Wie Batterie schalten

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Peter.1997
Inventar

#1 erstellt: 01. Jul 2016, 12:48

Hallo Leute!

Ich möchte die

Partybox mit einem BG 20 nachbauen, und innen rein einen Verstärker und eine 12V Batterie.

Nun habe ich aber ein Problem: Ich weiß nicht genau, wie ich die Batterie mit dem Verstärker verkabeln muss, um sie dann auch mal wieder aufladen zu können.

Zuerst zum Equipment: Verstärker ist es ein

TPA3116-Board.
Batterie wird es eine

7 Ah Batterie, deren Spannung ich mit einem

Step-Up-Converter auf 24V bringen will.
Ich würde gerne auch ein

Volt-Amperemeter verbauen, damit ich sehe, wie viel Strom gezogen wird, und wie voll die Batterie noch ist.

Ich hab mir das so gedacht:

Aufladen würde ich es gerne mit

Diesem Ladegerät von Ansmann. Dazu würde ich noch 2 Kabel an die Außenseite des Lautsprechergehäuses montieren, an die ich das Ladegerät dann anschließe.

Beim Aufladen würde ich den Schalter vom Step-Up-Converter zum Verstärker hin aus stellen, sodass kein Strom verbraucht wird.

Ist das so prinzipiell richtig? Kann man vielleicht doch den Schalter kippen, und so gleichzeitig die Batterie Laden und Musik hören?
Ich hätte auch gerne, dass das Voltamperemeter den Strom anzeigt, der IN die Batterie reingeht, ist das zu realisieren?
Bitte helft mir!

Peter

audiophilanthrop
Inventar

#2 erstellt: 03. Jul 2016, 16:00

Peter.1997 (Beitrag #1) schrieb:

Kann man vielleicht doch den Schalter kippen, und so gleichzeitig die Batterie Laden und Musik hören?

Schaltwandler sind normal nicht sehr wählerisch in Sachen Eingangsspannung. Wenn also das Ladegerät nichts dagegen hat...

Peter.1997 (Beitrag #1) schrieb:

Ich hätte auch gerne, dass das Voltamperemeter den Strom anzeigt, der IN die Batterie reingeht, ist das zu realisieren?

Dafür brauchst du entweder ein zweites Ammeter oder einen ziemlich fetten DPDT-Schalter.

tede
Inventar

#3 erstellt: 04. Jul 2016, 07:21

Hallo,

für die Strom- Spannungsmessung gibt es spezielle Teile aus den KFZ-Bereich.
Ob der DC-Wandler beim Laden an der Batterie bleiben kann, hängt von dessen Eigenschaften ab.

Zum Absichern und Schalten der Batterie sind auch Teile aus den KFZ-Bereich geeignet.

Grüße
Thomas

Peter.1997
Inventar

#4 erstellt: 04. Jul 2016, 21:00

Okay, dann wird wohl der Ladestrom nicht gemessen, ist auch nicht so wichtig.

Ob man gleichzeitig laden und Musik hören kann, werde ich wohl ausprobieren müssen, habe notfalls noch einen zweiten Step-Up-Converter rumliegen.

Ich würde gerne 2 Batterien verwenden, um länger mit Strom versorgen zu können.
Ich brauche am Ende 32 Volt, also komme ich um den Step-Up-Converter nicht rum.
Werde nämlich meinen anderen Verstärker verwenden, einen TDA7498E.

Ist es da schlauer, die Batterien parallel zu schalten, um mehr Kapazität zu haben, und so den Spannungsabfall zu reduzieren, wenn mal kurz mehr Strom fließt, oder
in Reihe schalten, um von Anfang an mehr Spannung zu haben, ergo fließt dann von den Batterien weniger Strom ab.
Oder gleich nur EINEN Akku mit sehr viel Kapazität?

Sind diese hier die richtigen Sicherungen, um im Notfall abzuschalten?

32V 10A Sicherung

Die würde ich hinter den Schalter an den Pluspol anbringen, vor dem Step-Up-Converter. Der Peak-Verbrauch, den ich beim Verstärker gemessen habe, war kurzzeitig 1,6A bei 32,8V, also 52,5 Watt.

[Beitrag von Peter.1997 am 04. Jul 2016, 21:02 bearbeitet]

Mimamau
Inventar

#5 erstellt: 05. Jul 2016, 14:10

Wenn du schon über zwei Batterien nachdenkst, kannste auch gleich zwei (oder 3) kleinere Batterien nehmen und den StepUp weg lassen.

berni1234
Schaut ab und zu mal vorbei

#6 erstellt: 05. Aug 2016, 19:50

Falls du mehrere Batterien verwenden möchtest, dann kann es aber sein das du die Batterien einzeln überwachen musst.
Ich bin mir zwar bei Blei Akkus nicht sicher, aber bei NiCd (und glaub auch NiMh) wird zuerst ein Akku ganz entladen, bevor der zweite an Ladung verliert.

Falls ich mich irre würde ich mich aber auch über eine Richtigstellung freuen.

LG Bernhard

DjDump
Inventar

#7 erstellt: 06. Aug 2016, 08:16

Hi,
Ob du die Akkus in Reihe, oder parallel schaltest, ist erstmal egal. Du hast immer die gleiche Energiemenge zu verfügung (du kannst das ja mal in Wh statt Ah ausrechnen). Ein Akku mit großer Kapazität ist auch nur aus mehreren kleinen Aufgebaut.

Da der Wirkungsgrad vom Step-Up von Eingangs und Ausgangsspannung abhängt wirds dann aber doch nicht mehr egal. Spontan würde ich sagen, dass das Wirkungsgrad Maximum bei der höheren Eingangsspannung erreicht wird, deshalb würde ich die Akkus in Reihe schalten.

Die Sicherung passt. Da du aber nur 1,6A gemessen hast, würde ich je nach Eingangsspannung auch weniger als 10A nehmen.

Ich bin mir zwar bei Blei Akkus nicht sicher, aber bei NiCd (und glaub auch NiMh) wird zuerst ein Akku ganz entladen, bevor der zweite an Ladung verliert.

Hast du da ne Quelle?
Wenn die Zellen parallel geschaltet sind, würde durch die entstehende Spannungsdifferenz ein Ausgleichsstrom fließen, der die Ladungszustände ausgleicht, wenn sie in Reihe sind, fließt von vorn herein der gleiche Strom durch die Akkus, dh ihnen wird auch die gleiche Energie entnommen. Wenn ein Akku ganz (also 100%) entladen wird, ist er schrott.

berni1234
Schaut ab und zu mal vorbei

#8 erstellt: 06. Aug 2016, 10:07

Quelle gibt es

hier im ersten Absatz.

LG Bernhard

DjDump
Inventar

#9 erstellt: 06. Aug 2016, 10:15

Ich glaube so ist das nicht gemeint. Die Zellen verlieren schon gleichzeitig an Ladung. Durch Fertigungstolleranzen oder verschiedene Lebenszeiten der Zellen, sinkt die Spannung unterschiedlich schnell (bei Reihenschaltung).

berni1234
Schaut ab und zu mal vorbei

#10 erstellt: 06. Aug 2016, 12:14

Ja ich sehe schon, ich hab mich falsch ausgedrückt.

Es verlieren natürlich beide Akkus an Kapazität, allerdings nicht genau gleich viel bei selber Last.
Das liegt, soviel ich drüber gelesen habe, an den Innenwiderständen und Ladecharakteristiken von NiCd Akkus.

Durch Fertigungstolleranzen oder verschiedene Lebenszeiten der Zellen, sinkt die Spannung unterschiedlich schnell (bei Reihenschaltung).

Fertigungstoleranzen sind innerhalb einer Batterie viel zu klein als das es irgendeinen unterschied ausmachen könnte. Verschiedene Lebenszeiten sind hier allerdings schon ein Thema falls zB du eine Batterie schon eine Zeit liegen hast und dann mit einer Neuen verwenden möchtest.

Zum der Frage allgemein.
Der Step Up Wandler hat in etwa im Durchschnitt einen Wirkungsgrad von 80%

Jetzt hast du Option A mit 2 Batterien Seriell:
Längere Laufzeit als mit dem Step Up, da du keine Verluste hast (bei 50W Last = 12.5W Verluste)
Demnach auch 1.2 mal längere Laufzeit.

Oder Option B mit dem Step Up:
Vorteil ist das geringere Gewicht, geringerer Preis (in dem Fall kein aussagekräftiges Argument) und weniger anfällig für Alterung und Nichtverwendung (die Platine hat zwar Elkos, deren Kapazität auch abnehmen aber dadurch würde sich nur der eingestellte Wert abweichen bzw sind die sonst auch für 0,1€ ausgetauscht).

DjDump
Inventar

#11 erstellt: 06. Aug 2016, 12:34

Fertigungstoleranzen sind innerhalb einer Batterie viel zu klein als das es irgendeinen unterschied ausmachen könnte.

Dann stellt sich mir die Frage, warum in neuen Akkus (zb Laptop Akkus, Werkzeug Akkus) ein BMS drin ist.

Der Wirkungsgrad des Step Ups ist in Realität kaum wichtig. Wenn man die Box nur ein gerade so warnehmbares Stück lauter macht, wird bereits die doppelte Leistung benötigt. Wenn ich es doppelt so laut mache, brauche ich die zehnfache Leistung.
Mit 24V kommt man an 8Ohm auf eine theoretische Maximalleisutng von 72W. Mit 32V kommt man auf 128W.
Man spart also eher was, weil man viel weniger Ausgangsleistung hat. Dass das dann von der Lautstärke kaum einen Unterschied macht, ist wieder ne andere Sache.

Ich würde aber auch zwei 12V Akkus in Reihe schalten um auf 24V zu kommen und keinen Step-Up nehmen. Denn die BG20 kommen schon mit der 24V Versorgungspannung schon an ihre Grenze. Warscheinlich musst du da schon sehr aufpassen, sie nicht zu zerstören.

berni1234
Schaut ab und zu mal vorbei

#12 erstellt: 06. Aug 2016, 17:57

Ein Batteriemanagementsystem ist nicht da um Toleranzen von einzelner Zellen auszugleichen, sondern um (beim Verbrauch) alle Zellen gleich zu belasten bzw. beim Laden das die Zellen ausgeglichen und symmetrisch geladen werden.
Bsp wäre folgende Überlegung: Würde eine Zelle geladen werden und eine andere noch ungeladen ist, dann würde ein ziemlich hoher Strom über die leere Zelle fließen. Bei einem LiIon würde das ziemlich böse enden, bei Blei jedoch ist es nicht so schlimm denn die Zellen sind ja nicht ganz entladen und Bleiakkus haben eine viel einfachere Ladekurve.
Aus dem Grund kann man einen Bleiakku auch mit einem normalen Netzteil laden wenn man möchte. (erst Strom begrenzen dann konst. Spannung bist zur Gasungsgrenze )

Der Wirkungsgrad des Step Ups ist in Realität kaum wichtig.

Für die Lautstärke ist diese Menge an Leistung (zusätzliche 12.5W) egal, aber für die Akkulaufzeit nicht.
Er würde dann in beiden fällen mit 24V arbeiten können.

So nebenbei hab ich auch noch das hier für die Verkabelung gefunden