NiMH & G├╝nstiger NiMH-Gro├čakkupack f├╝rT raktionsakku ?

Will einen Blei-Vlies-Traktionsakku-Set Gr├Â├čenordnung 0,25 .. 0,5 kWh durch leichteren NiMH Akkupack ersetzen wegen Gewicht,
Reichweite und Spannungsoptimierung. Heutige Consumer NiMH Mignon-Zellen (ggf. Mono-Zellen - aber wohl weniger Energiedichte und instabilere Packs bei R├╝tteln...) scheinen von der Energiedichte und Preis her am besten geeignet zu sein (Vgl. auch Toyota Prius). Ist das ok? Oder gibt es bessere Alternativen?
Geringf├╝gig leichtere LiPoly-Batterien scheinen >3x so teuer zu sein und empfindlicher / und fr├╝hzeitiger der Alterung ausgesetzt.
Also Plan: Gr├Â├čenordnung 200 x Mignon NiMH Akkus mit ~2500mA Kapazit├Ąt. Bei Erfolg nochmal 200 .. open-end. Die sollen dann nach echter Kapazit├Ąt sortiert werden und entsprechend ├Ąhnliche seriell geschalten und die Str├Ąnge dann parallel mit ├╝blichen Mignon-Haltern und Schaumstoff-/Kleberzeug zusammengel├Âtet und gebunden in die existierende Schnellwechesel-Akku-Tasche. Kann das (dauerhaft) gut gehen?
Hochstrom: Sind NiMH Akkus problemlos f├╝r 1C..2C Entladungsstromst├Ąrke geeignet?
Lebensdauer: was f├╝r eine Zyklenzahl und Lebensdauer ist realistisch mit gutem Lader erreichbar. Ist die Lebensdauer abh├Ąngig nur/haupts├Ąchlich von Zyklenzahl oder auch Alterung ohne Nutzung?
Memoryeffekt: Ein Traktionsakku wird oft nur teilentladen und soll dann bald wieder vollgeladen werden um Reichweite zur Verf├╝gung zu haben. Geht das wirklich ok mit NiMH?
( Hohe Selbstentladung des NiMH spielt keine Rolle. Eher ist das wohl bei AkkuPack-Schaltungen g├╝nstig f├╝r die automatische Balancierung leicht unterschiedlicher Zellen? )
Der (Schnellwechsel-)Akku wird zu 99% recht sicher zwischen 5┬░C und 30┬░C Au├čentemperatur betrieben, gelagert und geladen. Sollte ok sein?
Wo kriegt man in solchen Mengen Akkus am g├╝nstigsten (auch evtl. gewerblich/Gro├čhandelsposten) ?
Was ist z.B. zu diesen Posten im Vergleich zu sagen bzgl. Qualit├Ąt und tats├Ąchlich nutzbarer Kapazit├Ąt/Lebensdauer:
http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item 0113367943
http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item 0114008650
http://cgi.ebay.de/4-x-8000-mAh-Mono-NiMH-POWER-AKKUS-original-OEGE-ENERGY_W0QQitemZ140110629311QQihZ004QQcategoryZ84051QQssPageNameZWDVWQQrdZ1QQcmdZViewItem
http://www.pollin.de/shop/shop.php?cf Ůtail.php&pg=OA==&a=NTQzOTI3OTk=&w=Njk4OTc5&ts=0
Um den NiMH Akkupack auf Dauer unkompliziert und optimal laden zu k├Ânnen und es sind z.B. 26 Zellen (31.2V Normspannung) in Serie brauch ich vermutlich eine spezielle Ladeschaltung. Oder kennt jemand ein erschwingliches Fertigger├Ąt, das dies kann? Notfalls k├Ânnte der Akku auch zur Ladung in 24V+X o.├Ą. gesplittet werden.
Was muss man sonst noch beachten?
Gr├╝sse Robert
F'up de.sci.ing.elektrotechnik
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On Thu, 03 May 2007 14:44:40 +0200, robert

Hallo,
da w├╝rde ich lieber Zellen passender Kapazit├Ąt verwenden als viele Zellen parallel zu schalten. http://www.saft.fr/130-Catalogue/PDF/NHP_en.pdf Da geht dann auch noch 200 A ├╝ber 5 Minuten bei einem 34 Ah 12 V Block mit 408 Wh. Das sind Bl├Âcke f├╝r den Einsatz in Fahrzeugen.
Bye
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Uwe Hercksen wrote:

Eher f├╝r schwerere Fahrzeuge. Die Zellen sind auch viel zu schwer energiedichtem├Ą├čig - etwa mehr als doppelt so schwer wie ein Mignon-Zellenpack wenn ich mich nicht verrechnet habe!? - also gar kaum ein Vorteil mehr gegen├╝ber Blei-Vlies. Und von den Abmessungen her zu sperrig und ich brauch min. 24V. - also 2 St├╝ck. Brauch auch lediglich ~10A Dauerstrom, keine Peakstrome ├╝ber 40A. Schwer einen Distributor f├╝r kleine Mengen zu finden. Hab mal angefragt und dauert ... kennst Du etwa die Preis-Gr├Â├čen├Ârdnung? Vermute, dass ist Faktoren teuerer als ein Pack mit Standardzellen. Das Problem ist auch, dass ich die Spannung genauer brauch und ggf. noch anpassen muss, ca. 28V..36V.
Gr├╝sse Robert
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Uwe Hercksen wrote:

Eher f├╝r schwerere Fahrzeuge. Die Zellen sind auch viel zu schwer energiedichtem├Ą├čig - etwa mehr als doppelt so schwer wie ein Mignon-Zellenpack wenn ich mich nicht verrechnet habe!? - also gar kaum ein Vorteil mehr gegen├╝ber Blei-Vlies. Und von den Abmessungen her zu sperrig und ich brauch min. 24V. - also 2 St├╝ck. Brauch auch lediglich ~10A Dauerstrom, keine Peakstrome ├╝ber 40A. Schwer einen Distributor f├╝r kleine Mengen zu finden. Hab mal angefragt und dauert ... kennst Du etwa die Preis-Gr├Â├čen├Ârdnung? Vermute, dass ist Faktoren teuerer als ein Pack mit Standardzellen. Das Problem ist auch, dass ich die Spannung genauer brauch und ggf. noch anpassen muss, ca. 28V..34V.
Gr├╝sse Robert
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Hallo!

Naja, vielleicht wird im Profibereich nicht soviel gelogen...
Die Nominalkapazit├Ąt erreichen Consumerzellen ja meist nur im Einzelfall und auch nur, wenn der Entladestrom niedrig ist und die Sterne gut stehen.
Entladestr├Âme in der Gr├Â├čenordnung bis 2C sind i.A. bei besseren Zellen kein ernstes Problem. Allerdings ist die Kapazit├Ąt dann locker 30% geringer. Schau mal in die Datenbl├Ątter von Sanyo oder GP (Webseite ist M├╝ll), da steht so etwas drin.
Au├čerdem w├╝rde ich mir bei einem Packen von 200 St├╝ck ernste Sorgen um die K├╝hlung machen. Das sind bei 2C Entladestrom immerhin schon rund 100W Verlustleistung (ca. 15%). Noch problematischer ist die Sache beim Laden. Ohne Einzelzellenladung kann nur mit einem sehr geringen Ladestrom gearbeitet werden, sonst werden die schon vollen Zellen zu hei├č. Und Hitze m├Âgen NiMH mal ├╝berhaupt nicht. Das ist mit Abstand die sicherste Methode, sie kaputt zu bekommen. Insofern ist die Frage nach der Zyklenzahl und dem guten Lader Theorie. Ein guter NiMH-Lader macht Einzelzellenladung - inpraktikabel.

Da der Unterschied leerer-voller Akku etwa 1:1,5, g├╝nstigstenfalls 1,1:1,5 ist, wirst Du noch ein anderes, sehr ernstes Problem bekommen. Bei hohen Entladestr├Âmen ist ferner noch der Innenwiderstand zu ber├╝cksichtigen. (ca. 30mOhm bei einer guten, nicht neuen Mignon-Zelle)
Es hat schon Gr├╝nde, warum man f├╝r diesen Zweck Bleiakkus verwendet.
Die referenzierten Produkte sind durch die Bank Ramsch, die ich nicht einmal in meine Digicam stecken w├╝rde. Es spricht alles daf├╝r, dass das Wissen um die Akkutechnik noch verbesserungsf├Ąhig ist. Mit nur billig wird man nicht ans Ziel kommen, jedenfalls nicht besser als mit der trivialen L├Âsung: Akku ersatzlos entfernen. Das kostet gar nichts und funktioniert auch nicht.
Marcel
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Marcel M├╝ller wrote:

Die NiMH Energiedichte soll aber typischerweise min. x 2 h├Âher sein als bei Blei-Vlies. Das sollte sich irgendwo auch zeigen.

Dieser Abfall ist etwa erwartet. Das w├Ąre besser als bei Blei-Vlies laut den Kurven die ich gesehen hab.

Der Innerwiderstand scheint das m├Âglicherweise gr├Â├čte Problem der NiMH's zu sein. 0.035 Ohm * 26 / 4 = 0.2 Ohm . 10A..20A im Schub => 2..4V Spannungsabfall von 33V. Sollte powerm├Ą├čig noch im gr├╝nen Bereich sein.
Im Mittel 5A => 1V*32V = 32 Watt Verlust. Fahrtwind ist au├čen am Pack - kann im Prinzip mit L├Âchern auch etwas durch das Pack gelassen werden. Sollte auch kein Problem sein.
Aber sollte man mal genauer durchdenken mit konkreten heutigen Werten. Finde nur wenig Zahlen dazu im Netz.
Es gibt offensichtlich aber prinzipiell NiMH's die viel weniger Innenwiderstand als Bleiakkus haben. 4mOhm f├╝r einen 9.6V/3.5Ah Pack werden hier verk├╝ndet: http://www.conrad.de/script/gp_batteries_racing.sap
Wie machen die das - einfach mal bei prinzipiell gleicher Technologie 30x weniger Innenwiderstand?
Das NiMH-Ding hier arbeitet mit einer ├Ąhnlichenen Geometrie und Belastung wie ich vorhabe: http://cgi.ebay.de/Elektrobike-31-2V-Akku-15Ah-passend-fuer-KTM-Akkupack_W0QQitemZ270116013069QQihZ017QQcategoryZ74469QQrdZ1QQcmdZViewItem M├╝sste also im Prinzip gehen.

Ladezeit ist hier ziemlich unkritisch. Es reicht die Ladung ├╝ber Nacht mit 0.1C oder noch weniger. Langsame Ladung soll auch besser f├╝r die Lebensdauer und Kapazit├Ąt sein (sowie einfacheres Ger├Ąt, was weniger Energie verschwendet und Nachtstrom)

Das Problem sollte mit einer Sortierung der Akkus nach echter Kapazit├Ąt l├Âsbar sein. Werde die Temp.extreme der Zellen dann eine Zeit lang genau beobachten, Zellen lassen sich leicht durchtauschen...; ggf. mit dem Lade-Computer per genauer Endspannung die Ladung abbrechen/stark verringern.

Bei NiMH soll die Kurve flacher als bei Blei sein. Es geht weniger um die pr├Ązise Leerlaufspannung als um max. Drehgeschwindigkeit eines Motors bei leichter Last. Das ist bei dem Bleisystem schon recht konstant (<10% ├änderung im verwendeten Entladebereich). Beim NiMH kann die seriengeschaltete Zellenzahl jedenfalls besser anpassen.

Die "Trendy" Zellen sind die Billig-Marke von Ansmann (vielleicht fast diesselben wie die mit "Ansmann" drauf), die Kapazit├Ąt ist laut Auskunft von 2 Lieferanten ziemlich echt - im Gegensatz zu den 2950mAh eBay Zellen, die ein anderer H├Ąndler auch im Text als 2300mAh Zellen outet. Vielleicht auch dann l├Ąngere Lebensdauer. Warum sollte man Faktor 3 teurere Zellen nehmen nur um 20% mehr Kapazit├Ąt zu haben. Werd ich eine paar Test-Zellen verschiedener Coleur halt konkret einfach vermessen m├╝ssen...
Gr├╝sse Robert
PS: Der Nano-Akku der Zukunft: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/249773.html
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robert wrote:

Wie gesagt, mehr als gut handwarm d├╝rfen die NiMHs dauerhaft nicht werden. Das bedeutet < 0,3K/W, wenns mal ein bisschen w├Ąrmer ist - das ist schon taff.

1. GP ├╝bertreibt gerne ein bisschen. (Hat aber trotzdem noch ein Brauchbares Preis-Leistungsverh├Ąltnis.) 2. ist das der Wert einer /neuen, vollgeladenen/ Zelle. F├╝r einen einigerma├čen langen Betrieb sollte man schon mal 50% aufschlagen. 3. Die Zahl ist glatt gelogen. Das ist der Worst-Case-Wert /einer/ GP Racing Zelle. Real sind es also 8-mal mehr. Das ist immer noch gut, aber normalisiert nur noch etwa ein Faktor 4 besser, als eine AA Consumerzelle (45mV bei 1C vs. 11mV bei der Racing-Zelle).

Die Kapazit├Ąt kann sich aber mit der Zeit ├Ąndern und die Selbstentladung ist auch von Zelle zu Zelle etwas unterschiedlich und vor allem stark Temperaturabh├Ąngig. Man wird also nicht umhin kommen, die Zellen durch sanftes ├ťberladen zu balancieren.

Ansmann ist mir nicht als Zellenhersteller gel├Ąufig. Es w├╝rde mich wundern, wenn die eine eigene Produktion h├Ątten. Ich habe eine ziemlich hungrige, alte DigiCam. Die l├Ąuft wegen dem hohen Verbrauch und der knapp bemessenen Abschaltspannung nur mit Zellen mit geringem Ri. Da habe ich schon mache bekannte Marke erfolglos wieder herausgezogen (Varta z.B.). Einzig mit GP und Sanyo geht es ganz gut. Darunter sind auch Zellen, die 10 Jahre alt sind.

Vielleicht, weil sie nach ein paar Ladezyklen keinen dreimal h├Âheren Innenwiderstand haben?
Ich hatte schon AA-Zellen mit 100mOhm in den Fingern...

Eine gute Idee. Ich w├╝rde aber unbedingt auch Ri nachmessen, wenn die Zellen schon einige Zyklen hinter sich haben und auch gut warm waren.
Marcel
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robert schrieb:

Beachte aber auch den ├ťbergangswiderstand der Batteriehalter. Bei Str├Âmen ├╝ber 1A wird der Billigschrott meistens nennenswert warm. Vern├╝nftige Batteriehalter haben schon viele gesucht und meist nicht gefunden. Eine sinnvolle L├Âsung k├Ânnen bei diesem Anforderungsprofil nur Zellen mit L├Âtfahnen sein.
Mathias
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Keine Consumer-Zellen nehmen! Haben sich im Modellflug nicht bew├Ąhrt, Markenware ist besser.

LiPoly halten einfach etwa 3 Jahre ab Fabrikation, egal wie oft gebraucht.

Im Modellflug werden sie regelm├Ąssig mit 10C und mehr belastet, auch in Blitzger├Ąten etc.

Eher von Zyklenzahl.
...

W├╝rde mal bei Flyer (Elektro-Velo) nachfragen, auch Elektro-Gabelstapler verwenden solche Akkus. Ebenfalls gibts's Boote mit Elektromotor (zB http://www.boesch-boats.ch ).
HTH
Marc
--
Switzerland/Europe
<http://www.heusser.com
  Click to see the full signature.
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Marc Heusser wrote:

Bei den Massen muss man einfach Preis/Leistung konkret messen - statt pauschal 3x f├╝r 20% mehr Power zu zahlen.

Ist also angesichts des Preises und (ungewiss) evtl. viel weniger als 500 Zyklen in 3 Jahren zu teuer.

Da scheint es spezielle extrem niederohmige NiMH Zellen - http://www.conrad.de/script/gp_batteries_racing.sap entsprechend teuer - zu geben. 10C brauch ich hier aber nicht.
Gr├╝sse Robert
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Das sollte kein Problem darstellen. Ich habe sub-C Zellen schon mit 30A entladen. Allerdings g├Ânngt man denen anschlie├čend doch lieber eine ausgedehnte Ruhephase vor dem neuen Laden.

Das ist wohl auch stark von der Marke und der Behandlung abh├Ąngig. Hier einen Wert abzugeben ist nicht einfach.

Ja, sollte gehen. NiMH hat fast keinen Memory Effekt.

Ich verwende Schulze Lader. Das ISL-8 kann an einem Ausgang 36 Zellen (max 9A) und am anderen Ausgang 30 Zellen (max 5A) laden und das gleichzeitig. Wenn du Abgriffe f├╝r je 30 Zellen machst kannst du 60 Zellen gleichzeitig mit einem Lader laden. Passende Netzteile mit 40-50 A Strom bei 12V kriegste ebenfalls bei Schulze Elektronik. Ich habe damit ├Âfters 60 Zellen geladen und meine gro├če Autobatterie dabei mit bis zu 38A gequ├Ąlt :)
Gru├č Andreas
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Andreas Lammel wrote:

Habe mehrmals im Netz gelesen das dies blo├č eine Behauptung sein soll. Oder stimmt es inzwischen? Ein 10..30% Memoryeffekt w├Ąre kein echtes Problem. Der Akku w├╝rde meist eh speziell bei Situationen mit >50% Entladung eingesetzt.

Derartiges Schnelladen brauch ich gar nicht. Reicht ├╝ber Nacht mit 0.1C. Werd den Pack m├Âglichst ohne allerlei komplexe Unterabgriffe und Kabelwirwarr laden wollen - durch Sortierung und Nachtauschen der Akkus und ggf. starker Verz├Âgerung der Ladung ab einer Grenzspannung um t├Âdliche ├ťberhitzung zu Vermeiden.
Gr├╝sse Robert
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