neulich traf ich meine Nachbarin, und die jammerte rum, daß die Akkus von "Tante Paula" schon wieder im Eimer seien. Na gut, habe ich mich erst einmal schlau gemacht: Tante Paula hat einen 500-W-Motor und fährt mit Bleiakkus, die älteren Modelle 24 V/10 Ah, die neueren 36 V/10 Ah bzw. der "Langreichweitenakku" 36 V/15 Ah. Daß die "schon wieder kaputt" sind, ist so verwunderlich nicht: Da die Akkus jeweils ziemlich weit entladen wurden, haben die schon nach ca. 200 Zyklen (etwa ein Jahr Fahrbetrieb, paßt zum Nutzungsprofil) erhebliche Kapazitätsverluste, und wenn ich der Nachbarin klarmache, daß man zwecks höherer Zyklenzahl (500-1000) die höchstens zur Hälfte leerfahren darf, dann machst sie ein ganz längliches Gesicht, denn die
20-30 km Auslegungsreichweite sind schon verflixt knapp.
So extrem teuer sind die Akkus auch gar nicht: Ca. 350 E/kWh (was dann allerdings bei der niedrigen Zyklenzahl auf jede Kilowattstunde noch einen satten Euro Batteriekosten draufschlägt, während eine Sprit-Kilowattstunde nur 60-70 ct kostet).
Trotzdem: Was wären die Alternativen, bzw., wo kriegt man kleine Traktionsbatterien (12-V-Blöcke) mit einem günstigen Preis-Leistungsverhältnis her? Was nimmt man überhaupt: Blei-Gel, AGM oder offene und dadurch wartbare Systeme? Was sind die qualitativ hochwertigen Marken mit hoher Lebenserwartung? (Ich tendiere im Prinzip dazu, sehr viele kleine Einzelzellen zu nehmen, die man bei Defekt einzeln austauschen kann, aber wo kriegt man die her?)
Eine höhere Reichweite wäre durchaus erstrebenswert, und andere Systeme (z. B. NiMH) haben auch eine wesentlich günstigere gravimetrische Enmergiedichte als Bleakkus, aber wie sieht das "eurometrisch" aus?
es gibt spezielle Akkus für Elektrische Fahrzeuge und Rollstühle. Die sollten es eine Weile überleben.
Ob das etwas bringt, wage ich mal zu bezweifeln, wenn ein Akku mit einem Zellenschluss die Spannung erstmal runterzieht, werden die Anderen auch ruck zuck tiefentladen. Gut, bei 36V ist der Effekt einer Zelle nicht mehr so extrem, aber das Prinzip bleibt letztlich. Außerdem ist bei baugleichen nicht zu erwarten, dass ein einzelner Akku deutlich länger oder kürzer lebt, als ein anderer, der die gleiche Historie hinter sich hat.
Schlecht, denn Ni* bei größerer Wh-Zahl in vernünftiger Zeit zu laden ist eine Kunst für sich, da die in Reihe geschalteten Zellen dann einzeln überwacht und geladen werden müssen. In jedem Fall ist eine komplett neue Ladeschaltung fällig. Zudem ist das Thema Kühlung bei größeren Blocks nicht ohne. Ohne aktive Kühlung ergibt sich eine sehr inhomogene Ladung, da die warmen Zellen bei Delta-U schneller abschalten und auch eine stark erhöhte Selbstentladung haben. Die Selbstentladung von NiMH ist sowieso ziemlich schlecht. Wenn man das mit 08/15 Consumerzellen macht, ist das Ding nach einer Woche nicht mehr fahrbereit, weil die hälfte der Zellen fast leer ist. Die Infinimum/Eneloop&Co-Technik bekommt man meines Wissens noch nicht in großen Kapazitäten. Dadurch ist ein Wechselakku der gemütlich mit I < C/10 geladen wird, auch keine Option. Schussendlich ist noch das Thema Entladeschlussspannung zu beachten. Ich weiß nicht wie tolerant der genannte Verbraucher da ist.
Also grundsätzlich ist es möglich, NiMH für Fahrzeuge zu verwenden, und ich glaube auch, dass wir in absehbarer Zeit öfter davon hören, aber es muss halt im Ganzen betrachtet und ausgelegt werden.
15Ah: gut. 36V: schlecht. Grundproblem ist ja, dass beim Entladen einzelne Zellen schon ~0V erreichen, während die anderen noch "Dampf" haben. In einer Reihenschaltung werden diese Zellen dann umgepolt, was relativ fix zu ihrer Zerstörung führt.
Es sollte reichen, 10% als Puffer drinzulassen. Also muss sich deine Nachbarin einfach mal abgewöhnen, ihr Töff "leerzuorgeln". Wenn die Entadekontrolle schon rot blinkt, heißt das nicht "hoffentlich schaff ich's noch bis nach Hause", sondern "absteigen, schieben!". Und wenn man das schieben vermeiden will, denkt man das nächste Mal gleich ans rechtzeitige Aufladen. Mögen Bleiakkus sowieso gern.
Schon mal die A123 ausprobiert. Ich hab' die bei mir in sämtliche Akkuschrauber, Staubsauger usw. verbaut. Bin echt begeistert. Wenn's sein muss, kann man die sogar in 15min aufladen. Als Ladegerät tut's jedes halbwegs brauchbare regelbare DC-Labornetzgerät. Einfach auf 3.6V/Zelle einstellen ferdich.
Naja, die "Originalausstattung" sollte natürlich auch aus "speziellen Akkus" bestehen und macht trotzdem ziemlich schnell schlapp. Was sind das denn für Batterien, diese Traktionsbatterien - Bauart etc.? Und was Rollstühle und Co. angeht: Alles, was von Krankenkassen subventioniert wird, ist maßlos überteuert und wahrscheinlich nicht zu zivilisierten Preisen zu kriegen. Ich bräuchte schon etwas konkretere Vorschläge.
Wie soll das gehen? Tatsächlich wird es wohl eher so sein, daß einige oder wenige defekte Zellen dem Verbraucher einen leeren Akku signalisieren, obwohl die meisten Zellen topfit sind.
Ich habe bei konfektionierten Batterien eher das Gegenteil erlebt: Nur einzelne Zellen defekt.
Ok, das ist ein vernünftiger Einwand. Aber mich hätten konkrete Preise und Typen interessiert.
Eine Gesamtkapazität < 1 kWh sind ja nun nicht gerade "größere Blöcke", und eine Schnelladung ist auch nicht unbedingt erforderlich.
Spielt keine Rolle: Muß beim gegebenen Einsatzprofil sowieso täglich ans Netz. (Blöderweise kann man die NiXX-Dinger nicht wie Bleiakkus parallel an Erhaltungsladung hängen, weil wegen der Delta-U-Characteristik eine einzelne Zelle plötzlich "thermisch durchgehen" kann, d. h. ihre Spannung sinkt zufällig etwas, und dann wird sie vom vereinten Entladestrom der "Kollegen" ermordet.)
Diese Eneloops kosten etwas dreimal soviel wie Blei (ca. 1 EUR/Wh). Das ist dann doch ein bißchen heftig, selbst, wenn man die höhere Zyklenzahl berücksichtigt.
Die Frage ist eher, wie rücksichtsvoll der ist. Aber das ließe sich wohl schon machen, daß bei Unterschreitung einer Mindestspannung einfach Schluß ist, also ein "harter" Lastabwurf, der nur manuell zurückgesetzt werden kann.
Mich interessiert natürlich, was ich *jetzt* im Laden in Einzelverbrauchsmengen kriege. Durchaus eine Alternative wären "Billigbatterien", z. B. . Der kostet ca. 175 EUR/kWh gegenüber dem Original mit ca. 350 EUR/kWh und kann wohl auch nicht signifikant schneller kaputtgehen, Rasenmäherbatterien liegen in der gleichen Preislage und dürften wohl geeignet sein, sind aber von den Abmessungen her etwas groß. Starterbatterien (Autobatterien) habe ich auch schon deutlich unter
Kann man die parallel schlaten? Weil man muss ja auf die mindestens 10Ah kommen. Oder muss man noch einen Schaltwandler einplanen um von 1kV auf die geforderten 32V runterzuregeln:-)?
Da liegt aber NiMh noch einiges günstiger. Aber auch da: Kann man die parallel schalten? Ich denke eher nicht so ohne weiteres.
wenn sie 24 V 10 Ah hat, dann sollte sie künftig besser 36 V 15 Ah haben, aber das geht nur wenn das Ladegerät umschaltbar für 24 und 36 V ist und die Fahrzeugelektronik beides kann. Aber welche Spannung auch immer, sie braucht deutlich mehr Kapazität damit sie genügend Reichweite hat und die Akkus nicht so weit leer fährt. Wenn sie die nur bis etwa 50 % entleert sind deutlich mehr als
200 Zyklen möglich und man kann die Akkus auch noch nutzen wenn sie nur noch weniger als 70 % der Nennkapazität haben. Aber der grössere Akkusatz mit mehr Kapazität und deutlich mehr Gewicht muß halt mechanisch in "Tante Paula" reinpassen und das Gesamtgewicht einschliesslich Fahrerin darf nicht zu groß werden.
Irgendwelche Akkus vorzuschlagen die mechanisch eh nicht reinpassen hat keinen Sinn, besonders billige Akkus zu kaufen die bei dieser Anwendung nicht sehr lange halten auch nicht.
Die Lösung kann nur mehr Kapazität sein, gleichzeitig muss diese natürlich auch in "Tante Paula" platz haben und auch das zusätzliche Gewicht vertragen.
Dass die Akkus ganz leer gefahren werden kann man mit einem Schaltung verhindern. Einfachere verhindern einfach dass die Spannung unter eine bestimmte Schwelle sinkt, aufwendigere und teurere Batteriecomputer regelnd as über die Restkapazität.
350 E/kWh sind nicht wirklich billig. Das liegt aber wohl an der kleinen Bauform. Ich habe die 20 kWh für mein Wohnmobil für knapp 100 ¤/kWh gekauft.
Müssen es unbedingt kleine Blöcke sein? Wieviele sind den parallel geschaltet?
Im Elektrofahrzeugbereich werden überwiegend die obigen Varianten verwendet.
Offene System werden viel bei Gabelstablern verwendet. Der Nachteil ist aber dass sie ein sehr hohes Gewicht pro kWh haben.
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Eurometrisch eher schlecht. Hinzu kommt noch teuere Ladetechnik mit Einzelzellenüberwachung.
Was die Lebensdauer auch verlängern könnte ist eine richtige Ladetechnik. Oft sind die Ladegeräte nocht optimal. Bei 24 V Systemen kann auch sowas wie der PowerCheq helfen die beiden in Serie geschalteten Batterien auf gleiche Spannung zu halten.
viel besser wäre eine brauchbare Anzeige der Restkapazität und ein vernünftiger Benutzer der damit seine Fahrten so plant und durchführt das er spätestens bei 25 % Restkapazität wieder bei einem Ladegerät ist, meistens sogar bei 50 %.
Theoretisch hast Du recht, aber in der Praxis interessiert das wohl die meisten Nutzer nicht. Deshalb ist meiner Meinung nach eine Lösung die die Batterie schützt eine erste Grundvoraussetzung. Dass so ein Batteriecomputer gleichzeitig die entsprechende Restkapazität anzeigt und so nach etwas Erfahrung auch erlaubt die Restreichweite einzuschätzen, ist ein positiver Nebeneffekt.
Naja, in jedem Elektrostapler sind die auch drin und davon gibt es vmtl. mehr.
In dem Moment sind sie bereits todgeweiht. Denn sobald eine Zelle den Laststrom nicht mehr bringt, warum auch immer, sinkt die Gesamtspannung um 2V ab und die Zelle wird umgepolt. Dieser positive Rückkopplungseffekt sorgt dafür, dass es immer sehr schnell nach einer defekten Zelle aussieht. Aber letztlich war es nur das schwächste Glied der Kette. Ein minimaler Unterschied reicht. Bei größeren Reihenschaltungen
s.o. Einer stirbt immer zuerst, nur wenn man daraus schließt, dass die anderen Zellen noch wie neu sind, ist rein spekulativ.
Doch, sonst wird das nichts mit 200 Zyklen pro Jahr. Langsamladung bei NiMH heißt 14-24h für eine Ladung.
Delta-U im Parallel/Seriell-Verbund geht sowieso nicht. Seriell geht noch mit speziellen Bypass-Schaltungen für Balancing.
Genau deswegen fährt jeder E-Stapler noch mit Blei.
Das löst das Problem einzelner leere Zellen bei 30 Stück in Reiche auch nicht. Umgekehrt wiederum kann man NiMH problemlos auf 1V/Zelle und weniger runterziehen, solange man sie nur nicht umpolt. Es darf sich nur der Lader nicht erschrecken, wenn es bei 0,8V los geht und Ri recht hoch ist. Konsumergeräte schalten da meistens gleich ab.
Und die sind denkbar ungeeignet, weil in diesem Zusammenhang von kurzer Lebenserwartung.
Ich kann Tante Paula nicht empfehlen, will ihr aber auch nichts Schlechtes nachsagen. Das Konzept ist: Nachts wird Ferdinand in den Stall gesperrt und die Tasche mit den Akkus aus dem Fach im Rahmen rausgenommen und in die Wohnung ans Ladegerät getragen. Und damit das mit zarten Damen kompatibel ist, wiegt die Akkutasche für 15 Ah knapp
13 kg und hat die Abmessungen L = 32 cm, B = 16 cm, H = 11 cm. Und mehr Platz ist wohl nicht. (Das Ding kostet beim Hersteller 220 Eurupien und ist hier und da etwas billiger.)
So sieht die Schrottkis^W^W das revolutionäre Elektromobilitätskonzept aus: . Abmessungen: Länge: 138 cm, Breite: 53 cm, Höhe: 129 cm (ausgeklappt), Gewicht 28 kg (ohne Batterien) - zulässiges Gesamtgewicht 140 kg, d. h. mit Akkupack 41 kg macht 99 kg Zuladung - mit noch einem 13-kg-Akku wird's mit der Zuladung von 85 kg dann etwas knapp, obwohl die holde Weiblichkeit diesbezüglich im Vorteil ist, da geht dann tatsächlich noch Fahrerin (ich habe sie nicht gewogen, schätze sie aber auf nicht wesentlich mehr als 60 kg) mit Wetterschutzkleidung und Einkaufstasche. Akkuwechsel: .
Die Situation bei meiner Nachbarin ist in etwa die, daß die theoretische Reichweite ca. 30 km beträgt und der Arbeitsplatz in ca.
10 km Entfernung liegt, und das sauteure schwere Ladegerät ist nicht doppelt (also auch am Arbeitsplatz) vorhanden. Folglich macht der Akku auf dem Heimweg gelegentlich schlapp (denn der speist auch die Beleuchtung), und dann fährt Tante Paula Straßenbahn. Die Empfehlung bzw. das Erzwingen einer akkuschonenden Entladung ist unter diesen Umständen nur ein frommer Wunsch.
Die naheliegende und wahrscheinlich auch einzige Lösung ist natürlich, die verfügbare Kapazität der erforderlichen Fahrleistung anzupassen, also entweder die Kapazität zu erweitern (wohin mit noch mehr Blei?) oder Mitführen eines Ladegeräts. Das sauteure Original 1,5 A zu 99 E bzw. das Schnelladegerät 3 A zu 139 E braucht man natürlich nicht, die relativ simple Lösung würde darin bestehen, die drei 12-V-Blöcke in der Tasche auseinanderzurupfen und parallel an einem simplen
12-V-Ladegerät*) aufzuladen und im Gebrauch wieder in Reihe zu schalten. Und das könnte ich leicht improvisieren: Jeder Einzelakku bekommt eine Steckbuchse (Weibchen), in das Fahrzeug kommt eine Steckerleiste (Männchen), die die Akkus in Reihe schaltet, und am Ladegerät wird auch eine Steckerleiste in Parallelschaltung angeschlossen. Sollte idiotansicher sein, simple Anweisung: Zieh die Buchsen am Fahrzeug ab, nimm die Akkus raus, bring sie zum Ladegerät und stöpsel sie dort an, hinterher umgekehrt. (Ich seh schon: Man sollte einen Schaltkontakt vorsehen, der dafür sorgt, daß nur dann geladen wird, wenn auch alle drei angeschlossen sind.)
*) Ladegerät spottbillig: Neulich gab's mal wieder bei Lidl "Batteriepflegegeräte" 0,6 A umschaltbar für 2/6/12 V für 7,99. Da ist vermutlich einfach ein Festspannungsregler drin, der über umschaltbare Teilerwiderstände am Ausgang eine Festspannung rausgibt und den Strom begrenzt. In der Stellung "12 V" hält der die Batterie auf 13,83 V. Ebenfalls bei Lidl gab's vor ein paar Jahren einen Spannungswandler Netz -> 13 V 5 A zum Betrieb von irgendwelcher Zigarettenanzünderzubehör (Babyflaschenwärmer usw.) am Netz für 15 E. Der begrenzt nicht-umschaltbar die Ausgangsspannung auf genau der gleichen Spannung - ganz wunderbares Ding, um Autobatterie über Zigarettenanzünder ziemlich schnell nachzuladen und fitzuhalten. Ich habe mir einfach einen Adapter, bestehend aus zwei Zigarettenanzündersteckern, gebastelt. Sicherung nicht nötig, ist im Auto eingebaut.
Und da hakt's. (Natürlich wären "bessere" (und teurere) Akkus mit höherer Zyklenzahl im Endeffekt vermutlich billiger.)
Nichts parallel, drei Akkus 12 V/15 Ah in Reihe.
Welche sind "besser"?
Die sind schwerer?
Preislisten konnte ich keine entdecken.
Tja...
Simple Konstantspannungsladung sollte es bei Bleibatterien tun.
Eigentlich eine gute Idee zum Selberbasteln: Alle Zellen beim Laden mit einer Art "Z-Diode" (bei Bleiakkus ca. 2,31 V) brücken und Ladestrom draufbrezeln. Drei SI-Dioden in Reihe plus ein Begrenzugswiderstand sollten es eigentlich tun. Bei 36 V hätte man 18 Zellen, erfordert nur einen 18-poligen Schalter bzw. ein paar Arbeitskontakte entsprechend vieler parallelgeschalteter Relais. Hm, dafür gibt es bestimmt auch "vollelektronische" Lösungen - vielleicht braucht man die Shunts auch gar nicht schalten: Als eigentlichen Shunt einen Bipolartransistor mit Kühlkörper, der der Ladestrom verträgt (wenn man 15 Ah mit 5 A lädt, muß der also ca. 12 W abführen können), und zwischen Kollektor und Basis eine rote Leuchtdiode, die anzeigt, daß die Zelle voll ist. (Wie hoch ist beim 2N3055 UBE bei Ic = 5 A und UCE = 2,4 V? Hm, der braucht dann fast 200 mA Basisstrom - da muß wohl noch ein Treibertransistor her, aber dann hat man wohl bei dem (keine Darlington-Schaltung, sondern Kollektor an Basis) ca. 650 mV betragen, da ist die Flußspannung der LED dann schon ein bißchen zu hoch. Dann nimmt man eben drei GE-Dioden oder sowas.)
mit einem Ladegerät mit 0,6 A Strom wäre ihr nicht geholfen, wenn das drei Akkus 12 V 15 Ah laden soll, dann braucht es dazu über 75 Stunden. Da würden ihr auch drei einzelne solche "Langsamladegeräte" nicht nützen. Es müsste schon eines mit mindestens 6 A sein damit sie in etwas weniger als 8 Stunden wieder laden kann. Wenn für die Rückfahrt auch etwas mehr als eine halbe Ladung reicht immer noch über 3 A Ladestrom. Aber etwas Reserve ist auch nötig, gegen Ende der Ladung fliesst nicht mehr der volle Strom.
Es gibt kein generelles besser. Es hängt zu vieles von den Betriebsbedingugnen ab. Für hohe Ströme ist AGM besser geeignet. AGM haben aber den Nachteil, dass sie unter Säureschichtung leiden können, was die Lebensdauer verkürzt.
Ja. Das sind in der Regel welche mit sogenannten Panzerplatten. Für eine längere Lebensdauer ist mehr Blei pro Wh enthalten um die Verluste der aktiven Masse auszugleichen.
Ich habe die Referenz nur gebracht damit Du die Möglichkeit hast die verschiedenen Bauarten zu sehen. Für Preise musst Du Dir ein Angebot machen lassen.
Das tut es für eine lange Lebensdauer eben nicht. Für verschlossene Batterien braucht man für eine optimale Lebensdauer ein Ladegerät mit temperaturkompensierter IUoU-Kennlinie, das einen Strom von mindestens
20-30 % der Ah liefert. Dies gilt insbesondere für Gel da hier intern ein etwas anderer chemischer Prozess abläuft. Für offene Batterien braucht man ein Ladegerät das gelegentlich eine Gasungsladung für den Ausgleich des Ladezustandes der Zellen, durchführt.
Gerade bei Bleibatterien ist das Ladegerät eine der wichtigsten Anschaffungen.
Schau Dich mal im ELWEB Batterei Forum um:
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Die Elektromobilfahrer haben tagtäglich mit ähnlichen Problemen zu kämpfen.
Vielleicht muss man aber einfach etwas mehr Geld ausgeben und zu einer Lithium-Lösung greifen. Da hat die erhöhte Kapazität auch Platz und der Akku ist auch leichter. Basis könnte ein Akku aus einem Elektroroller oder einem Elektrowerkzeug mit 36 V Lithium-Akku sein.
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Vermutlich reichen 2-3 der Akkus dazu die gleiche Reichweite wie mit dem alten Bleiakku zu erzielen. Wegen des Peukert-Effektes liefert ein Bleiakku bei einer Belastung mit 1C sowieso nur etwa 50 % der Energie. Und Blei darf auch nur zu etwa 80 % entladen werden.
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