eBike-Akku-Ladebegrenzer

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Dieses Tasmota-Script schaltet das E-Bike-Ladegerät ab, sobald seine Leistung deutlich unter die vorher gemessene Spitzenleistung fällt. Es ist für Tasmota-Steckdosen mit Leistungsmessung gedacht.

Inspiration und Tasmota-Image

• Hintergrund: „E-Bike-Akku: Warum er altert und wie du die Lebensdauer verdoppelst“ von Olaf
• Verwendetes Image von Ottelo: tasmota1m_energy_ottelo_tas.bin.gz

Wichtig

Das Script kennt nicht den wirklichen Ladestand des Akkus. Es sieht nur, wie viel Leistung das Ladegerät aus der Steckdose zieht. Der Verlauf kann je nach Akku, Ladegerät, BMS, Temperatur und Alter unterschiedlich sein. Deshalb bedeutet ein bestimmter cut_factor nicht automatisch einen bestimmten Ladestand.

cut_factor=0.82 ist nur ein Startwert und muss selbst ausprobiert werden:

• höherer Wert: schaltet früher ab
• niedrigerer Wert: schaltet später ab

Haftungsausschluss

Die Nutzung erfolgt auf eigene Gefahr. Das Script ersetzt weder das BMS noch ein geeignetes Original-Ladegerät. Eine einwandfreie oder genaue Funktion kann nicht garantiert werden. Für Schäden an Akku, Ladegerät, Steckdose oder anderen Geräten sowie für Brand- und Folgeschäden wird keine Haftung übernommen, soweit dies gesetzlich zulässig ist.

Vor allem beim Testen den Ladevorgang bitte beobachten. Nur eine geeignete und möglichst kalibrierte Messsteckdose verwenden. Die Sicherheits- und Ladehinweise des Herstellers haben immer Vorrang.

Voraussetzungen

• Tasmota-Steckdose mit Relais und Leistungsmessung
• Tasmota-Image mit Script- und Energy-Unterstützung
• möglichst kalibrierte Leistungsmessung

Getestet wurde das oben verlinkte 1-MB-Image von Ottelo.

So funktioniert es

Nach einer kurzen Wartezeit erkennt das Script den Ladebeginn ab 15 W. Die Suche nach der Spitzenleistung beginnt nach den ersten 5 Wh. Ein späterer höherer Wert wird weiterhin übernommen. Aus der höchsten Leistung p_max wird die Abschaltschwelle p_lim berechnet:

p_lim = p_max * cut_factor

Nach mindestens 20 Wh aufgenommener Netzenergie wird die Abschaltung scharf. Bleibt die Leistung dann ungefähr 15 Sekunden ohne Unterbrechung kleiner oder gleich p_lim, schaltet das Relais aus.

Außerdem wird abgeschaltet, wenn:

• das Sicherheitslimit wh_lim überschritten wird
• die Leistung mindestens fünf Sekunden unter 2 W liegt
• Tasmota während eines gespeicherten Ladevorgangs neu startet

Sicherheitslimit wh_lim

wh_lim ist die maximale Netzenergie für einen Ladevorgang. Als einfache Vorgabe wird die Akku-Nennkapazität durch 1000 geteilt:

500 Wh  -> wh_lim=0.50
625 Wh  -> wh_lim=0.625
750 Wh  -> wh_lim=0.75

Das Limit ist nur eine Notbremse, falls die normale Abschaltung über cut_factor nicht greift. Die Steckdose misst die Energie vor dem Ladegerät. Wegen der Ladeverluste kommt etwas weniger davon im Akku an. Einen bestimmten Ladestand gibt wh_lim daher nicht vor.

Absicherung bei Neustarts

Der Ladezustand des Scripts wird beim Starten und Abschalten mit svars gespeichert. Erkennt das Script nach einem Neustart einen vorher laufenden Ladevorgang, schaltet es das Relais aus.

Zusätzlich einmalig in der Tasmota-Konsole eingeben:

PowerOnState 0

Damit bleibt das Relais nach einem echten Stromausfall aus. Bei einem normalen Tasmota-Neustart greift der Script-Failsafe.

Script v1.44

>D
; v1.44
; Intelligente E-Bike-Ladebegrenzung nach dem relativen Peak-Verfahren
; Leistung geglaettet ueber einen 8-Sekunden-Mittelwert
;
; cut_factor = Abschaltschwelle relativ zum Peak
; wh_lim     = Sicherheitslimit in kWh
; peak_start = Peak-Erfassung beginnt nach x kWh
; arm_wh     = Abschaltlogik wird erst nach x kWh scharf
; confirm    = Sekunden unter der Schwelle bis Abschaltung
;
; Einmalig in der Tasmota-Konsole ausfuehren:
; PowerOnState 0
;
; === PARAMETER (Hier anpassen) ===
cut_factor=0.82
wh_lim=0.50
;
; === INTERNE VARIABLEN ===
start_w=15
peak_start=0.005
arm_wh=0.02
confirm=15
boot=15
p=0
M:p_f=0 8
wh=0
p:aktiv=0
bootcnt=0
p_max=0
p_lim=0
timer=0
wh_start=0
wh_load=0
wh_disp=0
low_timer=0

>S
; Leistung ueber die letzten 8 Sekunden mitteln
p_f=enrg[7]
p=p_f
wh=enrg[0]

; Reboot-Failsafe
if (bootcnt==0) {
if (aktiv==1) {
=>Power1 0
aktiv=0
timer=0
p_max=0
p_lim=0
low_timer=0
svars
}
}

; Bootverzoegerung
if (bootcnt<=boot) {
bootcnt+=1
}

; Ladebeginn erst NACH der Bootzeit
if (bootcnt>boot) {
if (aktiv==0) {
if (p>=start_w) {
aktiv=1
wh_start=wh
p_max=0
p_lim=0
timer=0
low_timer=0
svars
}
}
}

; Laden aktiv
if (aktiv==1) {
wh_load=wh-wh_start
wh_disp=wh_load*1000

; Peak-Erfassung ab peak_start, danach offenes Ende
if (wh_load>peak_start) {
if (p>p_max) {
p_max=p
}
}

p_lim=p_max*cut_factor

; Wh-Sicherheitslimit
if (wh_load>wh_lim) {
=>Power1 0
aktiv=0
timer=0
p_max=0
p_lim=0
low_timer=0
svars
break
}

; Abschalttimer
if (wh_load>=arm_wh) {
if (p<=p_lim) {
timer+=1
} else {
timer=0
}
}

; Ladeende beziehungsweise Leistungsabfall auf nahezu null
if (p<2) {
low_timer+=1
} else {
low_timer=0
}

if (low_timer>=5) {
=>Power1 0
aktiv=0
timer=0
p_max=0
p_lim=0
low_timer=0
svars
break
}

; Relative Peak-Abschaltung
if (timer>=confirm) {
=>Power1 0
aktiv=0
timer=0
p_max=0
p_lim=0
low_timer=0
svars
}
}

>W
Leistung (8s Mittel){m}%2p% W
Spitzenleistung{m}%2p_max% W
Abschaltleistung{m}%2p_lim% W
Geladen{m}%2wh_disp% Wh
Nachlaufzeit{m}%0timer% / %0confirm%
Ladestatus{m}%0aktiv%
#

Kalibrierung

Einfach mit cut_factor=0.82 starten und nach der automatischen Abschaltung den Ladestand am Fahrrad oder Akku prüfen:

• Ladestand zu hoch: cut_factor etwas erhöhen
• Ladestand zu niedrig: cut_factor etwas verringern

In kleinen Schritten ändern und erneut testen. p_max und p_lim sind nur während des Ladens sichtbar und werden beim Abschalten zurückgesetzt. Für die normale Einstellung werden diese Werte nicht benötigt. Ein genaues Ziel wie 80 % kann das Script nicht garantieren.

Rückmeldungen mit Akku, Ladegerät, Spitzenleistung, verwendetem Faktor und erreichtem Ladestand sind willkommen.