Zusatzbatterie, technisch betrachtet

Am besten man macht sich ein Schaltplan und zeichnet dort alle Spannungsquellen und Verbraucher ein. Natürlich mit allen Innenwiderständen (Ersatzschaltbild). Dann kann man prima losrechnen ;)

Ist 'ne prima Elektrotechnik Aufgabe ...
 
Das wird aber eine sehr "komplexe" Aufgabe. :ugly:
Als einfacher Versuchsaufbau: Shunts um den Strom der LiMa, Batterie vorne, Batterie hinten, Kondensator und des Verbrauchers zu erfassen und das ganze mit einem DSO erfassen. Dann sieht man direkt wann wer was liefert.
 
Im gewöhnlichen Betrrieb hast du recht. Ich meine aber den Fall, in dem du (wie oben gerechnet 40mOhm Innenwiderstand und einer Kurzen Last von 100A) 4V Spannungsabfall hast. Jetzt kann man ein bisschen hin und her rechnen, die Lima macht ja schon die Gundlast, der Ri sind doch nur 30m.... dafür kann der Impulsstrom aber auch mal 150A sein. Du wirst Spannungseinbrüche haben und dann ist der Kondensator sehr schnell leer.
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Ich gebe Dir/Euch recht, ich habe es mir am Anfang zu einfach gemacht. Trotzdem Suche ich weiter nach Möglichkeiten wie ich die Zusatzbatterie (Für SQ) rausschmeißen kann um mir Wartung etc. zu sparen :ugly:
Laut Definition: Ein Kondensator mit 1F der mit 1A Strom (konstant) geladen wird hat nach 1sek. eine Spannung von 1V erreicht. Im Umkehrschluss heißt das, entnimmt man 100A fällt die Spannung am Kondensator in 10ms um 1V. (nur annäherungsweise, die Rechnung geht ja von einem konstanten Strom aus)
Klatscht man eine Batterie aus 8 Stück mit je einem Farad zusammen sind es 80ms bis bei 100A die Spannung 1V gefallen ist. Klingt schon besser, auch wenns mal mehr als 100A werden. Nachdem Tobi meinte eine Batterie hat auch ein paar Farad Sperrschichtkapazität glaube ich auch nicht das die Regelung der LiMa damit Probleme bekommt. Das Problem ist nur, selbst bei billigen guten Powercaps (Dietz, Boa, CHP...) liegt man bei ca. 50€ Pro Stück, wären dann um die 400€. Ich habe hier gerade einen Monacor Powercap, der wiegt ungefähr ~1,7kg. Leichter als eine Batterie ist es nicht, nur die Wartung entfällt. Vielleicht ist das trotzdem ein Weg?

Am besten man macht sich ein Schaltplan und zeichnet dort alle Spannungsquellen und Verbraucher ein. Natürlich mit allen Innenwiderständen (Ersatzschaltbild). Dann kann man prima losrechnen ;)
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Zum annähern wird es sicherlich übersichtlicher. Ich probiere es heute Abend mal.

Als einfacher Versuchsaufbau: Shunts um den Strom der LiMa, Batterie vorne, Batterie hinten, Kondensator und des Verbrauchers zu erfassen und das ganze mit einem DSO erfassen. Dann sieht man direkt wann wer was liefert.
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Besser wäre eine Strommesszange fürs Oszi, auf der Arbeit haben wir zwar welche die kompatibel zu meinem Oszi sind aber das 35mm^2 Kabel passt da leider nicht durch. Messbereich ist glaube ich auch "nur" 50A.

lg,
Jan
 
Ich verstehe das Problem nicht? Warum macht eine Zusatzbatterie soviel Arbeit? Ein LiFePo müsste doch hier eigentlich das richtige Glied in der Kette sein. Und wenn man das Fahrzeug täglich fährt eine externe Aufladung entfallen.
Oder mach ich da einen Denkfehler?
 
Genau... LiFePo4 ist das Zaubermittel...

Annähernd eine so hohe Spannung wie die Lima, Pflegeladen entfällt.
Klein, leicht, halbwegs günstig.

Achte nur drauf, dass die Ladeelektronik schon drin ist.
 
Von Motocell sollen ganz gut sein und liegen preislich so um die 80Euro je nach Kapazität.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich verstehe das Problem nicht?
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Ganz einfach. Die Zellen scheinen empfindlich auf Überspannung zu sein, es wird von den Herstellern bzw. Anbietern immer wieder vor Spannungen über 15V gewarnt. Mag bei Bleisäure vielleicht gehen, wer eine AGM mit höherer Ladespannung im Motorraum hat bekommt unter umständen ein Problem. Ich gebe zu bedenken: Die Betriebsspannung für Komponenten der Automobilelektronik sind immer bis 16V ausgelegt. Mit der LiFePo kann ich meine AGM im Motorraum nicht Pflegeladen, das mache ich durchaus im Sommer wenn ich 2-3 Wochen in den Urlaub fahre oder das Auto lange nicht bewege. (Das Ladegerät läd dabei mit bis zu 15,8V) Trennrelais bräuchte ich auf jeden Fall also wieder, müsste noch genauer als bei meiner jetzigen AGM die Spannungen nach Standzeiten im Auge behalten (die Kapazität vom LiFePo ist ja geringer) und mir eine Schaltung ausdenken welche die LiFePo bei nur Betrieb der Anlage zuschaltet aber nicht solange der Startvorgang läuft. (Also erst wenn die LiMa auch wirklich wieder nachladen kann)

Ich habe es außerdem noch nie geschafft die Spannung während der Fahrt deutlich beim Musikhören runterzuknüppeln, die Zusatzbatterie hat mir also bisher beim fahren nie viel gebracht. Nur einmal im Stand beim Pegeltest ist die Spannung der Zusatzbatterie um ~500mV eingebrochen, Trennrelais war offen also hing die Starter nicht mit dran. Da waren die Subwoofer aber schon am Ende, meine Ohren auch. (Chameleon von Trentemoller, das sind nicht nur Impulse sondern dauerhaftes "gebrumme")

lg,
Jan
 
IbiJan schrieb:
Besser wäre eine Strommesszange fürs Oszi, auf der Arbeit haben wir zwar welche die kompatibel zu meinem Oszi sind aber das 35mm^2 Kabel passt da leider nicht durch. Messbereich ist glaube ich auch "nur" 50A.
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Deswegen Shunt. Kann man direkt abgreifen und um die Verhältnisse zu erkennen braucht man auch nicht umzurechnen.
 
Stufen direkt an die Batterie => Kurze Wege => Geringe Induktivität, Cap in der Batterie hilft dir.
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Die Induktivität des Kabels zum Kofferraum kann ich doch mit den Powercaps ausgleichen?
 
Das sind natürlich Argumente, dann bräuchte man sicher ein spezielles Ladegerät. Wobei ich 2-3 Wochen Standzeit nicht als Problem ansehe. Aber auch ich lade im Winter gerne mal auf, da ich mit Standheizung und Anlage die Batterie schon sehr belaste.
 
Ja, ich dachte du wolltest auch den Invest und Platz für die Caps umgehen.

So, die Ersatz-Induktivität der Lima ist genau die Induktivität des Rotors. Der Stromanstieg der Lima ist direkt proportional zum Stromanstieg im Rotor (abgesehen der Streuinduktivität der Statorwirklungen, die aber viel kleiner ist), und der ist begrenzt durch die Induktivität des Rotors...die wiederum müsste man messen, oder man geht von einem Schätzwert für die Grenzfrequenz aus. Eigentlich recht einfach auszurechnen, aber - unnötig.

Egal wo die Batterie sitzt, sie ist diejenige die das, und auch die Induktivität der Zuleitung zur Batterie AC-mäßig 100%ig abfängt.

Interessant ist dann nur noch das Stück Leitung zwischen Amp und Batterie. Dessen Induktivität hatte ich an anderer Stelle mal abgeschätzt:

Ẕw;4389547 schrieb:
Einpolig bedeutet Rückleitung über Karosserie, zweipolig dementsprechend mit Plus- und Minusleitung.

35mm²

Einpolig:
1m, 10mm Abstand => 410nH
1m, 20mm Abstand => 550nH

Zweipolig:
1m, 50mm Abstand => 1.2µH
1m, 100mm Abstand => 1.5µH


50mm²

Einpolig:
1m, 10mm Abstand => 370nH
1m, 20mm Abstand => 510nH

Zweipolig:
1m, 50mm Abstand => 1.1µH
1m, 100mm Abstand => 1.4µH
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Wenn man die Zeitkonstanten von speisendem LC und entladendem RC gleichsetzt (also, quasi:mit gegebenem maximalem dV muss schneller nachgeladen werden, als entleert wird), kommt man auf C >= L / (dV/I)², bei einem I = 100A, dV = 0.5V und L von 4m*510nH/m + 1m* 1.1µH/m = 3.14µH sinds minimum 126mF.

Grüße
 
Zuletzt bearbeitet:
Das sind natürlich Argumente, dann bräuchte man sicher ein spezielles Ladegerät. Wobei ich 2-3 Wochen Standzeit nicht als Problem ansehe. Aber auch ich lade im Winter gerne mal auf, da ich mit Standheizung und Anlage die Batterie schon sehr belaste.
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Die Kapazität sind ja nur ein paar Ah, zumindest sollte man wenn der Wagen länger Stand mal schauen wie weit die LiFePo wirklich noch geladen ist.

Egal wo die Batterie sitzt, sie ist diejenige die das, und auch die Induktivität der Zuleitung zur Batterie AC-mäßig 100%ig abfängt.
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Das hat doch mehr etwas mit der Sperrschichtkapazität der Batterie zu tun?

Wenn man die Zeitkonstanten von speisendem LC und entladendem RC gleichsetzt (also, quasi:mit gegebenem maximalem dV muss schneller nachgeladen werden, als entleert wird), kommt man auf C >= L / (dV/I)², bei einem I = 100A, dV = 0.5V und L von 4m*510nH/m + 1m* 1.1µH/m = 3.14µH sinds minimum 126mF.
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Danke für die Mühe mit dem ausrechnen! 0,126F sind für einen Powercap ja recht wenig, wenn man 1F in den Kofferraum bastelt rutscht die Kabelinduktivität bei sauberen Verbindungen also in einen nicht mehr relevanten Bereich bei normalen Anlagen, richtig? Bedeutet nurnoch der Gleichstromwiderstand der Zuleitung ist wichtig, und den kann man über Querschnitt klein halten.

Gruß
 
Um mich jetzt mal abseits von Berechnungen mit einzubringen meine derzeitigen unwissenschaftlichen Erfahrungen...

Vorne ist eine Yellow Top 3,7 mit 48 Ah verbaut, im KR derzeit eine kleine Motocell 4 Ah ODER eine Yellow Top 2, mit 38 Ah verbaut (beides zusammen noch nicht getestet...Meine Colli läuft Stereo und jeweils 4 Ohm, also nicht ganz so extrem stromhungrig...

Alles Getestet bei ca. 50 km/h im normalen Fahrbetrieb, also um die 1800-2000 Umdrehungen:

Nur mit Starterbatt bricht die Spannung irgendwann ein bis auf 9 V...
Mit Motocell als Zusatz geht die Spannung unter Last irgendwann runter auf bis zu 12 V...
Mit der Yellow Top bleibt die Spannung allerdings sehr lange konstant bei um die 13,9 V und bricht erst bei ziemlich erhöhter Last ein, weniger als 12,8 V habe ich aber bisher nicht geschafft...

Was ich damit sagen will ist das man nicht sagen kann Li Ion ist das Allheilmittel oder ein Cap ist ausreichend oder man braucht eine Armada an Batterien...
Je nach Stromhunger der Endstufen, bevorzugter Pegel und Platz- sowie Kompromissbereitschaft muss man die Batteriekapazität auch im Zusatzbereich auswerten und je nachdem Maßnahmen treffen...

Also für MICH steht fest das ich noch eine zweite Yellow Top brauche und die Motocell zu klein ist und wieder rausfliegt, für wen anders mag die Motocell überdimensioniert sein weil nur auf Zimmerlautstärke gehört wird und ich mir gerne die Fresse weghämmer...

Trotzdem sehr interessant hier mitzulesen, also weiter im Text...:beer:
 
IbiJan schrieb:
Das hat doch mehr etwas mit der Sperrschichtkapazität der Batterie zu tun?
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Doppelschicht. Ja, genau, wie im Impedanzspektrum gezeigt. Zu der gibt's viele Artikel, inzwischen, einfach mal googeln...

IbiJan schrieb:
Danke für die Mühe mit dem ausrechnen! 0,126F sind für einen Powercap ja recht wenig, wenn man 1F in den Kofferraum bastelt rutscht die Kabelinduktivität bei sauberen Verbindungen also in einen nicht mehr relevanten Bereich bei normalen Anlagen, richtig? Bedeutet nurnoch der Gleichstromwiderstand der Zuleitung ist wichtig, und den kann man über Querschnitt klein halten.
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Bitte, gern. Ja, ist relativ wenig, kommt halt auf die Parameter an. Bei 0.5V Drop hast schon ungefähr 10% weniger Leistung. Bei 0.2V erlaubt ist schon fast 1F nötig, und wenn du ungünstig verlegte Kabel hast werdens gleich nochmal viel mehr. Das muss man je nach Einbausituation ermitteln...

Grüße, Tobi
 
Also für MICH steht fest das ich noch eine zweite Yellow Top brauche und die Motocell zu klein ist und wieder rausfliegt, für wen anders mag die Motocell überdimensioniert sein weil nur auf Zimmerlautstärke gehört wird und ich mir gerne die Fresse weghämmer...
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Abhörlautstärke geht genauso mit ein wie Wirkungsgrad der Endstufe(n). Und ich höre auch mal gerne lauter, mobile Disco aber nie. :D Das muss halt jeder für sich selbst entscheiden, wenn man das letzte bisschen Pegel rausholen will muss man halt um so mehr Aufwand treiben. Danke aber für Deinen Erfahrungsbericht!

Doppelschicht. Ja, genau, wie im Impedanzspektrum gezeigt. Zu der gibt's viele Artikel, inzwischen, einfach mal googeln...
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Sorry, meinte auch Doppelschicht.

Bei 0.5V Drop hast schon ungefähr 10% weniger Leistung. Bei 0.2V erlaubt ist schon fast 1F nötig, und wenn du ungünstig verlegte Kabel hast werdens gleich nochmal viel mehr. Das muss man je nach Einbausituation ermitteln...
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Ich lasse es denke ich mal auf den Versuch ankommen, 4x 1F Powercaps habe ich noch hier. (2x Helix, 2x Carpower, also kein Schrott) Mein Tek TDS3014b läuft bei Bedarf mit Batterie, da kann ich mal beim Fahren an der Subwoofer Endstufe Messen. Falls das nichts ist landet halt wohl oder übel meine AGM wieder in der Reserveradmulde. Oder ich verlege bis zum KR 50mm2 Kabel.

Gruß,
Jan
 
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