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Thema: Neue Betrachtungsweise: Spannungslage im Verhältnis zum Gewicht

  1. #1
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    Standard Neue Betrachtungsweise: Spannungslage im Verhältnis zum Gewicht

    Mir stellt sich die Frage, ob die sehr guten Impulsströme durch die neue Zellenstruktur oder durch die höhere Masse der Zellen innerhalb einer Gruppe (z.B. 3000mAh oder 1800mAh,...) zustande kommen. Denn wir wissen, je mehr Masse, desto mehr Strom kann eine Zelle abgeben. Als eine von vielen möglichen Betrachtungsweisen schlage ich deshalb vor, die Leistung der Zelle im Vergleich zu ihrem Gewicht darzustellen:

    • Ein bekanntermaßen sehr guter SLS APL V2 10s F5B Pack mit 1800mAh wiegt ca. 530g.
    • Ein 10s Turnigy Graphene mit gleichem Gewicht wäre z.B. der 1500mAh 65C/130C.


    Frage:
    - Wie sind die Leistungen dieser beiden Lipo-Typen zu vergleichen?
    - Welche Zelle hält 11 x den Impulsstrom von 160A (107C bei 1.500mAh) von 2-3 Sek. am besten?

    Die Betrachtung des Leistungsgewichtes bzw. der Spannungslage im Verhältnis zu dem Gewicht finde ich z.B. für F5B Anwendungen unerlässlich. Denn, welchem Pilot nützt die Aussage, dass die Graphene 1800mAh Zellen viel mehr Druck haben, wenn diese doch 100g mehr wiegen und vom Volumen garnicht in den engen Rumpf des F5B Modells passen?

    Wenn die Fragestellung zu speziell ist, kann gerne auch ein separater Thread aufgemacht werden.
    Meine Frage sollte hier nur als Anregung oder Vorschlag für eine neue Betrachtungsweise dienen.

    Beste Grüße, r.ludwig
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  2. #2
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    Avatar von Gerd Giese
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    Standard Neue Betrachtungsweise: Spannungslage im Verhältnis zum Gewicht

    Moin Ludwig, hab das hier mal als neuen Thread eingerichtet!

    Äh, das kennst du von und mit der 1800mAh (speziell #143 u. #268): http://www.elektromodellflug.de/t-nt...5b-zyklen.html

    Nachtrag und Idee: Ich könnte für "Euch", bei besonders geeigneten LiPos, ein zusätzliches (spezielles) Lastdiagramm schaffen!
    Macht ja Sinn wenn sich ein Zellentyp für eine spezielle Anwendung super eignet - nur ich benötige dann einen konkreten Vorschlag
    um welche Zellen es sich handeln könnte da ich die Regeln nicht kenne, Gewicht, Kapazität, Impulslast sowie Impulsablauffolge ...
    Geändert von Gerd Giese (09.03.2016 um 15:36 Uhr) Grund: Nachtrag...
    Gruß Gerd und alles Watt ihr Volt
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  3. #3
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    Standard

    Hallo Gerd,

    danke sehr für Dein Angebot, einen neuen F5B-Test mit neuen Zellen zu machen.
    Ich poste mal die zwei von Dir geschriebenen Beiträge mit den Lastdiagrammen der Nanotech 65/130C Zelle als Anhaltspunkt für weitere Vorschläge eines F5B-Lastdiagrammes.

    Gerd´s F5B Lipo-Lastdiagramm - Beitrag 143:
    http://www.rc-network.de/forum/showt...=1#post2585055

    Gerd´s F5B Lipo-Lastdiagramm - Beitrag 286:
    http://www.rc-network.de/forum/showt...=1#post2875335


    Eine Belastung der Zelle mit 10 x 144 Ampere über 2,5 Sekunden halte ich für sehr realistisch. Bei einer angenommenen Spannungslage von 3,5V/Zelle und 10S Lipo ergibt das 5.040W über 2,5 Sekunden!!! Dies entspricht in etwa einem recht scharfen F5B Antrieb, der im Peak 5,5KW zieht und dann auf 4,5KW abfällt.
    Ich schlage deshalb vor, dieses Lastdiagramm für weitere F5B-Lipo-Tests beizubehalten.

    Um die maximale Leistungsfähigkeit der jeweiligen Lipos herauszufinden, wäre ein Vorheizen auf 45 Grad Celsius notwendig.
    Als Abschalttemperatur können 60 Grad Celsius und als Abschaltspannung 3,2V/Zelle beibehalten werden.
    Das Laden kann gerne mit 4C oder 8C erfolgen.

    Haltbarkeit und Konsistenz:
    Weil bis heute alle Lipos bei solchen Belastungen früher oder später nachlassen und an Innenwiederstand zunehmen, wäre es schön zu wissen, ob es denn neue Akkus gibt, die die Spannungslage auch noch nach 60 Zyklen halten. Bei RC-Groups gibt es einen Test eines Graphene-Lipos, welcher bei 25C Belastung über 900 Zyklen geschafft hat und seine gute Spannungslage unter deutlichem Kapazitätsverlust weitgehend halten konnte.

    Weil diese Idee der neuen Betrachtungsweise (Spannungslage/Gewicht) aus dem Turnigy Graphene Thread und den abweichenden Massen der Lipos entstanden ist, möchte ich hier den Anfang machen und Gerd einige Graphene Lipos zum ausgiebigen Testen bestellen. Gerd, ich schaue mal welche lieferbar sind, und schreibe Dir gleich eine PM. Ich denke es werden die 1500mAh 65/130C sein, denn diese haben als einzige das Gewicht und das Volumen einer handelsüblichen F5B Zelle mit ca. 50 Gramm/Zelle.

    Als Vergleichstest, würde es mich interessieren, wie andere aktuell beste F5B Zellen gegen die Graphene abschneiden.
    Vielleicht hat ja noch jemand Ideen oder Anregungen?

    Gruß, r.ludwig
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  4. #4
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    Avatar von Gerd Giese
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    Moin Ludwig, ja das können wir machen - aber bist du hier der einzige F5B'ler? Vielleicht machst das hier in der F5B-Fachrubrik publik.
    Auch habe ich bis dahin meine eigene Wärmebildkamera (Fluke VT04) und dann öffnen sich ganz neue Betrachtungswelten!
    Gruß Gerd und alles Watt ihr Volt
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  5. #5
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    Hallo

    Ich habe da mal eine Frage zu den Lastdiagrammen die oben verlinkt sind.
    Und zwar fällt die Spannung darauf kontinuierlich ab, und wird auch nach 2,5 sek nicht stabiel.
    Wenn die Spannungslinie weiter durchgezogen würde, hätte der Akku nach ~ 5 sek nur noch 3 V ???
    Das kann dann aber nicht am Innenwiederstand liegen der vom Ladegerät vorher angezeigt wird.
    Auch sinkt der Wiederstand bei weiterer Erwärmung.
    Ergo kommt zusätzlich ein Wiederstand dazu, der das verursacht oder ?
    Das ist dann wohl die Zellenchemie denke ich ?

    Gruß Aloys.
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  6. #6
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    Zitat Zitat von FamZim Beitrag anzeigen
    Ergo kommt zusätzlich ein Wiederstand dazu, der das verursacht oder ?
    Das ist dann wohl die Zellenchemie denke ich ?
    Yup. Bei desen extremen Impulsbelastungen kann die Chemie den abgeforderten Strom nicht dauerhaft liefern, die Ionen, die den kürzesten Weg haben, geben ihre Ladung ab, und durch ihr Ausdünnen steigt der Innenwiderstand steil an. Das ist dann vom Verhalten schon nahe am Elko. In den Pausen erholt sich dann die Zelle und arrangiert ihre Stromkäfer wieder gleichmässiger verteilt. Bis der nächste Schock alles, was nah an der Metallelektrode ist, schnell abzieht.
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  7. #7
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    Standard Thema in der F5B-Fachrubrik gepostet

    Habe soeben dieses Thema in der F5B-Fachrubrik gepostet und hoffe nun auf rege Mitarbeit der Kollegen

    http://www.rc-network.de/forum/showt...85#post3963585

    Gerd wird von mir kommende Woche diese Zellen erhalten:
    - 1500mAh 45/90C Turnigy Graphene
    - 1500mAh 65/130C Turnigy Graphene

    Meine weiteren Favoriten wären:
    1. Mylipo 1800 35/70C
    2. Mylipo 1800 45/90C
    3. 1800 SLS APL V2 Magnum

    1. und 3. habe ich selbst im Einsatz und über 2. habe ich auch schon sehr viel gutes gehört.
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  8. #8
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    Zitat Zitat von FamZim Beitrag anzeigen
    Hallo
    Ich habe da mal eine Frage zu den Lastdiagrammen die oben verlinkt sind.
    Und zwar fällt die Spannung darauf kontinuierlich ab, und wird auch nach 2,5 sek nicht stabiel.
    Wenn die Spannungslinie weiter durchgezogen würde, hätte der Akku nach ~ 5 sek nur noch 3 V ???
    Das kann dann aber nicht am Innenwiederstand liegen der vom Ladegerät vorher angezeigt wird.
    Auch sinkt der Wiederstand bei weiterer Erwärmung.
    Ergo kommt zusätzlich ein Wiederstand dazu, der das verursacht oder ?
    Das ist dann wohl die Zellenchemie denke ich ?

    Gruß Aloys.
    Siehe http://www.rc-network.de/forum/showt...-Lithium-Akkus

    LiPos haben nicht DEN einen Innenwiderstand. Eine recht gute Näherung bildet das oben beschriebene Ersatzschaltbild aus 2 Widerständen und einem Kondensator. Der Thread ist leider teilweise etwas aus dem Ruder gelaufen, aber wenn man sich auf die fachlich interessanten Bereiche konzentriert, dann sollte man schon recht gut nachvollziehen können, warum die Entladekurven aussehen, wie sie aussehen.

    Gruß,
    Jörg
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  9. #9
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    Avatar von Gerd Giese
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    Aufpassen!

    .. Der Thread ist leider teilweise etwas aus dem Ruder gelaufen, ...
    ... eben: Nachdem das geklärt ist mache ich mal den ersten Vorschlag zur Threadaussage:

    Das wäre z.Zt. mein Favorit da es die Anwendungen aus der Praxis für F5B widerspiegelt - so mein Wissen darüber:

    Vorwärmung um die 40°C
    Schnellladung: 4C
    Lasttiming 2,5s zu 40s
    DoD max: 60% (10 Impulse)
    Lastimpulse aus Sicht der Zelle: 80Ci (wollt ihr das wirklich?)
    Name:  tnt-2s-1800-80C-65C-38°C.gif
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    (Auszug hier heraus)
    Im originalen Schrumpfschlauch
    Mit originalen Hochstromkabeln
    Ohne einem eventuell vorkonfektionierten Stecker


    ... fehlt "nur" noch die neue Definition zur: Spannungslage im Verhältnis zum Leistungsgewicht

    PS:
    ... und immer daran denken, mehr als 60V/400A kann ich mit meiner DC-Senke nicht (konstant) entladen ...
    ... und meine Wärmebildkamera ist auch soeben angekommen - ltd. Tracking!
    Geändert von Gerd Giese (11.03.2016 um 08:12 Uhr) Grund: Wärmebildk....
    Gruß Gerd und alles Watt ihr Volt
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  10. #10
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    Tolles Project!

    Fur Mich sind gute F5B Lipo's definiert als : gleichbleibender Spannungslage uber moglichst viele Cyclen, naturlich in Relation zum Gewicht.
    Meiner Erfahrung lassen leichte Packs (<470gram) schnell nach, erst ab etwa 500Gram findet Mann haltbare Packs. Wenn es leichtere Packs geben wurde die eine Konstante Spannungslage uber 50 (+?) Cyclen halten, ware das ganz interessant.

    Die absolute Spannungslage ware weniger interessant. Ein Antrieb kann abgestimmt warden auf die Spannungslage durch Luftschraubenwahl: Niedrige Spannungslage ein etwas groserem Prop, hohe Spannungslage etwas kleinerem Prop.
    Am wichtigsten ist das die Spannungslage moglichst constant ist uber die Cylen, damit den gesammten Antrieb immer gleich functioniert. Es ist schwierig wenn ein Lipo zuerst hohe Spannungslage hat, dann auf 5.5kw abgestimmt wird, aber mit zunehmenden Cyclen die Spannungslage immer weiter sinkt und den Antrieb also immer neu abgestimmt werden muss.

    Leistungsgewicht ist naturlich auch wichtig. Da konnte es verschiedene Meinungen geben, personlich ware ein flugfertiges Pack uber 525gram (mit kurze Kabel usw) nicht interessant.
    Eine hohe C-rate bringt meistens auch Gewicht, bei die Graphenes in extremer Form.
    Schau Ich zum Beispiel auf die MyLipo's die Ich verwende, haben die 10S 1800mAh 35C ein etwa gleichen Gewicht als die 9S 1800mAh 45C. Das 10S 1800mAh 35C past vom Gewicht, und geht super im Avionik B14 Rumpf (als 6S und 4s). Ein 10S 1800mAh 45C MyLipo dagegen ware zu schwer und zu Gross und wird bei Mir als 9S verwendet.


    Vorwärmung um die 40°C
    Schnellladung: 4C (egal, spielt nach Vorheizen keine wichtige Rolle, verschleiss der Packs eher durch hohe Laststrome)
    Lasttiming: 11x 2,5s (Im Idealfall: 6x 2.6sec, 4x 1.9sec, abwechselend in 20sec Takt)
    Lastimpulse aus Sicht der Zelle: Annaherend nach: 5500W / Spannungslage = Lastimpuls in A (10S 165A, 9S 175A, usw). Fur die schweren Graphenes, die bei 10S eher in die 1500mAh variante verwendet werden konnten, wurde das weit uber 100C sein.
    Im originalen Schrumpfschlauch
    Mit originalen Hochstromkabeln


    Viele Grusse,
    Gerben
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  11. #11
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    Zitat Zitat von FamZim Beitrag anzeigen
    Und zwar fällt die Spannung darauf kontinuierlich ab, und wird auch nach 2,5 sek nicht stabiel.
    Wenn die Spannung nicht einmal 2.5 Sekunden stabil ist, schädigt der hohe Strom dann auch in diesen wenigen Sekunden, oder?
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  12. #12
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    Ron, definitiv ... nur, wer fragt beim Wettbewerb und ca. 80C Lastimpulsen (!) nach höheren Zyklenzahlen?
    Das derartiges nicht förderlich ist sollte uns allen klar sein und ob dann der Nutzen bei 50Zyklen oder 80Zyklen endet
    vermag ich auch nicht zu sagen! ... da sollten die F5B'ler mal was aus ihrer Praxis sagen mit ihren Rahmenbedingungen.

    Ich wollte nur mal einwerfen, dass ich nicht zwingend Stromkonstant entladen muss. Ich werfe mal ein ...
    So kommt das i.G. ja nie in der Praxis vor, wenn dort die Spannung einbricht, bricht proportional auch der Laststrom mit ein.
    Daraus könnte ich schließen, dass i.G. ein Last-Konstantwiderstand eher der Praxis näher käme - nur das würde dann völlig
    anders aussehen weil wir dann einen Widerstandswert definieren müssten! ... Z.B. für 5s und ca. 80C eines 1800mAh:
    (5 Z x 3,4 V = 17 V; 80 1/h * 1,8 Ah = 144 A ; 17 V / 144 A = ) ~0,11 Ohm für mein Beispiel!
    Wie sinnvoll das ist und wie ich das über LabView meiner DC-Senke beibringe weiß ich noch nicht, verkompliziert
    aber deutlich die Messungen.

    Gerben - das ist ja mal schon eine Ansage:
    Vorwärmung um die 40°C
    Schnellladung: 4C (egal, spielt nach Vorheizen keine wichtige Rolle, verschleiss der Packs eher durch hohe Laststrome)
    Lasttiming: 11x 2,5s (Im Idealfall: 6x 2.6sec, 4x 1.9sec, abwechselend in 20sec Takt)
    Lastimpulse aus Sicht der Zelle: Annaherend nach: 5500W / Spannungslage = Lastimpuls in A (10S 165A, 9S 175A, usw). Fur die schweren Graphenes, die bei 10S eher in die 1500mAh variante verwendet werden konnten, wurde das weit uber 100C sein.
    Im originalen Schrumpfschlauch
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  13. #13
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    Die Betrachtungsweise / Vergleichsbetrachtung unter dem Aspekt konstanter Leistung finde ich nicht uninteressant, gerade in diesem Sektor. Mir ist dies heute bei einigen Tests durch den Kopf gegangen, als ich LV, HV und Graphene-LV vergleichen wollte. Schnell trifft man dort durch das unterschiedliche Gewicht auch auf die Frage, ob das Startgewicht des jeweiligen Modells (unabhängig ob Fläche, Multicopter, Boot, sonstwas) nicht unmittelbar betroffen ist. In einigen Fällen wird es nicht der Fall sein, in anderen jedoch von Wichtigkeit sein. Und so rückt die maximale mögliche Leistung des Antriebs in den Vordergrund, der damit auch Spannungslage und Strom des Energiespenders beeinflußt.

    Ich habe - jedoch nicht für die F-Klassen-Flieger von Relevanz, hier ging es eher um FPV-Racing mit Multicoptern - einige Messungen nach diesem Kriterium angestellt, und hier zeigen sich wiederum ganz andere Unterschiede als in den sonstigen Betrachtungsweisen. Auch das Altern eines Akkus fällt hier deutlich anders aus, so zeigte sich der Vergleich eines neuen LV-Lipos hoher c-Rate mit seinem bereits 100 Zyklen alten "Bruder" gleichen Types, das der gealterte Akku zwar bei langer Dauerlast ( > 20 Sekunden ) deutlich eingebüßt hat, bei Impulsbelastungen bis 5 sec. jedoch garnicht so weit weg war vom fabrikneuen. Dabei wird dann eher der einhergehende Kapazitätsverlust und damti evtl. eine Verschlechterung der Spannungslage im letzten Drittel für die F-Klassen entscheidend sein.

    Wie gesagt - anderes Anforderungsprofil, andere Anwendung. Von daher wird nicht jedes Ergebnis, das z.b. Gerd, Peter oder ich unter den bisherigen Betrachtungen angestellt haben, für solche Leistungs-Klassen anwendbar sein und eine eigene , genau definierte Betrachtung erfordern - ggf. auch unter dem Aspekt der maximal möglichen Motorleistung, die dann im realen Betrieb mit durch das Akkugewicht zu unterschiedlichen Belastungszeitpunkten abgefordert wird, was es nochmals schwieriger macht, es rein statisch durch Labormessungen zu ermitteln - da ist die Empirik umso mehr gefragt.
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  14. #14
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    Welche neuen Erkenntnisse würde es bringen, die Messungen derart kompliziert zu gestalten?
    Wäre es nicht besser, die Zeit in eine Langzeitmessung zu investieren, um z.B. Zelle A NEU mit der gleichen Zelle A nach 50, 100 oder 200 Zyklen zu vergleichen?

    Denn das, was bisher alle Zellen gemeinsam haben, ist deren recht kurze Lebenszeit im F5B Betrieb.
    Nach spätestens 50 Zyklen werden sie aussortiert oder landen im Müll. Die Graphene hingegen werden mit 600 Zyklen und 65/130C beworben.

    Wäre es nicht interessant herauszufinden, ob man mit Graphene Akkus auch 100, 200 oder 300 Zyklen ohne Einbußen von Leistung in F5B einsetzen kann? Das würde "Uns allen" viel Geld sparen und die Umwelt schonen. Und was meint Ihr dazu? In den USA soll es schon einen Test mit 900 Zyklen geben, allerdings mit nur 25C Dauerentladung. Wie lange die Zelle 100C Impulsbelastungen aushält ist fraglich.
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  15. #15
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    tja, die Frage die dabei bleibt : wie will man diese Tests aussagekräftig und reproduzierbar anlegen ? Im Laborbetrieb hat´s immer irgendwo einen Pferdefuß, und wenn es z.b. die unterschiedliche thermische Belastung gegenüber der Verwendung im Rumpfmodell ist. Da wird es wohl am meisten Sinn machen wenn ein F5B Pilot sich die Zeit nimmt und einen passenden Graphene mal durchnudelt. Dann nach 50 / 100 / 200 Zyklen mal eine Vergleichsmessung an der Senke um Kapazitätsverlust und Spannungslage zu beurteilen.

    Ich hab das auch mit dem 600 Zyklen-Test gelesen und mich dabei ebenfalls gefragt, in wiefern das der sonstigen Praxis entspricht, mit 25c Dauerlast einen Impellerjet jeweils 60 Sekunden zu fliegen und dann den Akku zu laden. Macht knappe 50% Entladetiefe. Und die F5b-ler haben ja doch ein etwas anderes Belastungsprofil.

    Aber wie heißt es so schön : irgendwas ist immer
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