrap ist gar nichts mehr diffizil.
Bei Deiner Lösung kann es aber dann auch schon im Gas-Betrieb passieren, dass er bremst (je nach Tastverhältnis). Du baust Dir da irgendwas mit äußerst komischen Regeleigenschaften zusammen.
Nimm einen fertigen Bootstrap Gate-Treiber und das Problem besteht nicht mehr. Außerdem minimierst Du dadurch die Schaltverluste. Der sorgt auch dafür, dass nicht beide FETs gleichzeitig Ein sind. (z.B. IRS2184) Du brauchst dann auch nur noch einen PWM-Ausgang.
Ansonsten machst Du das ganze nur unnötig kompliziert. Die reine Regelung ist Software und simpel, wenn Du eh den Strom misst. Übrigens: Der Motorstrom ist proportional zum Drehmoment. Willst Du eine gleichmäßige Beschleunigung haben, musst Du den Motor nur so regeln, dass der Strom konstant bleibt. Gleiches gilt fürs Bremsen.
Michael
"Marte Schwarz" schrieb im Newsbeitrag news:f8s7d4$ud$ snipped-for-privacy@news2.rz.uni-karlsruhe.de... ..
Die
Hi, die alten hatten wirklich Goldcaps und eine Reserve-Batterie. Davon genügend bei Ibäh ersteigern und sich den Moppedanhänger voll zusammenkramen sollte einem Enthusiasten doch leichtfallen, oder?
..
In meiner Onanierlampe steckt ein Elko-ähnliches Teil mit dem Aufdruck "Goldcap"....
-- mfg, gUnther
Wenn ich es richtig verstanden habe, muss das Tastverhältnis extrem genau auf die Drehzahl abgestimmt sein - z.B. wenn sogar wenn man nur frei rollt. Bzw. es ist an sich so kein sauberes "Kraft"-Gaspedal realisierbar, sondern bei z.B. mittleren Geschwindigkeiten läuft man z.B. ständig Gefahr Energie in (sinnloses) Bremsen zu verheizen bis zu richtigen Ruckelschwingungen, da dieses Prinzip offensichtlich eine Art Target-Drehzahl hat - "koste was es wolle". Dann wird die Strommessung&Regelung vermutlich schon sehr anspruchsvoll.
Denke im Gegenteil. Beim Gas-Betrieb könnte man ja "zunächst" nur mit dem Vorwärts-FET wie beim simplen Sooter fahren, bzw. dann optimiert auch entsprechend mit "vorsichtigem/verkürztem" Durchschalten des Brems-FET, damit die Freilaufdiode auch da etwas entlastet wird, aber eben nicht bis in die Zone wo Fehlbremsen/Target-Drehzahl droht.
=> Es ist sozusagen ähnlich wie beim strikten Gegentakten - nur sind in den Zeit-Zonen wo es mit Fehlwirkungen in falsche Richtung kritisch werden kann, aber auch kein wirklicher Saft mehr in den Leitungen ist "Mikro-Freilauf" mit beiden FETs OFF.
Es sollte sich dann ein sehr robustes Verhalten ergeben, was auch nahezu alle Energie sogar an der Diode vorbeileitet, aber trotzdem ein gutmütiges "Kraft"-Gaspedal ergibt und kein (letztlich dann mehr Power verbratendes) Drehzahl-Target-System. Im Grunde brauchts dann gar keine schnelle diffizile Regelung. Die Stromfeedback- und Drehzahl-Messung ist dann (neben der Überhitzungsabschätzung) nur zum Adjustieren der geschwindigkeitsabhängigen Bremswirkung im Großen (langsam) ggf. nötig.
Grüsse Robert
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