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Majasaurier

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02.02.2017,
22:07
 

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V (Schaltungstechnik)

Hallo Mitleser, Ratgeber, Forumsmitglieder etc...

Vielen Dank erstmal für das Interesse.
Ich stehe momentan vor einem Problem, da ich ein Ladegerät (Ryobi One+ System) für 18V Lithium Akkus, welches normalerweise ans Netz gekoppelt wird, an meine Solaranlage anschließen möchte. Ich nutze dort als Puffer einen 24 Volt Blei Akku und möchte die 18 Volt Lithium Akkus mit der dort enthaltenen "Sonnenenergie" betanken. Man verzeihe mir die Wortwahl;-)

Soll heißen: Sonnenenergie wird zu Strom, der fließt in meine Blei Akkus, dort kann ggf. mein Lithium Akku (wenn die Werkzeuge sie entleert haben) wieder geladen werden über das Lithium Ladegerät. Kann sein das ich das kompliziert erkläre.
Ich habe das Ladegerät bereits geöffnet, da es mir wichtig war, Fotos von der Platine zu bekommen. Es gibt dort 2 Areale, die eindeutig mit Primär/Sekundär bezeichnet werden. Die Spannungen auf der Primärseite liegen wie zu erwarten im Bereich der Netzspannung und es liegt an den markanten Punkten Wechselspannung an. Jedoch werde ich aus dem Aufbau der Schaltung nicht ganz schlau, ab wann die Spannung (wo) in den Bereich der Ladespannung gewandelt wird. Klar ist, das der Transformator (der große) hierfür verantwortlich ist, er überbrückt die "primary" Seite zur "secondary" Seite. Da hier jedoch 4 Eingänge und 4 Ausgänge zu finden sind und die Spannung auf der Input Seite bei knapp 320 Volt liegt (gemessen an den jeweils ganz außen liegenden Polen) auf der Output Seite jedoch nur bei ca. 1,4V war ich unschlüssig.

Ich hätte gerne den "Primary" Teil übersprungen und würde mich gleich auf der Niedervolt Seite einklinken wollen.
Ist das nachvollziehbar?
Ich verfüge über diverse StepDown Wandler die justierbar sind und genug Leistung haben, sodass ich ggf. meine 24 Systemspannung auf einen kleineren Wert bringen könnte...aber Wo und wie einspeisen?

Ich fand online keinen Original Schaltplan, auch keine Umbauanleitungen von Anderen. Es gibt leider auch kein KFZ Lader von Ryobi für diesen Akkutyp, sonst würde ich den Weg gehen. Der Umweg über einen Hochvolt-Wechselrichter ist mir mit zu viel Verlusten verbunden, ein Umbau wäre da eleganter, denke ich.

Fotos im Cloud Speicher:
https://1drv.ms/f/s!AlCF_3Xf12j1gaV6naVliT5q3LP1rw

Vielen Dank im Vorraus!

Gast

02.02.2017,
22:20

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Fotos im Cloud Speicher:
» https://1drv.ms/f/s!AlCF_3Xf12j1gaV6naVliT5q3LP1rw

Nur ne weiße Seite zu sehen.

Majasaurier

E-Mail

02.02.2017,
22:24

@ Gast

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» » Fotos im Cloud Speicher:
» » https://1drv.ms/f/s!AlCF_3Xf12j1gaV6naVliT5q3LP1rw
»
» Nur ne weiße Seite zu sehen

Upload dauerte noch an. Jetzt sollte es gehen;-).
Upload ist hier nicht so fix

Gast

02.02.2017,
22:35

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» » » Fotos im Cloud Speicher:
» » » https://1drv.ms/f/s!AlCF_3Xf12j1gaV6naVliT5q3LP1rw
» »
» » Nur ne weiße Seite zu sehen
»
» Upload dauerte noch an. Jetzt sollte es gehen;-).
» Upload ist hier nicht so fix

Nö, immer noch schönes weiß.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
02.02.2017,
23:06
(editiert von simi7
am 02.02.2017 um 23:12)


@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Hallo Mitleser, Ratgeber, Forumsmitglieder etc...
»
» Vielen Dank erstmal für das Interesse.
» Ich stehe momentan vor einem Problem, da ich ein Ladegerät (Ryobi One+
» System) für 18V Lithium Akkus, welches normalerweise ans Netz gekoppelt
» wird, an meine Solaranlage anschließen möchte. Ich nutze dort als Puffer
» einen 24 Volt Blei Akku und möchte die 18 Volt Lithium Akkus mit der dort
» enthaltenen "Sonnenenergie" betanken. Man verzeihe mir die Wortwahl;-)
Hallo,

Das Schaltnetzteil stellt sekundär die gleichgerichtete Spannung an den im Bild bezeichneten Punkten zur Verfügung. Die Drahtwendel ist der Messwiderstand zur Strombegrenzung. Darüber eine blaue Sicherung F2 (versuche mal einen Wert zu lesen).

Am besten lötest du an die gekennzeichneten Punkte (am Kondensator) eine Messleitung an und baust das Gerät wieder zusammen. Dann messen wie hoch die Spannung beim Laden und vor allem beim Ladeende an diesen Punkten ist. Bleibt sie unter deinen 24V dann kann es klappen.





Übrigens, wenn du unter 250kB pro Bild bleibst dann kannst du es hier direkt hochladen. Meins hat übrigens 185kB.

Majasaurier

E-Mail

04.02.2017,
12:13

@ simi7

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

Zitat:
Die Drahtwendel ist der
» Messwiderstand zur Strombegrenzung. Darüber eine blaue Sicherung F2
» (versuche mal einen Wert zu lesen).


Der Wert der Sicherung ist 3.15 A (Träge) jedenfalls steht ein T davor, soweit ich mich erinnere bedeutet das träges Ansprechverhalten

Danke zunächst für die Hilfestellung, ich werde an die bezeichneten Punkte Messleitungen klemmen/löten und erstmal laden, um die Werte zu bekommen.

» Übrigens, wenn du unter 250kB pro Bild bleibst dann kannst du es hier
» direkt hochladen. Meins hat übrigens 185kB.

Das mit den Bildern ließ sich nicht anders lösen, die Kamera hatte sehr große Darteien (13 MP, ca. 3-4 MB pro Bild) und ich hatte kein Bildbearbeitungsprogramm auf dem Gerät um die Dateien zu verkleinern/ komprimieren. Aber Danke für den Hinweis :-)

Messe jetzt erstmal...

Danke!

olit(R)

E-Mail

Berlin,
04.02.2017,
12:39

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

»
» Das mit den Bildern ließ sich nicht anders lösen, die Kamera hatte sehr
» große Darteien (13 MP, ca. 3-4 MB pro Bild) und ich hatte kein
» Bildbearbeitungsprogramm auf dem Gerät um die Dateien zu verkleinern/
» komprimieren. Aber Danke für den Hinweis :-)
»
So geht das.
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=218307&page=0&category=all&order=time

Majasaurier

E-Mail

04.02.2017,
12:59

@ olit

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

Olit; Danke für den Hinweis, hatte daran gar nicht gedacht, kenne die Methode aber nutze sie sehr selten, die meisten Foren die ich nutze, haben entweder größere Bilder die akzeptiert werden oder man nutzt eben die Einbindung von Online-Speicher, teilweise lassen sich die ja dann sichtbar einbetten. Aber Danke.

Was die Messung betrifft, habe die Leitungen drin, zu Beginn sah Alles prima aus, im Leerlauf (ohne Akku) sind etwa 15,5 V DC zu messen, Mit Akku am Laden werden es etwa 20,5-21 V . Aber leider springt der Wert (sobald der Akku als voll gemeldet wird= grüne LED) auf 31,5 V DC. Ob mein Vorhaben daran scheitert?
Denn ich weiß ehrlich gesagt nicht wieso der Wert so hoch geht, die Ladespannung bei einem 5 Zellen Lithium Akku sollte theoretisch deutlich darunter liegen, legt man sehr "gute" Zellen zugrunde mit einer verträglichen Schluss-Spannung von 4,35V pro Zelle (das können aber dann nur sehr hochwertige Zellen sein) kommt man auf etwa 21,75, d.h. die Spannung etwa die ich beim Laden gemessen habe. Aber 31,5 V ?
Der Akku lädt damit ja definitiv nicht, die Kontrolleuchte am Akku ist erloschen/zeigt Standby. Wie soll ich weiter vorgehen?
Mein Akku pack kann nativ ~24 V DC abgeben, direkt anschließen werde ich nicht machen, da ich so keine Kontrolle über Spannung / Strom habe. Meine Step-Down Wandler kann ich dazu bringen ca. 21 V abzugeben, wenn der Blei Akku relativ voll (~24V) ist. Die haben bei Kühlung ausreichend Leistung ( laut Datenblatt 3A) der Akku wird mit 1,5 A geladen.
Für Hinweise danke ich:-)

Gast aus HH

04.02.2017,
14:29

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Olit; Danke für den Hinweis, hatte daran gar nicht gedacht, kenne die
» Methode aber nutze sie sehr selten, die meisten Foren die ich nutze, haben
» entweder größere Bilder die akzeptiert werden oder man nutzt eben die
» Einbindung von Online-Speicher, teilweise lassen sich die ja dann sichtbar
» einbetten. Aber Danke.
»
» Was die Messung betrifft, habe die Leitungen drin, zu Beginn sah Alles
» prima aus, im Leerlauf (ohne Akku) sind etwa 15,5 V DC zu messen, Mit Akku
» am Laden werden es etwa 20,5-21 V . Aber leider springt der Wert (sobald
» der Akku als voll gemeldet wird= grüne LED) auf 31,5 V DC. Ob mein Vorhaben
» daran scheitert?
» Denn ich weiß ehrlich gesagt nicht wieso der Wert so hoch geht, die
» Ladespannung bei einem 5 Zellen Lithium Akku sollte theoretisch deutlich
» darunter liegen, legt man sehr "gute" Zellen zugrunde mit einer
» verträglichen Schluss-Spannung von 4,35V pro Zelle (das können aber dann
» nur sehr hochwertige Zellen sein) kommt man auf etwa 21,75, d.h. die
» Spannung etwa die ich beim Laden gemessen habe. Aber 31,5 V ?
» Der Akku lädt damit ja definitiv nicht, die Kontrolleuchte am Akku ist
» erloschen/zeigt Standby. Wie soll ich weiter vorgehen?
» Mein Akku pack kann nativ ~24 V DC abgeben, direkt anschließen werde ich
» nicht machen, da ich so keine Kontrolle über Spannung / Strom habe. Meine
» Step-Down Wandler kann ich dazu bringen ca. 21 V abzugeben, wenn der Blei
» Akku relativ voll (~24V) ist. Die haben bei Kühlung ausreichend Leistung (
» laut Datenblatt 3A) der Akku wird mit 1,5 A geladen.
» Für Hinweise danke ich:-)

Betrachte das ganze doch mal unter einem anderen Gesichtspunkt:

Dein Akku ist nicht einfach Akku sondern Akku-Pack mit Elektronik drin.
Das "Ladegerät" ist nicht wirklich Ladegerät im strengen Wortsinn sondern ein angepasstes Netzteil. Die Laderegelung passiert im Akku-Pack.

Daher mein Vorschlag: Mach mal das Akku-Pack auf!

Majasaurier

E-Mail

04.02.2017,
17:15

@ Gast aus HH

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Betrachte das ganze doch mal unter einem anderen Gesichtspunkt:
»
» Dein Akku ist nicht einfach Akku sondern Akku-Pack mit Elektronik drin.
» Das "Ladegerät" ist nicht wirklich Ladegerät im strengen Wortsinn sondern
» ein angepasstes Netzteil. Die Laderegelung passiert im Akku-Pack.
»
» Daher mein Vorschlag: Mach mal das Akku-Pack auf!

Den Akku-Pack hatte ich bereits auf, ist relativ viel Steuerelektronik drin, ja. Sieht aber aus wie bei einem Notebook Akku, d.h. es gibt durchaus auch Teile, die anscheinend der Kommunikation mit einem Ladegerät dienen. Dadurch habe ich eben keine Ahnung an welchem Punkt ich ganz plump meine Energie einspeisen kann. Es gibt 5 Anschlüsse am Akku, davon sind 2 die erwartbaren 18 V Lieferanten für die Geräte (die haben in Ihren Akkuaufnahmen auch nur 2 Drahtbügel).
Die anderen sind auch nur teilweise verkabelt, da sind nur 2 von 3 Kontakten überhaupt mit der Platine verbunden. Einfach nur eine kumulierte Spannung á 5 Zellen an die "18V" Anschlußklemmen anschließen erscheint mit insofern waghalsig (nicht das das hier gesagt wurde, ich meine bloß).

Ich kann aber bei Bedarf noch n Foto von der Elektronik im Akku machen.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
04.02.2017,
18:38

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Olit; Danke für den Hinweis, hatte daran gar nicht gedacht, kenne die
» Methode aber nutze sie sehr selten, die meisten Foren die ich nutze, haben
» entweder größere Bilder die akzeptiert werden oder man nutzt eben die
» Einbindung von Online-Speicher, teilweise lassen sich die ja dann sichtbar
» einbetten. Aber Danke.
»
» Was die Messung betrifft, habe die Leitungen drin, zu Beginn sah Alles
» prima aus, im Leerlauf (ohne Akku) sind etwa 15,5 V DC zu messen, Mit Akku
» am Laden werden es etwa 20,5-21 V . Aber leider springt der Wert (sobald
» der Akku als voll gemeldet wird= grüne LED) auf 31,5 V DC. Ob mein Vorhaben
» daran scheitert?
» Denn ich weiß ehrlich gesagt nicht wieso der Wert so hoch geht, die
» Ladespannung bei einem 5 Zellen Lithium Akku sollte theoretisch deutlich
» darunter liegen, legt man sehr "gute" Zellen zugrunde mit einer
» verträglichen Schluss-Spannung von 4,35V pro Zelle (das können aber dann
» nur sehr hochwertige Zellen sein) kommt man auf etwa 21,75, d.h. die
» Spannung etwa die ich beim Laden gemessen habe. Aber 31,5 V ?
» Der Akku lädt damit ja definitiv nicht, die Kontrolleuchte am Akku ist
» erloschen/zeigt Standby. Wie soll ich weiter vorgehen?
» Mein Akku pack kann nativ ~24 V DC abgeben, direkt anschließen werde ich
» nicht machen, da ich so keine Kontrolle über Spannung / Strom habe. Meine
» Step-Down Wandler kann ich dazu bringen ca. 21 V abzugeben, wenn der Blei
» Akku relativ voll (~24V) ist. Die haben bei Kühlung ausreichend Leistung (
» laut Datenblatt 3A) der Akku wird mit 1,5 A geladen.
» Für Hinweise danke ich:-)

Wenn du deine Solaranlage an die Messstrippen anschließt sollte es funktionieren (Drahtquerschnitt beachten und Polarität nicht verwechseln!).
Du hättest dann sogar die Möglichkeit wahlweise mit 230V oder 24V zu laden.
Die Ladeschlussspannung liegt noch unter den 24V und hat damit genügend Reserve.
Die 31,5V sind dann die Leerlaufspannung des Ladegerätes bei abgeschaltetem (vollem) Akku.
Deine 24V Akkus liegen bei voller Ladung da auch noch drunter, so dass eigentlich nichts schief gehen kann.

Der Akku hat nur 3 Anschlüsse zum Ladegerät, einer davon wird für die Abschaltung sein.

Majasaurier

E-Mail

05.02.2017,
14:02

@ simi7

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Wenn du deine Solaranlage an die Messstrippen anschließt sollte es
» funktionieren (Drahtquerschnitt beachten und Polarität nicht
» verwechseln!).
» Du hättest dann sogar die Möglichkeit wahlweise mit 230V oder 24V zu
» laden.
» Die Ladeschlussspannung liegt noch unter den 24V und hat damit genügend
» Reserve.
» Die 31,5V sind dann die Leerlaufspannung des Ladegerätes bei abgeschaltetem
» (vollem) Akku.
» Deine 24V Akkus liegen bei voller Ladung da auch noch drunter, so dass
» eigentlich nichts schief gehen kann.
»

Danke zunöchst einmal für die Ratschläge. Die Messleitungen habe ich durch 1,5mm² Litzenkabel ersetzt, eine Schmelzsicherung im Einsatz befindet sich unmittelbar dahinter, 1,6A mittelträge, das Ladegerät selber lädt die Akkus mit max. 1,5A das sollte eigentlich reichen, denke ich. Der Aufbau ist noch nicht getestet, da ich unsicher war, ob ich die Solar Akkus direkt verbinden kann, bisher läuft da bei mir alles über eine 20A Stecksicherung (Bimetall) aber ich möchte das Ladegerät nicht mit der instabilen Spannung, die ja durchaus zwischen 22-28 V schwanken kann, belasten. 80 % der Zeit sind die Akkus gut über 25 V, an sonnigen Tagen im Winter wenn Ladevorgänge am Laufen sind auch mal bis 28,2 V. Der Elko im Ladegerät der an den Lötpunkten sitzt ist bis 50V durchschlagsfest, d.h. ich vermute das sollte klappen, aber ob der Ladevorgang dadurch behindert wird? Eine Lösung über einen Stepdown Wandler ist womöglich sicherer?
Die 3 V Differenz zw. Input und Output bei meinen Modellen würde prima passen.

Vielen Danke nochmal für die wertvollen Hinweise!

simi7(R)

D Südbrandenburg,
05.02.2017,
15:11

@ Majasaurier

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Danke zunöchst einmal für die Ratschläge. Die Messleitungen habe ich durch
» 1,5mm² Litzenkabel ersetzt, eine Schmelzsicherung im Einsatz befindet sich
» unmittelbar dahinter, 1,6A mittelträge, das Ladegerät selber lädt die Akkus
» mit max. 1,5A das sollte eigentlich reichen, denke ich. Der Aufbau ist noch
» nicht getestet, da ich unsicher war, ob ich die Solar Akkus direkt
» verbinden kann, bisher läuft da bei mir alles über eine 20A Stecksicherung
» (Bimetall) aber ich möchte das Ladegerät nicht mit der instabilen Spannung,
» die ja durchaus zwischen 22-28 V schwanken kann, belasten. 80 % der Zeit
» sind die Akkus gut über 25 V, an sonnigen Tagen im Winter wenn Ladevorgänge
» am Laufen sind auch mal bis 28,2 V. Der Elko im Ladegerät der an den
» Lötpunkten sitzt ist bis 50V durchschlagsfest, d.h. ich vermute das sollte
» klappen, aber ob der Ladevorgang dadurch behindert wird? Eine Lösung über
» einen Stepdown Wandler ist womöglich sicherer?
» Die 3 V Differenz zw. Input und Output bei meinen Modellen würde prima
» passen.
»
» Vielen Danke nochmal für die wertvollen Hinweise!
»
»

Ich muss hier doch nochmal Bedenken anmelden.

Eine Stelle in der Schaltung ist mir nicht ganz klar.
Da ist nämlich eine Steuerung des Primärkreises von der Sekundärseite aus (Optokoppler).
Normalerweise wird damit die Ausgangsspannung begrenzt.
Was aber, wenn auch der Ladestrom hierüber beeinflusst wird??
Spannung wäre kein Problem, du hast ja nicht mehr als deine 28V.
Ohne genauere Prüfung bzw. Reingeneering des Schaltungsdetails würde ich also davon abraten die Solar-Akkus direkt anzuschließen.



Majasaurier

E-Mail

05.02.2017,
22:06

@ simi7

Lithium Ionen Akku Ladegerät Umbau 230V -> KFZ /24 V

» Ich muss hier doch nochmal Bedenken anmelden.
»
» Eine Stelle in der Schaltung ist mir nicht ganz klar.
» Da ist nämlich eine Steuerung des Primärkreises von der Sekundärseite aus
» (Optokoppler).
» Normalerweise wird damit die Ausgangsspannung begrenzt.
» Was aber, wenn auch der Ladestrom hierüber beeinflusst wird??
» Spannung wäre kein Problem, du hast ja nicht mehr als deine 28V.
» Ohne genauere Prüfung bzw. Reingeneering des Schaltungsdetails würde ich
» also davon abraten die Solar-Akkus direkt anzuschließen.
»
»
»
»

Genau das Bauteil (ohne das ich es als Optokoppler erkannt hätte, mein Bruder ist der Elektroniktyp, der das gelernt hat, ich guckte immer nur zu)
bereitete mir ja auch Bauchschmerzen, als ich sah, wie kompliziert die Spannungsregelung anscheinend abläuft. Die Verbindung erschien mir nicht schlüssig, ich konnte auch durch Messungen im laufenden Betrieb keine Lösung finden, die Bauteile zu "überbrücken".

Das Problem dürfte auch darin liegen, dass das Ladegerät mehrere Akkutypen (mit unterschiedlichen Spannunungslevel) laden kann. 14,4 und 18 V Nominalspannung sind mir bekannt, kann sein dass sogar die "12V" (also 3 Zellen in Reihe) ladbar sind, bei den beiden erstgenannten bin ich mir aber sicher.

Es dürfte also darum gehen, dem Sekundärkreis mitzuteilen, das ein bestimmter Akkutyp geladen werden soll, sodass dieser über die Verbindung zur Primärseite entsprechende Strom und Spannungslevel erhält. So meine Vorstellung.
Für ein paar Sekundenbruchteile habe ich die zunächst angedachte Verkabelung getestet, das Ladegerät tut dabei nichts, die Akkuleuchten sind aus geblieben. Das Ladegerät selber blieb intakt. Der Akku auch.