NiMH & Günstiger NiMH-Großakkupack fürT raktionsakku ?

Will einen Blei-Vlies-Traktionsakku-Set Größenordnung 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 Rütteln...) scheinen von der Energiedichte und Preis her am besten geeignet zu sein (Vgl. auch Toyota Prius). Ist das ok? Oder gibt es bessere Alternativen?

Geringfügig leichtere LiPoly-Batterien scheinen >3x so teuer zu sein und empfindlicher / und frühzeitiger der Alterung ausgesetzt.

Also Plan: Größenordnung 200 x Mignon NiMH Akkus mit ~2500mA Kapazität. Bei Erfolg nochmal 200 .. open-end. Die sollen dann nach echter Kapazität sortiert werden und entsprechend ähnliche seriell geschalten und die Stränge dann parallel mit üblichen Mignon-Haltern und Schaumstoff-/Kleberzeug zusammengelötet und gebunden in die existierende Schnellwechesel-Akku-Tasche. Kann das (dauerhaft) gut gehen?

Hochstrom: Sind NiMH Akkus problemlos für 1C..2C Entladungsstromstärke geeignet?

Lebensdauer: was für eine Zyklenzahl und Lebensdauer ist realistisch mit gutem Lader erreichbar. Ist die Lebensdauer abhängig nur/hauptsächlich von Zyklenzahl oder auch Alterung ohne Nutzung?

Memoryeffekt: Ein Traktionsakku wird oft nur teilentladen und soll dann bald wieder vollgeladen werden um Reichweite zur Verfügung zu haben. Geht das wirklich ok mit NiMH?

( Hohe Selbstentladung des NiMH spielt keine Rolle. Eher ist das wohl bei AkkuPack-Schaltungen günstig für die automatische Balancierung leicht unterschiedlicher Zellen? )

Der (Schnellwechsel-)Akku wird zu 99% recht sicher zwischen 5°C und 30°C Außentemperatur betrieben, gelagert und geladen. Sollte ok sein?

Wo kriegt man in solchen Mengen Akkus am günstigsten (auch evtl. gewerblich/Großhandelsposten) ?

Was ist z.B. zu diesen Posten im Vergleich zu sagen bzgl. Qualität und tatsächlich nutzbarer Kapazität/Lebensdauer:

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Um den NiMH Akkupack auf Dauer unkompliziert und optimal laden zu können und es sind z.B. 26 Zellen (31.2V Normspannung) in Serie brauch ich vermutlich eine spezielle Ladeschaltung. Oder kennt jemand ein erschwingliches Fertiggerät, das dies kann? Notfalls könnte der Akku auch zur Ladung in 24V+X o.ä. gesplittet werden.

Was muss man sonst noch beachten?

Grüsse Robert

F'up de.sci.ing.elektrotechnik

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robert
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Hallo,

da würde ich lieber Zellen passender Kapazität verwenden als viele Zellen parallel zu schalten.

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geht dann auch noch 200 A über 5 Minuten bei einem 34 Ah 12 V Block mit

408 Wh. Das sind Blöcke für den Einsatz in Fahrzeugen.

Bye

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Uwe Hercksen

Eher für schwerere Fahrzeuge. Die Zellen sind auch viel zu schwer energiedichtemäßig - etwa mehr als doppelt so schwer wie ein Mignon-Zellenpack wenn ich mich nicht verrechnet habe!? - also gar kaum ein Vorteil mehr gegenüber Blei-Vlies. Und von den Abmessungen her zu sperrig und ich brauch min. 24V. - also 2 Stück. Brauch auch lediglich ~10A Dauerstrom, keine Peakstrome über 40A. Schwer einen Distributor für kleine Mengen zu finden. Hab mal angefragt und dauert ... kennst Du etwa die Preis-Größenördnung? 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.

Grüsse Robert

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robert

Eher für schwerere Fahrzeuge. Die Zellen sind auch viel zu schwer energiedichtemäßig - etwa mehr als doppelt so schwer wie ein Mignon-Zellenpack wenn ich mich nicht verrechnet habe!? - also gar kaum ein Vorteil mehr gegenüber Blei-Vlies. Und von den Abmessungen her zu sperrig und ich brauch min. 24V. - also 2 Stück. Brauch auch lediglich ~10A Dauerstrom, keine Peakstrome über 40A. Schwer einen Distributor für kleine Mengen zu finden. Hab mal angefragt und dauert ... kennst Du etwa die Preis-Größenördnung? 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.

Grüsse Robert

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robert

Hallo!

Naja, vielleicht wird im Profibereich nicht soviel gelogen...

Die Nominalkapazität erreichen Consumerzellen ja meist nur im Einzelfall und auch nur, wenn der Entladestrom niedrig ist und die Sterne gut stehen.

Entladeströme in der Größenordnung bis 2C sind i.A. bei besseren Zellen kein ernstes Problem. Allerdings ist die Kapazität dann locker 30% geringer. Schau mal in die Datenblätter von Sanyo oder GP (Webseite ist Müll), da steht so etwas drin.

Außerdem würde ich mir bei einem Packen von 200 Stück ernste Sorgen um die Kühlung 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 heiß. Und Hitze mögen NiMH mal überhaupt 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, günstigstenfalls

1,1:1,5 ist, wirst Du noch ein anderes, sehr ernstes Problem bekommen. Bei hohen Entladeströmen ist ferner noch der Innenwiderstand zu berücksichtigen. (ca. 30mOhm bei einer guten, nicht neuen Mignon-Zelle)

Es hat schon Gründe, warum man für diesen Zweck Bleiakkus verwendet.

Die referenzierten Produkte sind durch die Bank Ramsch, die ich nicht einmal in meine Digicam stecken würde. Es spricht alles dafür, dass das Wissen um die Akkutechnik noch verbesserungsfähig ist. Mit nur billig wird man nicht ans Ziel kommen, jedenfalls nicht besser als mit der trivialen Lösung: Akku ersatzlos entfernen. Das kostet gar nichts und funktioniert auch nicht.

Marcel

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Marcel Müller

Keine Consumer-Zellen nehmen! Haben sich im Modellflug nicht bewährt, Markenware ist besser.

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

Im Modellflug werden sie regelmässig mit 10C und mehr belastet, auch in Blitzgeräten etc.

Eher von Zyklenzahl.

...

Würde mal bei Flyer (Elektro-Velo) nachfragen, auch Elektro-Gabelstapler verwenden solche Akkus. Ebenfalls gibts's Boote mit Elektromotor (zB

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HTH

Marc

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Marc Heusser

"robert" schrieb im Newsbeitrag news:f1clbb$c75$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Das sollte kein Problem darstellen. Ich habe sub-C Zellen schon mit 30A entladen. Allerdings gönngt man denen anschließend doch lieber eine ausgedehnte Ruhephase vor dem neuen Laden.

Das ist wohl auch stark von der Marke und der Behandlung abhängig. 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 für 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 öfters 60 Zellen geladen und meine große Autobatterie dabei mit bis zu 38A gequält :)

Gruß Andreas

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Andreas Lammel

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

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

Der Innerwiderstand scheint das möglicherweise größte Problem der NiMH's zu sein.

0.035 Ohm * 26 / 4 = 0.2 Ohm . 10A..20A im Schub => 2..4V Spannungsabfall von 33V. Sollte powermäßig noch im grünen Bereich sein.

Im Mittel 5A => 1V*32V = 32 Watt Verlust. Fahrtwind ist außen am Pack - kann im Prinzip mit Löchern 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 für einen 9.6V/3.5Ah Pack werden hier verkündet:

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Wie machen die das - einfach mal bei prinzipiell gleicher Technologie 30x weniger Innenwiderstand?

Das NiMH-Ding hier arbeitet mit einer ähnlichenen Geometrie und Belastung wie ich vorhabe:

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also im Prinzip gehen.

Ladezeit ist hier ziemlich unkritisch. Es reicht die Ladung über Nacht mit 0.1C oder noch weniger. Langsame Ladung soll auch besser für die Lebensdauer und Kapazität sein (sowie einfacheres Gerät, was weniger Energie verschwendet und Nachtstrom)

Das Problem sollte mit einer Sortierung der Akkus nach echter Kapazität lösbar 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 präzise Leerlaufspannung als um max. Drehgeschwindigkeit eines Motors bei leichter Last. Das ist bei dem Bleisystem schon recht konstant ( Bei hohen Entladeströmen ist ferner noch der Innenwiderstand zu

Die "Trendy" Zellen sind die Billig-Marke von Ansmann (vielleicht fast diesselben wie die mit "Ansmann" drauf), die Kapazität ist laut Auskunft von 2 Lieferanten ziemlich echt - im Gegensatz zu den 2950mAh eBay Zellen, die ein anderer Händler auch im Text als 2300mAh Zellen outet. Vielleicht auch dann längere Lebensdauer. Warum sollte man Faktor 3 teurere Zellen nehmen nur um 20% mehr Kapazität zu haben. Werd ich eine paar Test-Zellen verschiedener Coleur halt konkret einfach vermessen müssen...

Grüsse Robert

PS: Der Nano-Akku der Zukunft:

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robert

Bei den Massen muss man einfach Preis/Leistung konkret messen - statt pauschal 3x für 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 -

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teuer - zu geben. 10C brauch ich hier aber nicht.

Grüsse Robert

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robert

Habe mehrmals im Netz gelesen das dies bloß eine Behauptung sein soll. Oder stimmt es inzwischen? Ein 10..30% Memoryeffekt wäre kein echtes Problem. Der Akku würde meist eh speziell bei Situationen mit >50% Entladung eingesetzt.

Derartiges Schnelladen brauch ich gar nicht. Reicht über Nacht mit

0.1C. Werd den Pack möglichst ohne allerlei komplexe Unterabgriffe und Kabelwirwarr laden wollen - durch Sortierung und Nachtauschen der Akkus und ggf. starker Verzögerung der Ladung ab einer Grenzspannung um tödliche Überhitzung zu Vermeiden.

Grüsse Robert

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robert

Wie gesagt, mehr als gut handwarm dürfen die NiMHs dauerhaft nicht werden. Das bedeutet < 0,3K/W, wenns mal ein bisschen wärmer ist - das ist schon taff.

  1. GP übertreibt gerne ein bisschen. (Hat aber trotzdem noch ein Brauchbares Preis-Leistungsverhältnis.)
  2. ist das der Wert einer /neuen, vollgeladenen/ Zelle. Für einen einigermaßen 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 Kapazität kann sich aber mit der Zeit ändern und die Selbstentladung ist auch von Zelle zu Zelle etwas unterschiedlich und vor allem stark Temperaturabhängig. Man wird also nicht umhin kommen, die Zellen durch sanftes Überladen zu balancieren.

Ansmann ist mir nicht als Zellenhersteller geläufig. Es würde mich wundern, wenn die eine eigene Produktion hätten. Ich habe eine ziemlich hungrige, alte DigiCam. Die läuft 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 höheren Innenwiderstand haben?

Ich hatte schon AA-Zellen mit 100mOhm in den Fingern...

Eine gute Idee. Ich würde aber unbedingt auch Ri nachmessen, wenn die Zellen schon einige Zyklen hinter sich haben und auch gut warm waren.

Marcel

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Marcel Müller

robert schrieb:

Beachte aber auch den Übergangswiderstand der Batteriehalter. Bei Strömen über 1A wird der Billigschrott meistens nennenswert warm. Vernünftige Batteriehalter haben schon viele gesucht und meist nicht gefunden. Eine sinnvolle Lösung können bei diesem Anforderungsprofil nur Zellen mit Lötfahnen sein.

Mathias

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Mathias Weierganz

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