Przetwornica podwyższającą napięcie DC

[Spiotr]

Czy można przetwornicą podwyższającą napięcie DC 24V do DC 48V zasilić kontroler i silnik normalnie pracujący na napięciu 48V ? Czy ktoś z szanownych forumowiczów próbował użyć przetwornicy tak aby podnieść napięcie z baterii ?

[slow]

Osobiście nie słyszłem żeby ktos tak robił choć sam pomysł już gdzieś na forach się przewijał.
Osobiście uważam że to złe rozwiązanie.
A z ciekawości to ile mocy chcesz uzyskać?

[zielony71]

Ja gdzieś na forum widziałem, że ktoś stosuje przetwornicę, ale nie do tak dużego podniesienia napięcia.
Po pierwsze to by musiała być przetwornica dużej mocy, a po drugie wydajność tej baterii 24V musiała by być znaczną, bo przecież po przetworzeniu do 48V wydajność prądowa spadnie bardziej niż dwukrotnie.

[Spiotr]

Pytanie w tym momencie jest bardziej teoretyczne. Nie mam konkretnego gotowego projektu chociaż w planach coś tam sie rodzi. Mam po prostu taki falownik i 24 V pakiety. Pomysł użycia pakietu 24 V przez przetwornicę ma na pewno wady, choćby straty na przetwornicy i jak dotąd nie rozwiązany problem odzysku energii z hamowania.
Ciekawa przetwornica: https://pl.aliexpress.com/item/32676005394.html?

[Spiotr]

Dopiszę ze mam pomysł mobilnej ładowarki solarnej opartej na sterowniku MPTT na napięcie 24 V i ogniwach na to napięcie.

[Yin]

Tu masz mppt do aku rowerowych: https://www.aliexpress.com/item/4000538 ... 18023XfjtZ

Mam dwie sztuki i robi robotę Co istotne sama się wygasza po zachodzie słońca i aktywuje po wschodzie. Na wyjściu dajesz wtyczkę taką jaka masz w ładowarce, podpinasz do panelu potem do bateri i śmiga. A i jeszcze napięcie trzeba na niej ustawić stosownie do ładowanego aku, choć jak pamiętam to chyba ma też opcję auto.

[Spiotr]

Przetestuje te "mppt do aku rowerowych: https://www.aliexpress.com/item/4000538 ... 18023XfjtZ" Jak widać wszystko już wymyślono Mimo wszystko temat przetwornicy DC/DC podwyższającej uważam za rozwojowy z uwagi na różne możliwe scenariusze np: posiadamy mocne aku 24 V które można użyć do istniejącego pojazdu i/lub posiadamy chiński falownik fotowoltaiczny lądujący pakiety 24 V które można sobie podpinać pod pojazd przez przetwornicę.

Inspiracja do tej "rozkminy" była dla mnie mini przetwornica podwyższającą napięcie do 12 V z 2 równoległych ogniw 18650
jaką przypadkiem zakupiłem na Ali. Używam tego do zasilania 12 V wzmacniacza audio i działa lepiej jak dobrze.

https://pl.aliexpress.com/item/1005006105485607.html?

[W.P.]

Czy można przetwornicą podwyższającą napięcie DC 24V do DC 48V zasilić kontroler i silnik normalnie pracujący na napięciu 48V ? Czy ktoś z szanownych forumowiczów próbował użyć przetwornicy tak aby podnieść napięcie z baterii ?

To jest możliwe i wykonalne, ale...
Na pewno liczysz się z koniecznością wożenia dodatkowego klocka. Nawet będzie miał wymuszone chłodzenie - dotąd dobrze.
Nie piszesz, nic o mocy silnika. Z tego wynika prąd pobierany z zasilania 48V a w konsekwencji po uwzględnieniu strat na przetwornicy ponad 2 krotnie większy pobierany z akumulatora.

Niezaprzeczalnym plusem (chyba jedynym) takiego rozwiązania jest stała wartość napięcia zasilającego kontroler silnika niezależnie od stopnia rozładowania akumulatora.

Niestety dalej same schody

Nie można tak bezkrytycznie rozładowywać akumulatora. Jaki by nie był, to producent w zaleceniach podaje dolną wartość, poniżej której nie należy schodzić.
Musiałbyś zatem dorobić jakiś układ ostrzegający, że niedługo nastąpi odcięcie zasilania (jak w samochodzie - jazda na rezerwie).

Dalsze ograniczenia wynikają z samej konstrukcji przetwornicy Step_Up.
Jeśli to najprostsza, bardzo rozpowszechniona i tania konstrukcja w układzie Boost converter to w swojej budowie ma szeregowy dławik od (+) oraz tranzystor zwierający go okresowo do (-).
Nic nowego, znane i stosowane ponad 50 lat.

Trzeba jednak uwzględnić nowe pojęcie - "chińszczyzna". To oznacza maksymalne wyśrubowanie, czyli elementy pracujące na granicy swoich możliwości. Zanim opiszę gdzie tu Miecz Damoklesa muszę nawiązać do swoich doświadczeń.

7 lat temu także o czymś takim myślałem. Jeżdżenie na bidonie 36V jest fajne jedynie tuż po zakończeniu ładowania. Od silnika 250W niewiele można wymagać.

Kupiłem więc konwerter Step_Up 600W i ustawiłem na wyjściu 44V. Prowizorka podwieszona pod ramą do testów. Wydawało mi się, że przy takim zapasie mocy będę mógł porobić potrzebne pomiary.
Niestety, po kilkunastu kilometrach wszystko "zgasło". Oczywiście padła przetworniczka, uszkodził się tranzystor kluczujący robiąc niemal czyste zwarcie akumulatora. Na szczęście BMS rozłączył.

I teraz wracam do spraw technicznych.
Jeśli to Boost converter to istnieje takie ryzyko. Jeśli padnie tranzystor roboczy to skutkiem będzie zwarcie akumulatora przez kilka zwojów na rdzeniu dławika. Po prostu trzeba się odpowiednio zabezpieczyć bezpiecznikiem topikowym.
W każdej przetwornicy powinien być taki bezpiecznik, bo w każdej istnieje takie ryzyko. W mojej go nie było.

Przepraszam za ten przydługi opis ale jak czytam opisy Kolegów modyfikujących swoje instalacje to czasem ogarnia mnie przerażenie.

Nie jestem wrogiem przetwarzania napięcia, sam jeżdżę od 6 lat na powiększonym zespole akumulatorów do 10S10P z niewielką przetworniczką uzupełniającą końcowe napięcie do 44V. Dla zmniejszenia strat przetwornica wypracowuje jedynie różnicę pomiędzy aktualnym napięciem akumulatora a wyjściowym (44V).

[Dede]

Przetwornicę mają małą wydajność prądowo i mocy więc żeby to działało dobrze należy zastosować dwa więcej takich przetwornic zależy jaka mocą chcemy uzyskać.
Gdzieś na YouTube widziałem takie rozwiązania z przetwornicą step up.

Jeśli mamy sterownik 25A to z akumulatora będzie brało ponad 50A
Jeśli mamy sterownik 45A to z akumulatora będzie brało prawie 100A

[miki]

Nie widzę przetwornicy w takiej instalacji. Wydajność i przede wszystkim niezawodność mogą ucierpieć.

[Dede]

Nie widzę przetwornicy w takiej instalacji. Wydajność i przede wszystkim niezawodność mogą ucierpieć.

Dokładnie to lepiej zmienić baterię zamiast się bawić przetwornicą

[W.P.]

Zgadzam się z Kolegami. To tylko ładnie brzmi w samej idei. Problemy pojawiają się jak się zacznie liczyć.

Nie twierdzę, że to niemożliwe. Jednak w przypadku Kolegi autora to nienajlepszy pomysł, zwłaszcza, że jak pisze, ma pakiety 24V (wypowiedź z 13-03). Dlaczego więc nie połączyć ich w szereg i zamiast klocka w postaci przetwornicy (straty z tytułu sprawności) wozić klocek dodatkowego magazynu energii.

Jedyna zaleta przetwarzania napięcia to zapewnienie jego stałej wartości na zaciskach niezależnie od stanu rozładowania akumulatora i poprawienie tym sposobem komfortu jazdy.
Oczywiście im większą cześć napięcia przetwarzamy tym więcej idzie w ciepło.

[miki]

Przetwornica to straty mocy (a co za tym idzie, nagrzewanie). To z kolei prowadzi często do zdziwienia elektroniki obecnym stanem układu. Dlatego warto pomyśleć o prostym, stabilnym rozwiązaniu. Nie chcesz chyba, żeby to padło podczas przejażdżki z dala od domu?

[gienek333]

Jako ciekawostkę podam że pierwsze hybrydy Prius i Lexus miały baterie 288V i pojemność 6 lub 8 Ah. Była też przetwornica podwyższająca napięcie do 650V i z tego był zasilany falownik silnika. Jednak zgadzam się z kolegami że to słabe rozwiązanie w przypadku roweru. Takie wątpliwej jakości przetwornice (pisze 1500W i 48V 20A), raczej nie dadzą rady. Lepiej zrobić 2 baterie 24V i połączyć szeregowo. Ładowanie solarami można robić 2x24V.

[Dede]

Takie wątpliwej jakości przetwornice (pisze 1500W i 48V 20A)

Właśnie te 1500W to nie tak jak myślą inne osoby jak przetwornica ma max 20A.
Przy napięciu 24V i max 20A to tylko 480W max to gdzie te 1500W nie jak to ma przy małym napięciu wejściowym czym mniejsze to tym mniej watów osiągniemy z przetwornicy.

Jak tam tym filmiku poniżej


Przetwornice 2x1800W=3800W spaliły przy mocy 1000W bo przekroczony był prąd wejściowym przetwornicy bo prawdziwą moc przy 24V była o wiele mniejsza.

Tutaj rozchodzi że przetwornice nie nadają się do rowerów.
Według obliczeń forum żeby jechać 50km/h to należy mieć odpowiednie napięcie i moc koło 1000W żeby był stanie jechać pojazd 50km/h

Licząc silnik typowo 1V na jeden km/h to należy posiadać 50V i 1000W więc prąd sterownika 20A

24V na 50V to przelicznik 1 do 2,08 to prąd przy 24V będzie 41,6A licząc 10% straty na przetwornicy to prąd będzie 45.8A 24V 1100W

Teraz najważniejsze gdzie znaleźć przetwornicę o mocy powyżej 45,8A?
Teraz pytanie drugie czy akumulator jest przystosowany na prąd ~45,8A?

[miki]

Patrząc na to z innej strony, gdyby przetwornice były dobrym rozwiązaniem, chinole by już to robili. A jakoś nie robią.

[W.P.]

Ilekroć trafiam na temat przetwarzania napięcia to zawsze czytam przede wszystkim o stratach. Mantra "straty" przebiła popularną dziś "CO2" wbijaną tu i ówdzie ludziom do głowy.

Oczywiście, nie można tu generalizować i wrzucać wszystkiego do jednego worka.
Czym innym jest przetwarzanie całego napięcia, jak w przypadku autora wątku, a czym innym przetwarzanie jego części. W obu przypadkach pojawią się straty, gdyż nie ma urządzeń o 100% sprawności.

Na rynku dostępne są przetwornice o szerokim zakresie prądów i napięć. Ale nie znaczy to, że można sobie je tak bezkrytycznie stosować. Na to właśnie słusznie zwrócił uwagę Kolega Dede.

Kiedy opowiadałem znajomym o swoim rozwiązaniu (akumulator + przetwornica + rower) to zawsze słyszałem o stratach. Nikt nie zauważał korzyści a wręcz przeciwnie - wszyscy wyliczali mi straty.

Na wszelki wypadek wyposażyłem obudowę akumulatorów w zgrabny radiator umieszczony z przodu na zewnątrz a na nim diody przetwornicy.
Jest zimny nawet w upalne dni. Tranzystory przetwornicy są wewnątrz na kawałku blaszki pełniącej bardziej rolę wspornika niż radiatora, także zimne.

A teraz liczby.
Silnik centralny 250W fabryczny. Na kierownicy mam wskaźnik prądu aktualnie pobieranego z zespołu zasilania. Największe wskazanie to 11A przy 44V=const.
Jeśli na akumulatorze mam 42V to z przetwornicy dodaję 2V. Zatem 11A x 2 V = 22W
Jeśli założyć sprawność 90%, to w ciepło idzie 10%, czyli nieco ponad 2W

Podczas jazdy spada napięcie na akumulatorze. Jeśli osiągnie np. 36V to z przetwornicy idzie 8V.
11A x 8V = 88W; straty ok. 9W.
Graniczne napięcie, przy którym działa przetwornica ustawiłem na 33V. Wtedy z przetwornicy idzie 11V. Zatem 11V x 11A - 121W; straty ok. 12W.

To tłumaczy dlaczego radiatory są zimne. Maksymalna w/w moc strat pojawiłaby się kiedy zrezygnowałbym z kręcenia korbami przy przerzutce ustawionej na najmniejszy tryb.
Czy wobec ponad 400W w silnik nieco ponad 10W strat to aż tak wiele?

[WojtekErnest]

Ja przyjąłem inną "filozofię " aku na tzw. ostatnią mile. Tzn. aku standardowy ma być taki aby starczył na typowe przejażdżki w ciągu roku. Ale na incydentalne, urlopowe dłuższe przejazdy, zabieram ze sobą pakiecik 1S10P. I on w drodze powrotnej POLACZONY SZEREGOWO z pakietem podstawowym 10S6P, podnosi napięcie całości, usztywnia aku na ostatnich np kilkunastu km. Stosuje to 1-2 razy w roku od kilku lat. Do tego w komplecie kabelek-trojnik na złączach XT.

[W.P.]

Jest to jakieś rozwiązanie, ale jeśli podstawowy pakiet zostanie rozładowany do np. 3V/ogniwo to podłączenie dodatkowego niewiele pomoże.

W rozwiązaniu, o którym pisałem przyjąłem 33V (10S) jako graniczną wartość rozładowania poniżej której następuje przejście na "rezerwę" (bez przetwornicy).

Jak by na to nie patrzeć, to zawsze tej energii jest za mało

[WojtekErnest]

Oczywiście, nie zdarza mi się by rozładować eksploatacyjnie pakiet tak by miał beż obciążenia 3V/1S.