Sparta E-motion 12V eBike lader met Arduino

[Hoofdnoorman]

Om even een wilde slag te slaan.
Tegenover twee accu's volledig laden via een goede omvormer, kan je met Charm zijn systeem 3 accus opladen. Handig in de winter als er minder zon is.

Deze winter gaat ook mijn Epson printer aan de 12 volt met een StepUp.

[jan-]

Hoe kom je aan 50% extra verlies? Een goede inverter heeft een rendement van 85% tot 90%. En een fietslader heeft toch geen ventilator nodig? Dus zo slecht zal het rendement niet zijn. Je hebt het over een extra verlies van een acculading. Zal dat iets van 0,25Kwh zijn?. Dat is behoorlijk wat warmte. Waar blijft dat dan bij een omvormer/fietslader?

En voor diegene die wat minder handig zijn: er bestaan ook fietsladers die rechtstreeeks op je sigartetten aansluiting past:
https://www.e-4motion.com/webshop/index ... 72&lang=NL
https://www.accu-company.nl/nl/fietsacc ... -line.html

[Charm]

Het opgenomen vermogen van mijn lader is maximaal 130W bij 10A tot 11A. Bij 85% rendement zal de lader zo'n 20W verstoken en dat is niet 'cool'. De laadstroom ligt dan rond de 2,6A (tijdens de bulkfase). De inductor wordt 100°C en daar voel ik me niet comfortabel bij. Natuurlijk kan de maximale laadstroom naar 1A worden teruggeregeld, zoals de reisladers waarna je via de links verwijst, en dan hebben we een ander verhaal.
Overigens ben ik voor deze Li-on accu's met 5-polige plug nog geen reisladers tegengekomen. Deze zitten op een aantal Sparta modellen van rond 2015.

[Metor]

Charm, je had ook nog een goed idee om via de AES aansluiting van je zonne-regelaar de overtollige zonne-energie te gebruiken om de fietsaccu's op te laden. Zat nu te denken, zou het ook mogelijk zijn om de opgeslagen energie in de fietsaccu's weer te kunnen (her)gebruiken in het 12V systeem in tijden van te weinig zonne-energie, bv zwaar bewolkt weer? De fietsaccu's ondersteunen dan de hh accu waardoor de effectieve hh capaciteit toeneemt.
Het laadsysteem wat je ontworpen hebt zou dan bi-directioneel moeten worden => van 12V naar 36V om fietsaccu op te laden en van 36V naar 12V om fietsaccu's weer te kunnen ontladen om de hh accu te ondersteunen.
Zou dit bi-directioneel kunnen werken, gestuurd door de zonne-energie en de laadtoestand van de hh accu?

[Charm]

Wat een leuk idee! Natuurlijk is dat mogelijk. Ik ga dit eens op papier uitwerken.

[jan-]

Wat ik uit nieuwsgierigheid zou willen weten is het rendement van de Charm-lader ten opzichte van een standaardlader via een goede omvormer.

De Charmlader heeft een rendement van (2,6 A * 41 V) / (11 A * 12,3 V) = 79%
Ik heb een aantal waardes moeten gokken dus misschien dat Charm dit nog kan corrigeren?
Het voordeel van de Charm lader is denk ik ook dat als de laders opgeladen zijn (b.v. 's nachts) er daarna bijna geen stroom meer wordt verbruikt.

Ik heb geen elektrische fiets maar weet iemand het rendement van een omvormer met standaard fietslader combinatie? Bij voorkeur met het type omvormer om te zien of daar nog verbeteringen zijn te behalen. En ook hoeveel stroom er nog wordt verbruikt als de accu's vol zijn?

En om even met het idee van Metor door te gaan: Mochten ook de fietsaccus leeg zijn dan zou je ze weer op de fiets moeten kunnen opladen. Dus omgekeerde pedaalondersteuning: afremmen op de motor en daarmee de accu's laden. Je wil dan geen zware standaard meenemen om er een soort home trainer van te maken. Dus dat zou dan fietsend moeten gebeuren door b.v. rondjes te fietsen in de 1e versnelling op de camperplaats.

Overigens neem ik het idee van Metor wel heel serieus. Er zit veel kapitaal en energie in zo'n fietsaccu die in noodgevallen heel goed van pas kunnen komen.

Als je een excotische stekker hebt op je accu zou je misschien van je standaard lader de stekker kunnen afknippen, daar een verloopkabeltje van maken met een standaard stekker, zodat je allerlei andere zaken op je fietsaccu kan aansluiten.

Hier nog wat dc/dc converters:
€ 5,16 Step-up max. 50V/15A https://www.aliexpress.com/item/400W-15 ... 74597.html
€ 1,54 Step-down max. 60V/3A (nog een koelplaat nodig) https://www.aliexpress.com/item/DC-DC-L ... 97860.html
€ 2,98 Step-down max. 40V/12A https://www.aliexpress.com/item/DC-CC-1 ... 51105.html
€ 12,24 step-down max. 60V/3A (in kastje) https://www.aliexpress.com/item/Low-Rip ... 85954.html

[Hoofdnoorman]

Hoe kom je aan 50% extra verlies? Een goede inverter heeft een rendement van 85% tot 90%. En een fietslader heeft toch geen ventilator nodig? Dus zo slecht zal het rendement niet zijn. Je hebt het over een extra verlies van een acculading. Zal dat iets van 0,25Kwh zijn?. Dat is behoorlijk wat warmte. Waar blijft dat dan bij een omvormer/fietslader?

En voor diegene die wat minder handig zijn: er bestaan ook fietsladers die rechtstreeeks op je sigartetten aansluiting past:
https://www.e-4motion.com/webshop/index ... 72&lang=NL
https://www.accu-company.nl/nl/fietsacc ... -line.html

De eerste reislader heb ik 4,5 jaar geleden gebouwd. Kijk hier.viewtopic.php?f=10&t=8437692&hilit=fiets+accu
Heel veel commentaar gehad als zijnde niet nodig etc.
Het is een moeilijke fase geweest omdat het mij ontbreekt aan een uitgebreide kennis van elektronica en alleen mijn technische kennis en inventiviteit kon toepassen. Ik heb een aantal verschillende printen gehad/gebruikt en ook hierover in het forum geschreven. Ik heb nu 25 reisladers in werking onder de mensen afgezet en deze voldoen uitstekend.

Over hoe ik bij het rendement kom. Laat ik het dan maar even nogmaals wollig en zonder acht te slaan op de specifieke uitdrukkingen en/of notities.

De fietsaccu is leeg en is een type wat een inhoud heeft van 400 watt.
Om hem via de reislader StepUp te laden, heb je ~ 420 watt nodig. Rendement 95%. Deze komt uit de Huishoud accu.
Dus hier het getal 420 Watt!

Nu gaan we dezelfde accu laden met de, bijgeleverde acculader. Deze heeft een gemiddeld eigengebruik van ongeveer 10 Watt. Verder heeft hij ook ongeveer een rendement van 90%. De 400 watt die dus in de accu moet, is dus nu 450 watt geworden.
De 220 volt moet nog gemaakt worden. De omvormer heeft een eigengebruik van ~ 20 watt.
De omvormer heeft een rendement van ~ 85%. Dus om die 450 Watt op te brengen zal de omvormer dus 530 watt moeten leveren. Hierbij komt dan nog het eigen gebruik van 20 watt en dus komt het totaal op ~ 550 watt.

Voor twee accu's via de originele lader is dus ~ 1100 watt nodig.
Voor twee accu's via de reislader ~ 840 watt.
Verschil 360 watt, zowaar bijna een extra acculading met de reislader. (Tsja, ik had het ietsje overdreven, sorry )

Mijn 220 volt lader, die bijgeleverd was bij mijn fiets neemt 11 watt zonder dat er een accu op is aangesloten. Gemeten met een stroommeter van de Gamma.

[jan-]

Ook ik ben voorstander om zo weinig mogelijk gebruik te maken van een 12V/230V omvormer. Resultaat is nu zelfs dat hij alleen maar gebruikt wordt als anderen even 230V nodig hebben.

Meten is weten heb ik altijd geleerd. Dus het mooist zou zijn als we het vermogen wat naar de accu gaat (stroom * spanning) kunnen delen op het vermogen wat de lader in gaat (ook weer stroom * spanning). Dat zou zelfs met 1 multimeter kunnen als je de bedrading kan onderbreken om de stroom te meten.

Volgens de meting van Vodnik verbruikt een lader 4,5 Watt en omvormer 4 Watt bij nullast. Bij jou is dat 20W en 11W Dat is ruim 200% meer. Die 230V vermogens meter kunnen bij lage vermogens er wel eens wat naast zitten. Vooral bij schakelende voedingen. En het verschil tussen 1100 watt en 840 watt is geen 360 watt maar 260 watt. En als het rendement van een omvormer bij vollast b.v. 90% is dan is dat het ingaande vermogen gedeeld door het uitgaande vermogen. Daar moet je niet nog eens de nullast bij optellen. En het rendement van jouw reislader zal vast de 95% niet halen. Dat is onder ideale omstandigheden met weinig spanningsverschil. Of heb je dit gemeten? Verder zie ik dat je nogal wat aannames heb gemaakt. Ik zal ook wat aannames maken en wat de andere kant op rekenen. Benieuwd waar we uiteindelijk uit komen.

Als ik probeer het rendement van jouw lader te berekenen en ik er vanuit ga dat de zonnepanelen je accu op 14V brengen kom ik uit op (36V * 1,3A) / (14V * 4A) = 84 % (zie jouw topic uit 2013) Maar misschien heb je nu betere gemeten waarden?

Stel dat een goede omvormer een rendement heeft van 90% en een goede lader ook 90% dan is het rendement van zo'n combinatie zo'n 80% (verschil met jouw lader maar 4%). Het zou ook heel goed 70% kunnen zijn (verschil met jouw lader van 14%). Zelfs bij een verschil van 14% en 2 accu's van 400 Watt is dat 112 Watt in plaats van 360 Watt. Maar misschien dat we met meer meetgegevens op een ander verschil uitkomen?

[Metor]

Charm, bedankt voor je enthousiasme en veel creativiteit gewenst voor het uitwerken van dit idee. Het is zeker geen simpele opgave en ontstijgt het "hobby" niveau. Als dit je lukt ben je voor mij een professional. Ook de intelligentie van een Arduino kan hierbij goed ingezet worden.
Jan- (Rudy zal niet alle getallen uit het verleden in zijn hoofd paraat hebben, maar heeft zeker geen slechte bedoelingen). In het algemeen zal het rendement van een ge-isoleerde DC-AC omvormer (12VDC=>230VAC) (veel) lager zijn dan van een niet ge-isoleerde 12VDC => 36VDC converter lader. Ofwel 90% is voor een omvormer veel moeilijker te behalen dan voor zo'n lader. Alleen de beste (en duurste) 12V=>230V omvormers halen effectief 90% (mijn benchmark Steca). Ook een ge-isoleerde 230V naar 36V lader zal zeker wel 90% kunnen behalen, maar dit is nog steeds veel moeilijker (en duurder) dan 90% voor een niet ge-isoleerde 12V => 36V converter.
Het verschil voor 800Wh totaal omgevormde energie van 12V naar 36V accu's, kan gemiddeld wel zo'n 100Wh bedragen als je de systemen met elkaar vergelijkt. Dit verschil kun je belangrijk vinden of niet, het is wel een vorm van verspilling (ook in geld).

[Hoofdnoorman]

@jan-

Ik heb geen zin om hier nu te gaan beginnen te discussiëren.
Ik begon met mijn reactie op een posting van Theo om te vertellen dat het wel degelijk zinvol is om rechtstreeks van 12 volt de accu's te gaan laden. Ik heb ook geschreven even een "wilde slag" te slaan, waarop jij mij gaat uitdagen om dit toe te lichtten en dit dan ook weer gaat zitten aanvallen. Ik geef toe, iets te enthousiast en een rekenfoutje.
Maar, laat het nu net Vodnik zijn geweest die mij met een aantal dingen heeft geholpen. Ik heb een paar dagen bij hem in Tsjechië voor de deur gebivakkeerd. Mijn lege fietsaccu vrat bij hem in zijn zonnepaneelopstelling thuis, 576 watt uit de accu. Ik weet niet meer wat voor omvormer hij had. Helaas is Pieter overleden en kunnen we het hem ook niet meer vragen.

@ Charm. Sorry voor deze, onbedoelde, zijweg in jouw topic.

[Charm]

De afgelopen dagen heb ik weer wat vorderingen gemaakt en tegenslagen geïncasseerd waaronder een opgeblazen booster; shit happens. De lader maakt nu gebruik van de AES functie van de Votronic Solar Charger en benut daarmee de overcapaciteit van de zonnepanelen. Het laden start wanneer de AES functie actief wordt en stopt wanneer AES functie gedeactiveerd wordt. Handmatig inschakelen kan natuurlijk ook.
Het meten van de spanning van de huishoudaccu gebeurt nu via een aparte sensedraad rechtstreeks aangesloten op de + van de accu. Hierdoor heb ik minder last van leidingverliezen die optreden door de grote stromen (tot 10A). De software is praktisch klaar; er rest nog wat testwerk en fine-tuning. Het zou mogelijk moeten zijn het project vandaag af te ronden.

[Charm]

De lader is in gebruik genomen. Zie de foto's. Ik heb nog een iets intelligentere, temperatuur gestuurde fan-aansturing opgenomen en het afschakelen van de lader in geval van te hoge temperatuur. De maximale laadstroom bedraagt ongeveer 2.3A. Hiermee blijf ik onder de 10A inputstroom bij 11V accuspanning, het afschakelpunt. PS: de inputstroom wordt hoger naarmate de accuspanning lager wordt om het gevraagde laadvermogen te kunnen handhaven.

Al met al een leuke klus die met een onderbreking van een aantal maanden toch een jaar heeft geduurd.

[Kroppie]

als ik de 1e regel van het topic aanklik moet ik me ergens aanmelden, als ik de 2e bladzijde aanklikt hoeft dit niet , is dit nieuw?.

jos

[Charm]

Hier werkt alles normaal.