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05 September 2011

Überlegungen zu Ladegeräten.........

vor ein paar Tagen fragte mich ein Bekannter, wie denn das beim Tesla ist
mit dem "Laden über die Motorwicklung"........

Ehrlich gesagt, ich weiss es nicht!!!!!!
 Das hat mich bisher nicht interessiert, wie der Tesla geladen wird.

Aber das brachte mich auf eine Idee, die man vielleicht mal weiterverfolgen sollte!
Mal abgesehen davon, dass es da noch immer keine verbindlichen Standards für
EV-Ladegeräte gibt, ist davon auszugehen, dass ein kräftiges Ladegerät heute
in der Regel als Schaltnetzteil ausgeführt werden dürfte.

Was braucht man dafür?
1. einen Gleichrichter
2.kraftige Elkos
3.eine Schaltung VOR dem Gleichrichter, um die "nicht sinusförmige"
Stromaufnahme an die Erfordernisse des Stromnetzes anzupassen.
(gar nicht so einfach!)
4.kräftige Schalttransistoren bzw IGBTs und ein paar ebenso kräftige Dioden
5. etwas elektronik zum Ansteuern der Schaltstufe per PWM
6.eine möglichst kräftige Speicherdrossel.........hier kommt der Motor ins Spiel!
und den Rest hat man doch auch schon im EV drin!

Warum denn nicht einfach den Motor-Controller zum Laden verwenden?
ganz sooooo einfach geht das auch wieder nicht, weil die Spannungsbereiche da
doch etwas unterschiedlich sind.......
Aber die Grundschaltung ist fast die Gleiche also warum denn eigentlich nicht?
Jeder Frequenzumrichter arbeitet so! erst gleichrichten, dann entsprechend takten.
etwas anders programmiert, und nur zwei Ausgänge genutzt und kein
Drehstrom sondern spannungsgeregelte und strombegrenzte Gleichspannung
erzeugt, dann kann man am dritten Anschluss des Motors wunderbar geglättete
Gleichspannung zum Laden der Akkus abgreifen.......hat das schon mal jemand versucht???
Ich bin mir sicher, dass das so machbar ist, und wenn der Motor mehrere hundert
Ampere wegsteckt, dann sollten so 30-50A Gleichstrom auch kein Problem sein!
Das müsste auch in DC-Systemen prima funktionieren! so eine Stator-Wicklung hat
sicher genug Induktivität um als Speicherdrossel zu funktionieren.

Bei so einer Schaltung ist natürlich die Ausgangsspannung nicht galvanisch getrennt,
aber ist das wirklich nötig? Hmmmmm..........zumindest nicht für die Funktionalität!
Das ist also ein anderes Kapitel und aus Sicherheitsgründen wohl auch der Grund warum
das nicht so gemacht wird.

Das mit den unterschiedlichen Spannungs und Stromanforderungen ist nicht so tragisch,
IGBTs die an 350V ca 50A und mehr schalten können sind durchaus erschwinglich,
bzw aus alten Frequenzumrichtern mit ca 25kW auszubauen.
und wenn womöglich die ganze Fahr-Elektrik ohnehin für höhere Spannungen ausgelegt
wäre, dann wird das Ganze immer interessanter!

Das war wieder mal nur so eine Gedankenspielerei, aber das ist wieder mal so ein
Experiment, das ich "irgendwann mal machen" möchte.

Es gibt zu dem Thema einen interessanten Thread, aber Vorsicht!!!
so wie dort beschrieben sollte man die Schaltung ganz gewiss nicht
am europäischen 220/380V-Netz betreiben!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Trotzdem eine interessante Idee!
aber wie gesagt: Nicht zuhause ausprobieren! viel zu gefährlich!!!!!!!

http://www.diyelectriccar.com/forums/showthread.php/200-build-your-own-intelligent-charger-36627.html

Hier wird ein kräftiger IGBT mehr oder weniger direkt am Stromnetz betrieben
und per PWM geregelt. So kann man problemlos riesige Stromstärken steuern
IGBT mit Schaltleistungen von 500A bei 1000V sind nichts ungewöhnliches....
Dass die Schaltung grundsätzlich funktioniert ist ausser Zweifel, aber das Ganze
ordentlich zu entstören und den Blindstrom bzw die Stromspitzen in den Griff zu
bekommen dürfte problematisch werden.
Wenn also die fehlende galv.Trennung nicht das Problem ist, dann kann das
durchaus als möglicher Lösungsansatz gesehen werden.


......und weil ich schon mal beim Thema Ladegeräte bin.....
 es gäbe da noch eine völlig andere Möglichkeit, die mir sehr gut
gefällt, aber wegen der fehlenden galv.Trennung auch nicht immer praktikabel ist.
und der kapazitive Blindstrom ist auch nicht zu vernachlässigen,
(je größer die Last, desto größer ist auch die Phasenverschiebung
.......aber es funktioniert wirklich!!!!!
.......und kann fast beliebig vergrößert werden
.......und ist dauerkurzschlussfest (wenn der erste Kondensator das aushält!!!)
.......und ist weitgehend verlustfrei
.......und spottbillig aufzubauen

ABER!!!!!!!
der Ausgang ist nicht galv.getrennt, und das ist gewissermaßen eine Art Konstantstromquelle,
hier gibt es keine aktive Spannungsbegrenzung, im Leerlauf liegen deutlich über 300V an!!!!
(220 x 1,44 =  316,8 abzüglich der Diodenverluste im Gleichrichter, das kommt schon hin!)
und der Blindstrom ist hier überhaupt nicht kompensiert! Auch das Einschalten ist problematisch
(das geht aber mit elektronischen Lastrelais mit Nulldurchgangsdetektor)
Eine Stromregelung wäre möglich, indem man mehrere solcher Schaltungen
parallelschaltet und nur die benötigte Anzahl einschaltet!


Diese Schaltung ist genau so gefährlich, wie die erste weiter oben! also bitte auch nicht
"einfach so" ausprobieren,
Die Kondensatoren führen auch lange nach dem Ausschalten noch sehr hohe Spannung,
das ist lebensgefährlich, wenn man da drankommt! Entladewiderstände helfen da !

diese Idee ist auch nicht von mir!

ich hab das u.a. hier entdeckt:  http://www.evbmw.com/
( das sind "coole" Basteleien die der Herr aus Irland da so macht!
nicht immer handwerklich perfekt ausgeführt, aber hochinteressant!
und sehr lehrreich! )

Aber das macht man im "kleinen" durchaus mal um z.B. LEDs direkt am Netz
zu betreiben etc. Insofern nichts Neues, aber in der Dimension ist es doch neu!


mfG
Franz