Der etwas andere Lipopack

X-Wing

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Hallöle,

da ich gerade versuche mein Vorhaben "E-Bike" durchzuziehen (mechanisch noch Probleme, bin aber u.A. mit Kraeuterbutter schon im Kontakt) muss natürlich auch ein Akku her. Hier bin ich auf das Angebot einer deutschen Importeurin gekommen (MaWe-Sales-Shop bei Ebay), es geht um einen 36V 12Ah LiFePo4 Pack, Gesamtgewicht 4,95Kg mit eingepacktem BMS (Balancer und Unterspannungsschutz) und Kabel. Ladegerät, fähig für 1,8A bzw. eine Ladezeit von 9h ist auch dabei für 415€ plus 7,xx€ Versand.

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Das Ladeprozedere läuft so ab: Über die Mikrofonbuchse mit dem Zettel "Laden" wird natürlich geladen, über die andere wird entladen. Unterschreitet der Akku eine gewisse Grenze, so kappt er die Verbindung, das erste mal erschreckt man sich wieso da plötzlich keine Spannung mehr anliegt. Erst nach dem Laden ist die Leitung für's entladen wieder unter Spannung. Meiner Meinung nach kein schlechtes System.

Da ich Chinaware nicht vertraue wurde parallel dazu ein Watts Up bestellt und Überlegungen angestellt wie ich das Teil mit meinem eher mäßigen Equiptment denn vermessen kann. Die Verkäuferin meinte bei einem Telefonat aber selbst, dass Sie noch keine großen Erfahrungen damit hat, jetzt erstmal Akkus verkauft und dann auf die Reaktionen der Kunden und Fahrradhändler wartet. Danach entscheidet Sie ob es sich lohnt oder nicht. Sollte es qualitative Probleme geben, bekomme ich einen anderen Akku oder Geld zurück.

Habe die erste Akkuladung dann mit der provisorischen Lösung am Fahrrad in ca. 50 Km leergenuckelt, dabei nach den ersten Kilometern (und der Erkenntnis, dass der Verbrauch eigentlich garnicht so hoch ist) auf jeder längeren Geraden mit Vollgas unterwegs, insgesamt wahrscheinlich 80% der Strecke.
Nebenbei: Der 500 Watt Motor (auch China) nimmt bis zu 940 Watt zu sich, auf der Geraden reicht's ohne Mittreten auf ca. 30Km/h bei 300-350 Watt elektrischer Leistung. Wenn ich mir die Motorkennlinie anschaue, komme ich da bei 500Watt mech. Leistung raus, aber eben nur bei ca. 20 Km/h, drunter begrenzt der Regler den Strom (=weniger Leistung), drüber dreht der Motor langsam aus.

Da ich auf den 50Km mehrere Stopps gemacht habe musste ich mir jedes Mal die entnommene Kapazität notieren und zusammenrechnen, der letzte Wert wurde leider nicht mehr gespeichert da das Watt's Up nach der Abschaltung des Akkus den alten Wert nicht mehr gespeichert hat. (da wäre ein Logger net schlecht, muss ich im Nachhinein sagen). Aber hochgerechnet müsste ich auf etwas über 10Ah gekommen sein, hatte schon schlimmeres erwartet. Der genaue Wert wird noch ermittelt (Entladen mit Ladegerät, zwar nicht mit der selben Leistung, aber das Powercube haut auch mit 300 Watt rein, entspricht also fast dem, was ich auf dem Fahrrad im Durchschnitt verbrauche).

Da der Watts Up die Mindestspannung, Spitzenstrom und Spitzenleistung speichert bis zum Ausschalten konnte ich feststellen, dass die Spannung bei 27 Ampere auf knapp 33 Volt einbricht, 39,5 Volt Leerlaufspannung hatte der Akku aber noch. Demnach ein Spannungseinbruch von 6,5 Volt am Watts Up. Da die Verkabelung nicht gerade aus unterarmdicken Kabeln besteht habe ich zuerst diese als Übeltäter verdächtigt. Ein Messaufbau mit mehreren Spannungsmessern und einem Strommesser war nötig: Ich wählte das Powercube als Last, da es den Akku gleichmäßig belasten kann und gleichzeitig die Spannung misst. Das Watts Up war immernoch drin, dann noch ein Voltmeter so nahe am Akku wie es geht (da ich den Garantieanspruch nicht verlieren möchte ist das leider an einer Lüstenklemme direkt hinter dem Mikrofonstecker gewesen).

Zuerst fixierte ich mich auf die Verkabelung, diese besteht aus:
- 30 Ampere Schmelzsicherung
- Watts Up
- 4 Übergänge durch Lüstenklemme mit Aderendhülsen
- Insgesamt 80cm 1,5mm² Litze (40cm hin und zurück)
- 1 Mikrofonstecker mit zwei Kontakten
- Zwei 4mm Goldsteckverbindungen (Ladegerät)

Ich kam nach mehreren Messungen auf eine gemittelten Widerstand der Verkabelung von 0,055 Ohm = 55 milliOhm
Eine Kontrollmessung mit zwei Spannungsmessgeräten, je eins pro Leitung von Akku zu Last ergab 0,304V bei 5,5Ampere, was den Messwert bestätigt.
Zur Verdeutlichung: Da fallen bei dem genannten Spitzenstrom von 27 Ampere 1,5Volt nur an der Verkabelung ab! Ist allerdings nur eine provisorische Verkabelung, von daher nicht so tragisch. Interessanter ist die Verlustleistung: 41Watt.

Nun kann ich schonmal sagen, dass von den genannten 6,5V Spannungsabfall 1,5V gefunden wurden.

Die Messungen und Berechnungen ergaben einen Widerstand des Akkus bis zu den Mikrofonsteckern von gemittelt 170 milliOhm.
Die Frage bleibt: Was fällt an der Leitung (2x1,5mm², 2cm, nochmal ein Stecker, Elektronik im inneren?) an Spannung ab? Da ich den Akku nicht auseinandernehmen möchte, bleibt das ein kleines Geheimnis. Nur eins brachten meine Recherchen:
http://www.neutrik.com/us/en/audio/210_99611/NC3MX-HD-B_detailtechnical.aspx?title=NC3MX-HD-B
Angegebene 3milliOhm pro Kontakt maximal, also 6milliOhm maximal. Das sind allerdings Markenstecker, die aus China sind das bestimmt nicht. Kabel dürften auf weitere 2mOhm kommen, die anderen Stecker müsste ich raten, kenne ich nicht. Dürfte sich also, wenn die Elektronik nicht allzu viel verschluckt um ca. 20mOhm handeln.

Umgerechnet auf eine Zelle (müssten 12 Stück sein, zusätzlichen Stecker- und Kabelwiderstand unberücksichtigt) sind das also 14milliOhm. Die A123/ 2,3Ah hat 9mOhm pro Zelle. Die kleinere mit 1,1Ah hat 28mOhm laut Elektromeister Giese. Ich denke, diese Werte dürften für diesen Preis und für die Anwendung bis 30 Ampere klar gehen. Temperatur des Akkupacks blieb immer im Bereich der Umgebungstemperatur, keine Erwärmung spürbar.

Nun dürft ihr euch darüber auslassen ;)

PS: Zweite Entladung (teilweise mit Ladegerät, also wieder gestückelt) ergab 10,53 Ah. Die dritte wird mit der Powercube- Software aufgezeichnet.
 

X-Wing

User
Hier eine Aufzeichnung mit meinem Lade / Entladegerät "Powercube". Dieses Gerät kann den Akku auf bis zu 300 Watt belasten, allerdings nicht unter den Umständen, wie ich sie zuhause habe (Das Ladegerät speißt die Energie normalerweise in Bleiakkus zurück, ich hab keinen Bleiakku der diese Energiemenge aufnehmen kann, sodass ich maximal 170 Watt auf Dauer "verbraten" konnte).

http://www.********************/files/ilk-30-jpg.html
Die Werte rechts oben am Anfang der Entladung

http://www.********************/files/ilk-31-jpg.html
Auch hier rechts oben, aber am Ende der Entladung

Wie man sieht, typisch Akku - die Spannung sinkt über die Entladung langsam ab, in der Mitte ist die Absenkung der Spannung aber recht gering, am Schluss fällt die Spannung sehr plötzlich ab.

Also nachgewiesene 10,6Ah unter 0,5C Last bei einem 12 Ah Akku. Minderleistung dementsprechend bei etwa 10%. Ich kann's verschmerzen, ist aber definitiv zu verbessern!
 
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