USV - Ladevorgang mit Diode Sperren

[isyyy]

Hallo zusammen,

Also ich hab am Wochenende ein kleines Projekt gestartet um mir eine USV an einen Server Daheim anzubringen.

Ich habe mir aus 4 Lifepo4 Zellen â 100 Ampere Stunden eine 12 Volt 100AH Zelle zusammen gebaut.
Natürlich hängt da ein BMS an den Zellen.

Die Batterie Funktioniert einwandfrei und wurde auf 13.8 Volt mit einem Externem Netzteil aufgeladen.

Kommen wir zur USV. Es Handelt sich hierbei um ein apc bx700u-gr.
Dieser hat Normalerweise eine 12 Volt 7AH AGM-Batterie verbaut.
7 Ampere Stunden ist mir dann einfach zu wenig, daher hab ich mir dann einen Externen Accu Stecker verbaut.

.

Die UPS Funktioniert mit dem Akku ohne Probleme.
Hab 12 Stunden Laufzeit mit einer Belastung von 100 Watt erreichen können.

So kommen wir zum Problem.
Die USV lädt den Akku aber nur mit 12 Watt auf....
Das sind 12-14,4 Volt mit 1 Ampere.
Das jugt meinen Riesen Accu natürlich nicht.
Dieser hat ca 1,4Kw an leistung verbaut und würde ca 100 Stunden brauchen wieder voll zu sein.
Und Lifepo mit 1 Ampere aufladen ist auch nicht gut für die Zelle, da sollten schon Minimum 10 Ampere anliegen.
Ich hab ein Externes lifepo4 Netzteil welches mit 10A auflädt sobald die Zellen auf 10.4 Volt fallen.
Ich würde also einfach eine Diode an das Kabel der USV anbringen welchen den Accu nicht Lädt aber Strom in Richtung USV zulässt.
Dahinter wäre dann das Externe Netzteil welches am Stromnetz hängt (nicht an der USV) und den Accu wieder lädt sobald dieser auf 10,4 volt fällt. (kann man einstellen)

Heißt beim Stromausfall läuft die USV aber da das Externe Netzteil am Stromnetz hängt lädt dieses nicht mehr.
Sobald wieder Strom da ist versucht die USV den Accu zu laden, kann aber nicht weil die Diode keinen Saft durchlässt in Richtung Accu. Das Externe Netzteil aber hängt hinter der Diode und kann durch den BMS die Zellen wieder laden.

Hier meine Schaltung:

Kann ich das so machen oder habe ich einen Denkfehler?
Ich würde mich Freuen wenn ihr eure Meinung dazu schreiben könntet.

Viele Grüße

 

[Thorque]

so ganz klar was du willst ist es mir zwar nicht, aber wenn ich es richtig verstanden habe müsste ein Relais welches bei stromausfall schaltet ja reichen anstatt der diode.

 

[isyyy]

so ganz klar was du willst ist es mir zwar nicht, aber wenn ich es richtig verstanden habe müsste ein Relais welches bei stromausfall schaltet ja reichen anstatt der diode.

Das Problem ist das die USV den Accu mit 12 Watt aufladen würde. Das ist zu wenig.
Dazu kommt das die USV den Accu Pulsieren auflädt. Das mag das BMS überhaupt nicht.

Daher würd ich per Diode die USV Aufladung sperren. Aber hinter der Diode würde ein Richtiges Ladegerät hängen.

Das Relais würde aber der USV dann keine Spannung liefern (Wenn Netz da ist).
USV würde denken es gibt keine Batterie.
Und Schaltet das Relais denn schnell genug bei Stromausfall?
Per Diode würde halt immer Strom da sein.

 

[Sephe]

Würde ich nicht machen mit der Diode. Die bringt einen Spannungsabfall von round about 0,7V und erzeugt dann ordentlich Verlustleistung.

Ein Relais dort einzubauen, was den LiFePo abklemmt ist auch mist -> Dauert beim Stromausfall zu lange zum Umschalten.

Ich würde die APC auseinander nehmen, und schauen ob du dort die Ladefunktion hardwaremäßig abschalten kannst.

(Die Ladespannung wird ja irgendwo auf den Batteriestecker aufgelegt -> Dort die Verbindung trennen. -> USV denkt, sie würde aufladen, es liegt aber keine APC-Seitige Ladespannung am Stecker an)

 

[ghecko]

Und Lifepo mit 1 Ampere aufladen ist auch nicht gut für die Zelle, da sollten schon Minimum 10 Ampere anliegen.

Warum soll das nicht gut sein? Ganz im Gegenteil, schnelles auf und entladen schadet der Zelle.
Auch verstehe ich dein Problem mit der Ladeleistung nicht. Die USV soll ja nicht Stundenlang einen Stromausfall überbrücken und dann in 2h wieder vollgeladen sein für den nächsten Stromausfall.

Das mit deiner Diodenschaltung ist auch sinnlos, die sperrt ja in dem Sinne nichts sondern setzt die USV immer der Batterie/Ladespannung aus und verfälscht obendrein den Ladezustand der Batterie. Oder geht es nur darum, dass die Grenzspannung für das zusätzliche Ladegerät erreicht wird?

Ich versteh halt nicht warum du den Akku unbedingt schnell laden willst.

 

[isyyy]

Warum soll das nicht gut sein? Ganz im Gegenteil, schnelles auf und entladen schadet der Zelle.

Auch verstehe ich dein Problem mit der Ladeleistung nicht. Die USV soll ja nicht Stundenlang einen Stromausfall überbrücken und dann in 2h wieder vollgeladen sein für den nächsten Stromausfall.

Das mit deiner Diodenschaltung ist auch sinnlos, die sperrt ja in dem Sinne nichts.

Die lade Eigenschaft der USV ist nicht dafür geeignet eine lifepo zu laden.
Eine lifepo braucht CC also konstante lade Spannung mit konstanter stromstärke.

Ich hab aber festgestellt das die USV eine Pulsierende auflade Spannung benutzt.
Das schadet der BMS. Und laut lifepo experten soll man die 100AH Zellen nicht mit 1A laden.

Wieso soll die Diode nicht sperren?
Eine Diode lässt den Strom nur in eine Richtung laufen.
Heißt wenn der Accu 10.4 Volt hat und die USV aber mit über 10.4 Volt aufladen möchte
Sperrt doch die Diode in Sperrichtung? Oder sehe ich das falsch?

An der USV werden 200TB Festplatten hängen. Ich möchte auf keinen fall das diese herunter fahren.

Also sagen wir es gab einen Stromausfall. Der Accu fällt auf 11 Volt.
Der Strom kommt wieder.
Jetzt Schaltet sich das Externe Netzteil ein und Lädt den Akku wieder voll.
Wichtig hierbei fließt kein Strom mehr an die USV weil die jetzt am Stromnetz hängt.
Jetzt Versucht aber die USV den Accu wieder voll zu bekommen.
Das soll sie aber nicht weil die lade Eigenschaft von dieser dafür nicht geeignet ist.
die Stromspannung steigt weil das Externe Netzteil den Akku lädt.
Dier USV denkt alles ist ok aber lädt den Akku nicht weil die Diode den Stromfluss von USV zum Akku sperrt

 

[ghecko]

Ich habs oben editiert.

Eine lifepo braucht CC also konstante lade Spannung

CC = Constand Current. Also konstanter Ladestrom bis zur Grenzspannung. Dann sollte der Strom runter geregelt werden, um die Spannung zu halten. Das Pulsieren ist natürlich nervig, aber nicht unbedingt schädlich für Akku und BMS. Insgesamt ist das ganze Konzept nicht Ideal, aber die Ladeart von Lipo und AGM ist grundsätzlich sehr ähnlich. Nur unterscheiden sich eben Maximalspannung und Entladeschlussspannung.

Heißt wenn der Accu 10.4 Volt hat und die USV aber mit über 10.4 Volt aufladen möchte
Sperrt doch die Diode in Sperrichtung?

In dem Fall dann schon, ich dachte es ginge darum, die USV vom Ladeprozess mit dem externen Gerät zu trennen. Aber die USV sieht dann immer eine 0,5-1,2V niedrigere Batteriespannung, die über die Diode abfällt. Je nachdem was für eine Diode es ist. Das bedeutet auch, die Diode wird sehr Warm im USV-Betrieb.

Das soll sie aber nicht weil die lade Eigenschaft von dieser dafür nicht geeignet ist.

Und das externe Ladegerät läd erst ab 10,4V? Das bedeutet, wenn der Stromausfall nicht lange genug war, wird er Akku nicht geladen. Und beim nächsten Spannungsausfall hat man dann nicht mehr genug Kapazität.

 

[coxon]

An der USV werden 200TB Festplatten hängen.

Spätestens hier würde ich nix mehr basteln.

 

[Ranayna]

Du wirst vorallem ein anderes Problem bekommen, von der Ladeproblematik mal ganz abgesehen.

Solche kleinen pisseligen Desktop USVs sind in ihrer Elektronik ziemlich auf Kante genaeht. Die ist darauf ausgelegt nur relativ kurz Strom von Batterie Strom liefern zu muessen.
Mit deinem Akkupack wird dir mit hoher Wahrscheinlichkeit die USV hopps gehen bevor der Akku leer ist.

 

[isyyy]

Spätestens hier würde ich nix mehr basteln.

Wieso eine Teure 1400 Euro Anlage kaufen wenn man es selber machen kann.

Ergänzung (4. Oktober 2021)

Du wirst vorallem ein anderes Problem bekommen, von der Ladeproblematik mal ganz abgesehen.

Solche kleinen pisseligen Desktop USVs sind in ihrer Elektronik ziemlich auf Kante genaeht. Die ist darauf ausgelegt nur relativ kurz Strom von Batterie Strom liefern zu muessen.
Mit deinem Akkupack wird dir mit hoher Wahrscheinlichkeit die USV hopps gehen bevor der Akku leer ist.

Das hab ich schon getestet die USV lief 10 Stunden ohne Probleme.
Ich mein was ist da groß verbaut ein Riesen Trafo und ein wenig schaltung.

 

[spcqike]

Die lade Eigenschaft der USV ist nicht dafür geeignet eine lifepo zu laden.
Eine lifepo braucht CC also konstante lade Spannung mit konstanter stromstärke.
...

https://www.researchgate.net/public...t-constant-voltage-CC-CV-charging-profile.png

CC heißt konstanter Strom, die Spannung steigt stetig an, bis zur Maximalspannung, wo der Strom fällt, bis zu einem Grenzstrom, ab dem die Zelle/Batterie als "vollgeladen" gilt.

die Diode reduziert die Spannung auf der USV Seite um 0,7V. die USB fährt also früher runter als nötig. und die Diode verbraucht bei 100W ca. 5W Verlust zusätzlich.

Wieso eine Teure 1400 Euro Anlage kaufen wenn man es selber machen kann.

Weil 1.400€ USVs nicht ohne Grund 1.400€ kosten. Sonst würden sie 200€ kosten wie die kleinen 0-8-15 Consumer Modelle.

Eine Frage, die ich bei solchen Bastelprojekten im Kopf habe: Wer zahlt, wenn was passiert? Zahlt die Versicherung einen Brand durch defekte DIY Geräte? bei einem 5V Arduino mag das eine Sache sein (geringes Risiko), bei ner überlasteten USV, die definitiv nicht für 12h+ ausgelegt ist (Kühlung der internen Teile), und einem selbst gebauten Akku ist das aber was anderes.

Wenn die 200TB Daten so wichtig sind, dass sie nicht ausfallen dürfen, sollte die USV, genauso wie der Server/NAS/Raid etc. von einem Systemhaus betreut werden.

Schon witzig. mindestens 4.000€ für Festplatten ausgeben (ohne Gehäuse) und dann an der Stromversorgung sparen

 

[isyyy]

https://www.researchgate.net/public...t-constant-voltage-CC-CV-charging-profile.png

CC heißt konstanter Strom, die Spannung steigt stetig an, bis zur Maximalspannung, wo der Strom fällt, bis zu einem Grenzstrom, ab dem die Zelle/Batterie als "vollgeladen" gilt.

die Diode reduziert die Spannung auf der USV Seite um 0,7V. die USB fährt also früher runter als nötig. und die Diode verbraucht bei 100W ca. 5W Verlust zusätzlich.

Ok heißt wenn der Akku 13,6 Volt hat und die Diode alleine 0,7 Volt Spannungsabfall hat kommen hinten nur noch 13 Volt raus.

Die 5 Watt sind verkraftbar. Die 0,6 Volt sind auch nicht so schlimm.
Lifepo arbeitet im Bereich zwischen 2,6 - 3,3 Volt.

Ist das jetzt in der Theorie umsetzbar ?

 

[0x7c9aa894]

Naja die einfache Variante wäre den gleichen Akku Typ wie das USV zu verwenden und eine lange Ladazeit zu akzeptieren.

 

[AGB-Leser]

Ganz ehrlich? Kauf dir, da du schon Akkus hast, eine anständige usv. Die gibs, mit kaputten Akkus, für kleines Geld. So wie die Diode da hängt, sperrt die nämlich den Strom, wenn die USV zum Einsatz kommt ...

Bei deinem NAS würde ich, wie erwähnt, nicht so ein Bastelkram machen. Wenn du verstehen willst, wie das geht, okay. Aber nicht für den Produktiveinsatz

Ergänzung (4. Oktober 2021)

Ach, sehe grade. Umgedreht. Na, im besten Falle wirft deine USV durch das externe Ladegerät einen Fehler und schaltet sich einfach ab

 

[ghecko]

So wie die Diode da hängt, sperrt die nämlich den Strom, wenn die USV zum Einsatz kommt ...

Das tut sie tatsächlich nicht. Sie sperrt nur die Ladung über die USV. Ich hatte am Anfang nur die falsche Auffassung darüber, was der TE damit bezweckt.

 

[isyyy]

Ganz ehrlich? Kauf dir, da du schon Akkus hast, eine anständige usv. Die gibs, mit kaputten Akkus, für kleines Geld. So wie die Diode da hängt, sperrt die nämlich den Strom, wenn die USV zum Einsatz kommt ...

Bei deinem NAS würde ich, wie erwähnt, nicht so ein Bastelkram machen. Wenn du verstehen willst, wie das geht, okay. Aber nicht für den Produktiveinsatz

Ergänzung (4. Oktober 2021)

Ach, sehe grade. Umgedreht. Na, im besten Falle wirft deine USV durch das externe Ladegerät einen Fehler und schaltet sich einfach ab

Der USV ist es egal ob die Batterie (Defekt) ist ^^.
Die versucht zu schalten ob geht oder nicht.

Hast du vllt einen Link zu einer gescheiten USV?
Ich dachte APC wäre etwas gescheites. Das Teil kostet doch nicht umsonst 110 taken.

 

[drago1401]

und warum keine Online USV ?
für viele Computer/Server sind wenige Sekunden ohne Strom tödlich, oder Überspannung.

Eaton - und wieviele kVA sagt dir die Regierung, die die Hand auf der Kohle hat.

 

[Ranayna]

Und wieviel Last hattest du die 10 Stunden anliegen? Wie warm ist der Kram geworden?
"Ein wenig Schaltung" ist gut Diese Aussage zeigt eine gewisse Naivitaet, denn immerhin haengt an diesem bisschen Schaltung nicht nur dein NAS mit den wichtigen Daten, sondern im Endeffekt auch im schlimmsten Fall dein Leben.
Das so lange, voellig ausserhalb der Spezifikation zu betreiben ist gelinde gesagt, fahrlaessig, wenn nicht sogar grob fahrlaessig. Kommt das in Brand, und schaut der Versicherungsgutachter genauer hin, zahlt die dir erstmal garnichts mehr.

Um dir eine vernuenftige USV zu empfehlen fehlen Infos. Vorallem wieviel Last da dran haengen soll, und welche Laufzeit du brauchst. Sei aber gleich gesagt, mit 110 Euro kommst du da nicht weit.
Und meine persoenliche Meinung zu APC? Schrott, auch bei den grossen Rackmount USVen. In der Firma hatten wir mehr Ausfaelle durch kaputte USVen als Stromausfaelle.

 

[0x7c9aa894]

Das Problem sind z.B. ganz kurze Stromausfälle von <1s kann Du das Relais so schnell schalten?
Was ist bei einem Brown-Out also wenn die Spannung so ca. 180V ist? Läd das Ladegrät noch, oder nicht?
Edit: Oder bei Überspannung, da läd das Ladegerät auf jeden Fall und der Strom fließt in die USV.

Sehr gute USVs baut Eaton, die lassen es sich aber auch bezahlen. https://www.eaton.com
Edit: Es gibt auch erweiterbare USVs ...

 

[isyyy]

Das Problem sind z.B. ganz kurze Stromausfälle von <1s kann Du das Relais so schnell schalten?
Was ist bei einem Brown-Out also wenn die Spannung so ca. 180V ist? Läd das Ladegrät noch, oder nicht?
Edit: Oder bei Überspannung, da läd das Ladegerät auf jeden Fall und der Strom fließt in die USV.

Sehr gute USVs baut Eaton, die lassen es sich aber auch bezahlen. https://www.eaton.com
Edit: Es gibt auch erweiterbare USVs ...

Der BMS am Akku schaltet bei 13,8 Volt ab.
Also es hängen 26 Festplatten und ein Rechner an einem 1000 Watt Platinum Corsair netzteil.
Das alles zieht gemessen 160 Watt.

Die USV wurde 10 Stunden an einem 3D Drucker bei 130 Watt last getestet.
Einfach nur die Druckbrett Beheizung eingeschaltet.

Sie wurde handwarm ca 45 Grad.

Wie wäre es damit: Eaton Ellipse PRO 650 DIN - Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) 650 VA mit Überspannungsschutz (4 Schuko Ausgänge) und Spannungsregelung (AVR)

Ergänzung (4. Oktober 2021)

Hier das Innenleben vom APC sieht jetzt nicht nach ramsch aus.