Namenski transformator

Potreboval bi transformator ranga 4kW za 220V , ki ima na sekundarni strani 100 ločenih izhodov po 4V in 10A. Torej iz 1x 220V not dobim na drugi strani ven 100-krat po 4V/10A. Vsi ti izhodi morajo bit galvansko ločeni - i.e. 200 izhodnih žic.

Kakšne so min dimenzije takšne zadeve? Masa je problem, nekje 20kg je max.
Je kakšen alternativen predlog kako urihtat takšno napajanje?

4V&10A. Če usmerjaš imaš okoli 1V padca že na sami diodi ~20% izgub. 800W grelec, ni slabo.

Lahko poveš kaj več o tej napravi ?
Polnenje Li-ion celic predvidevam ?

Vprašaj v Elma Črnuče, oni so vsaj včasih delali transformatorje takih moči po naročilu kupca.

Bojim pa se, da boš s klasičnim transformatorjem močno presegel težo 20 kg, potem pa bo nekaj kg šlo še za usmernik.

Diode pa boš v primeru klasičnega transformatorja obvezno rabi shotky, na njih je manjši padec napetosti kot na silicijevih.

Aha, sej mene zaenkrat zanima kolk je takšna reč sploh praktično izvedljiva in kakšne bi ble še kake realne alternative. Dejansko izvedbo polnilca in detajle konstrukcije bi odstopil dejanskim štromarjem, ki vejo kej več kot le U = RI in P = UI.

Iz Elminega kataloga je nekak razvidno da bi bila teža takšnega 4kW trafota nekje okol 40kg, dimenzije pa vsaj 20cm x 30cm x 18cm. Torej že kr konkretna zverina, ki jo je štorasto vedno furat s seboj, sploh ker se med samo vožnjo ne potrebuje.

Glede samega polnjenja - baje se LiFePo akumulatorji precej (ranga 80%) napolnejo že v CC režimu polnjenja. Itak bi šel v smeri, da nebi izkoriščal polne kapacitete akumulatorjev i.e. nikoli jih nebi napolnil na 100% ampak le do recimo 3.5 V (točna cifra stvar testov in detaljnih karakteristik). S tem se precej pridobi na življenjski dobi zadeve ob relativno minimalni žrtvi max dosega. Če se s tem poenostavi konstrukcija polnilca pa sploh fajn.

Ja, nucam napajalni del za 104 40W baterijske polnilce. En transformator s 104imi izhodi je le ideja ki bi mogoče celoto pocenila, ker se izognem podvajanju napajanja vsakega polnilca posebej.

Galvansko ločitev nucam, ker so posamezne baterije nonstop povezane zaporedno s konkretnim vodnikom - delovni tok skozenj je do 140A - tko da odpade kakšno elektronsko prekinjanje te povezave. Študiral sem že o mehanskem stikalu, ki bi celo konfiguracijo peka iz zaporedne vezave pretvoril v vzporedno. Pol sam prkuplam kak "švasaparat" in se stvar lepo nafila brez dodatnega balansiranja. Če bi že električna plat mogoče špilala, pa rata problem fizična izvedba - vodnik za 140A je konkretna bakrena palca. Vse te palce bi mogu prpelat do tega stikala kar bi znalo povzročat veliko problemov. Ker mam vse module lepo zaporedno vezane so te posamezne debele povezave dolge le po 5 cm med posameznima sosednjima moduloma - in potem na kontroler, kar je bistveno lažje izvedljivo in obvladljivo.

Budget je do ene 4000 EUR. Ene tolk bi me namreč prišel kupljen serijski polnilec z močjo 4kW in 104 BMS moduli.

Hm. Šele sedaj sem videl, da nekaj komliciraš z eksternimi polnilci.

Kaj ko bi ti začel od začetka in lepo, podrobno opisal svojo aplikacijo ?

V smislu kaj bi rad naredil, kako si se nakanil priti do tega cilja, s katerimi komponentami in v kateri vezavi...

Zanimivo.

Glede celic, izbira mogoče ni najboljša, ker so predvidene za precej nežen discharge in tudi nimajo podatkov o kapaciteti pri bolj moškem praznjenju, le pri C/5, kar je za to aplikacijo nerealno.

Glede avtočka:

1. Mogoče bi namesto nislimega droga predvidel samonosilno karoserijo, vsaj v nekem delu, ker bi lahko v aluminijastem nosilnem pladnju lahko počivali členi, magari prepredeni s prekati, ki bi povečali togost in nosilnost. Tako bi bil tudi težišče nižje.

2. Jaz bi spravil motor in čimvečji del elektronike v samo kolo.


Glede elektronike: IMHO doable, vendar bi pri tako optimiziranem designu kazalo razmisliti, če ne bi bilo pametno integirati polnilec z batpackom, vse skupaj pa z elektroniko za krmiljenje motorja.

Hja, konec koncev bi bila zadeva še vedno home-made, kar pomeni da je razvojni budget omejen. Nimam milijonov za razvoj čisto vsakega podsistema posebej. Še razvoj polnilca je bol kot ne nuja - ker na trgu enostavno ni elegantne rešitve. Zakaj sm se odločil za takšno konfiguracijo sm pojasnil tam, le glede težišča: potniška kabina se nagiba v ovinek podobno kot klasično motorno kolo. Težišče tako pravzaprav sploh ne sme biti prenizko. Itak pa je predvideno da v dno kabine pride cca 100kg baterij kar težišče precej zniža.

Glede baterij: te SE celice so trenuten optimum glede price/performance. Če mi dajo 150km dosega, je to pri ceni 4500 $ pravzaprav odlična reč. C/5 pomeni 8A, pri 300V je to 2.4kW. Pri takšni stvari to ni več tako zelo malo, zna zadoščat za kakih 30kmh konstantne hitrosti. Zdržale naj bi tut 3C konstantnega discharga kar pomeni kakih 36kW. To je pa že moč katere kontroler ni več sposoben konstantno dovajat motorju. Ni profita v še močnejših baterijah, ki bi imele zato manjšo kapaciteto - manj dosega.

Treba se je zavedat da se dobijo baterije, ki imajo veliko moč (velik C) al pa veliko kapaciteto (veliko Ah) - ne pa oboje hkrati. Treba je najdit nek vmesen balans - točno toliko moči kot jo nujno potrebuješ in max kapaciteto pri tej moči.

In BTW, si opazil, da imajo celice od 180Ah naprej kar nekaj večjo energijsko gostoto ? ( 105 vs 90 Wh/kg)

104 celice zaporedno bo zafrknjeno balansirat in na sploh delati z njimi. Taka baterija je močna kakor je močan njen najšibkejši člen. Če kakšna celica pride v stik ali kako drugače oslabi bo na njo 'pritiskalo' vsaj 10V napetostne razlike, ki se bo večala s tokom.


Sicer, če krmilnik drži vseh ~400V zaporedna vezava ne bo problem.

Balansiraš vsako celico posebaj ali paket njih vzporedno vezanih. V datasheetu je ponavadi tok za balansiranje manjši kot 0.05C tako da gretje ni ravno ogromen problem. Balanser pa je gor priklopljen 24/7.

Zanimiva bi bila tudi uporaba BCU power gauage čipov bcm2050 in podobnih. Samo vezje bi pa moralo biti kar konkretno, imaš pa potem vse zaščite praktično OVP, OCP, UVP, OTP, Cell fail protection ..

Zgleda da sem kar pozabil napisati

Da, balanser, pod pogojem da v 'stand-by' porabi neznatno malo toka bi bil lahko skoraj vedno priklopljen.
Pri samem praznenju je tako nepomemben, pri regeneraciji pa tako nikoli ne nafilaš nazaj na 100%, razen če imaš parkirišče na vrhu hriba.

Še enkrat: o paralelnem polnilcu razmišljam da bi prišparal na masi, dimenzijah in ceni celega sistema polnjenja in balansiranja celic. Balanserji so lahk simpl ampak jih nucam 100 komadov. Njihova cena skupaj s simpl 4kW polnilcem za 400V je nad 4k $.

40Ah module sm vzel, ker za module večjih kapacitet nimam prostora. Jih pa nucam okrog 100 komadov zato da pridem na 300V napetosti. To napetost nucam, da iz kontrolerja/motorja dobim uporabno moč pri višjih vrtljajih/hitrosti. Ta motor/kontroler sm izbral ker je to praktično edina AC zadeva, ki jo lahko kupim in stane "samo" 6k $ hkrati pa ponuja zelo primernih 17kW/50kW moči, ne potrebuje vodnega hlajenja in je neprodušno zatesnjena. Pa še tehta samo 60kg. Poleg tega ima še max navor od 0 do 4500 rpm, max rpm pa pri 11.000, kar je dovolj širok razpon da lahko vse legalne hitrosti plus dobre pospeške dobim brez menjalnika. Kakšen DC motor bi nucal menjalnik za kar pa v vozilu nimam prostora. To ni avto.

Marsikaj je možno dokler gledaš samo en del sistema ampak stvari morajo špilat in pasat skupaj. Imam realne omejitve, katere sm opisal na tistem forumu. Žal se je treba za ogled slik registrirat.

Torej, če vas prav razumem je takšen vzporeden polnilec načeloma izvedljiv. Vprašanje torej ostajajo dimenzije in cena.

Še zmeraj sem mnenja, da si omisli switcherje (recimo nekaj od tu), če se boš šel 100 galvansko ločenih polnilcev. Ker tudi pri trafotu rabiš še usmerjanje in glajenje na izhodu, plus neko detekcijo polne baterije in izklop polnjenja. Flyback na ~5V, zadaj pa še namenski čip s svojim step - down konverterjem, ki ti hkrati nadzira polnjenje in napetost baterije. Če hočeš bit pa še zelen, si nekje dobiš PFC, ki ti bo dal na izhodu ~400V DC in to priklopiš na switcherje. Cena? Material za enega IMO pod 20€. Ostanejo ti stroški razvoja in sestavljanja. 100 škatlic sicer lahko skupaj spajkaš sam, samo bi šlo kar nekaj časa, da bi vse skupaj spravil.

Saj sem se registriral na tistem forumu, in prebračl vse goddamn poste v tisti temi.

Še vedno ti pravim, da razmisli o mojem predlogu.

Polnjenje 104 akujev vzporedno z ogromnim traflcom in 104 moduli je problematično. Pa ne samo zaradi očitnih stvari.

Si kdaj pomislil, koliko ožičenja rabiš za to in koliko bo tehtala sam žiceraj ?

Če pa se lotiš problema tako kto sem ti rekel, rešiš več problemov naenkrat:

- nosilec celic postane samo tiskano vezje
- žiceraj med celicami je na isti tiskanini
- elektronika za nadzor napetosti posamezneih celic je na tiskanini
- elektronika za izravnavanje naboja je na sami tiskanini
- elektronika za polnjenje je izvedena v obliki par kW switcherja, ki daje od sebe eno napetost/tok. Ta je lahko on-board ali pa stacionaren.

Ta prijem zahteva nekaj glavobolov pri dizajnu tiskanine, zato pa daje večjo energijsko gostoto in rešuje praktično vse velike probleme.

Skoraj. Na to, kar si rekel, dodaj še to, da uporabiš cilindrične celice z večjo gostoto ( verzija z vijaki), ki so zložene in našraufane med dve tiskani vezji v paketih po recimo 10x10=100 celic.

Na teh _istih_ tiskaninah je poleg vezi med celicami tudi distribuirana elektronika za nadzor napetosti in balansiranje.

Lahko pa seveda izvedeš zadevo na enak našin tudi s prizmatičnimi celicami...

20€ je kar drago, sploh pri tako velikem številu celic.

Če zadevo dobro izoliraš bi lahko polnil kar direktno preko omrežja z PFC kontrolerjem. Take zadeve so sila majhne za svojo velikost, poleg tega se še znebiš slabega delovnega faktorja ter izgub v trafotu.

Ja, imaš prav če gledaš isto kapaciteto. 1050 cilindričnih hrani le dobrih 10kWh, 104 prizmatične pa 13kWh. Problem je, da kej velik več kot 1050 cilindričnih nebi spravil v kabino, 104 prizmatične pa zgleda da bi lahko. Boljša volumenska gostota.

Edit: gledal sm te cilindrične celice

Edit2: ti si verjetno gledal te Headway zadeve, ki so formata 38120 - ko klobase :)

Če prav razumem delovanje/sestavo takšnega flyback switcherja, je notri tut en induktor. V mojem primeru mora bit sposoben "prenosa" kakih 25W moči. Je 100 takšnih induktorjev sigurno lažjih od enega ornk induktorja, ki naj bi tehtal 35kg (cel trafo)?

Rabiš transformatorje, ampak niso tako zelo veliki in tudi teža ni tako velika. IMO manj, kot transformator. Koneckoncev dovolj pove že to, da imaš v ohišju za računalniški napajalnik lahko 1 kW switcher, primerljiv trafo pa zna bit kar težji - imam doma ~300W toroidni trafo pa upam trdit, da je težji od takega 1 kW napajalnika.

Ja, mal preračunavam te headwaye. Nucu bi še vedno 104 zaporedno vezane module zarad voltaže, je pa mal več fleksibilnosti v kapaciteti posameznega modula. Lahko mam 3, 4 al pa več vzporednih celic. Tut teža je nakaj nižja, 40Ah modul pride 1,2kg oz 125kg za cel pack (416 celic). Je ta fleksibilnost vredna dodatnih 2500 USD? Tele celice bom mel za bekup kandidata, če se une prizmatične izkažejo za no-go.

Glavni problem je polnilec/balanser in ne same celice. Te cilindrične je treba ahtat enako skrbno kot prizmatične.

@teskan:
Kul, torej obstaja realna alternativa 40kg kosu železa v nosu vozila (poleg 40kg baterij). Zdej morm sam še najdit enga navdušenga štromarja ki mi skicira takšno zadevo, da res vidm kak bi to zgledalo. Počas bo treba začet odpirat denarnico :)

Ampak dobiš fleksibilnost in samonosilnost.

Skupino celic komot zmontira v vozilo ali odstrani en sam. Poleg tega ne potrebuje veliko. Priviješ jih na frame na robu vitroplasta in to je to. Na spodnjo in zgornjo stran zmontiraš preko nosilčkov ABS plastiko in imaš zunanji del in tla kabine.

Tudi določeno fleksibilnost imaš pri razporeditvi mase pa delovanju.

Če ti crkne celica v skupini 104 celic jo pač izklopiš in se voziš s preostalimi.

Ampak dobiš fleksibilnost in samonosilnost.

Skupino celic komot zmontira v vozilo ali odstrani en sam. Poleg tega ne potrebuje veliko. Priviješ jih na frame na robu vitroplasta in to je to. Na spodnjo in zgornjo stran zmontiraš preko nosilčkov ABS plastiko in imaš zunanji del in tla kabine.

Tudi določeno fleksibilnost imaš pri razporeditvi mase pa delovanju.

Če ti crkne celica v skupini 104 celic jo pač izklopiš in se voziš s preostalimi.

Ja sej,ampak 104 ? :)
Tam ene 15-20 kosov mal večjih pa bo ? In še vedno lahk gre vozilo če crkne kšna celica.

@valvoline:
Princip je takle: LiFePo člen ima napetost 3.2V. Najprej vidiš kakšno napetost nucaš (js cca 336V) in jo nato zdeliš s temi 3.2 da vidiš koliko členov nucaš zaporedno. Potem poštudiraš kolikšno kapaciteto nucaš in vzameš celice s to kapaciteto. Če vzameš manjše celice jih moraš sestavlat vzporedno. Na koncu jih moraš pa še vedno sestavit zaporedno. S 3.2 volti napetosti bi zadeva vleka tokove ranga 10.000 A. Takšen tok ti stali kovinsko palico.

@brane:
Masa režije (kabli, nosilci, elektronika) je v primerjavi z maso samih baterij bolj ali manj zanemarljiva (manj kot 20%). 2500 USD ni tako zanemarljivih :) Odsotnost vzporednih vezav precej zmanjša količino dela. Ampak še ekrat prizmatične al pa cilindrične - nucam polnicec in balanser. To je moj trenuten problem.

Ja, hvala za ideje, te nucam. Glede cene je pa tako: že samo trenutne predvidene glavne komponente se mi seštejejo v $15k. Treba dodat še kup detajlov in dela in sm komot na $30k. V tej luči dodatnih $2k5 ni neka huda reč - če z njimi seveda kaj konkretnega pridobim. Fleksibilnost sama po sebi ni nek resen profit - stvari se zmontirajo in furajo. 25kg nižja teža pri 600kg tut ni huda razlika. Kot rečeno zaenkrat ostajam na prizmatičnih, če se pojavi kak hud problem mam pa bekup.

U, hvala za tole pyrobeast. Če prav razumem princip, tale reč "vklopi" ko napetost na bateriji preseže neko nastavljeno mejo in na R4 začne kurit "odveč" energijo. S tem poskrbi da pri poljnjenju (obično ali regen) nobena celica ne spleza nad to mejo.

Glede napajalnika - žal 260VDC outputa ni dost. Celico je treba filat na 3.6V, kar mi da 360VDC. Za referenco mam tega Manzanita Micro PFC-20.

BTW, glede prizmatičnih celic, mogoče bi dejanjsko kazalo vzeti večje modele ali vsaj celice brez plastične škatle in jih sprtaviti v aluminijasto "satje", ki bi ibenem bilo nosilec za akuje in del karoserije.