Monozellen - Belastbarkeit / Schutz

[ShadowPhoenix]

Hallo!

Für mein Modellauto möchte ich mir die Akkupacks selber bauen.
Standardmäßig wird das Auto mit 12 Zellen, also 14,4V und ca. 3,3Ah gefahren.

Ich möchte mir jetzt ein Akkupack aus diesen Zellen bauen:
(Von pollin wohl bekannt)

-NiMH-Akkus GP
Hochstromfähige NiMH-Akkus für Telefone, Kameras, Modellbau, CD-Player usw. Auch für beschleunigtes Laden (ca. 5 h) und Schnelladen geeignet

Und zwar dieser Typ:
Mono (D), 1,2 V/9000 mAh. Maße: 61x33 mm.


Damit hätte ich dann 14,4 oder 16,8V (12 oder 14 Zellen), und satte 9Ah, daher viel Energie.

Jedoch habe ich wegen Strombelastbarkeit nachgefragt, und habe als Antwort erhalten:

"Die Belastbarkeit beträgt ca. 2 C (=20A), eine Schaltung wie im Anhang skizziert ist ohne Schutzmaßnahmen nicht zulässig."

Meine Schaltung waren zweimal je 6 in reihe geschaltete Mono's und diese Packs parallel.


Ist als Schutzmaßnahme eine Strombegrenzung gemeint?
Wie baue ich mir eine Strombegrenzung auf, die wenn möglich, wenig oder keine Verlustleistung aufweist?

MfG,
ShadowPhoenix

[uwegw]

ich denke mal, das bezog sich eher auf das parallelschalten. das sollte man nämlich besser nicht machen...

in reihe schalten ist unproblemtisch, evtl noch ne normale schmelzsicherung für den notfall einbauen...

[Hellmut]

Hallo ShadowPhoenix

Ich habe mir meine Akku-Packs, 2 Akkupacks mit je 10 Mono-D-Zellen in Reihe und diese wiederum in Reihe geschaltet, also 24V 8Ah selber gemacht. Rückblickend sehe ich es als Fehler, bzw. Schwachpunkt, keine Mono-D-Zellen mit Lötfahne gekauft zu haben, sondern die mit 8Ah von Conrad ohne. Durch die großen Ströme sind nach 2 Jahren an einer Stelle die verzinnten, 4quadratmilimeter Kupferleitungen geschmolzen und es entstand einen Funkenbogen der die Endstufe meines sündhaft teueren elv Expert 7000 Ladegeräts zerstört hat.

Es war an einer Stelle die ich repariert hatte undm die Lötverbindung war der Schwachpunkt!. Die Lehre von der Geschichte, bei Reparaturarbeiten am Akkupack die alten Lötverbindungen komplett abfräsen und komplett neu machen, nicht 2 Enden zusammenlöten!

Beim Löten verwende ich jetzt wie vorher Mono-D-Zellen die ich zuvor im Tiefkühlfach gekühlt habe und einen 80W Lötkolben um den Lötvorgang so kurz wie möglich zu halten. Die gekühlten Mono-D-Zellen brauchen länger sich beim Löten zu erwärmen und so ungewünschte chemische Reaktionen in der Akku-Zelle eintreten zu lassen welche die Leistung der Zelle reduzieren bis sogar diese komplett zu zerstören

[ShadowPhoenix]

Warum soll man nicht parallel schalten?

Ich benötige 14,4V und 9Ah.
Soll ich jetzt 12 Zellen in Reihe schalten?

Dann hätte ich ja auch 14,4V 9Ah.

Habe da einen Fehler mit der Beschreibung gemacht.. denn je 6 Zellen in reihe, und diese parallel... würden mir nur 7,2V 9Ah bringen...

[Hellmut]

Zu den werten:

10 Zellen in Reihe ergibt nominal 12V, voll geladen deine 14,4V und du soltest sie wieder laden bevor die Spannung unter circa 10,5V fällt!

Jede Zelle ist mit 1,2V nominal spezifiziert! Nominal heisst der Wert der auf der Zelle steht! Da die Zelle frisch vollgeladen eben über 1,4V abgibt und bevor sie tiefentladen ist eine Spannung von knapp über 1V.

Daraus habe ich für mich abgeleitet das meinen Akkupacks nie weniger Spannung abgeben sollen als gut 1V pro Zelle in Reihe!

[ShadowPhoenix]

Ok, ich hoffe 10 dieser Zellen in Reihe schaffen Dauerströme von ca. 10 Ampere.

Wieviel Kapazität hat denn eine Zelle noch ca. wenn die Spannung auf 1V oder darunter liegt?

Denn ich möchte schon volle Kapazität ausschöpfen, das Fahrzeug soll dann gut 1 Stunde fahren.

MfG,
ShadowPhoenix

[Rofo88]

Warum soll man nicht parallel schalten?

Parallelschalten von Akkus ist nicht gut, da durch leicht unterschiedliche Spannungen ausgleichströme durch die Zellen fliesen und sie sich dadurch schnell entladen ohne das man Leistung entnimmt. Die Ausgleichströme können auch sehr hoch (nur begrenzt durch den Innenwiderstand der Zellen) werden, was die Zellen zerstören kann.

MfG

[ShadowPhoenix]

Ah ok danke Rofo88!

Ich weiß im Moment gar nicht, warum ich parallelschalten wollte :O
War da schon sehr müde.... ;)

MfG,
ShadowPhoenix

[Hellmut]

Also bei C= 9Ah und NimH Akkus sollte das überhaupt kein Problem sein. Bei uns im Schiffsmodellbauforum sagt man das geschohnte NimH Akkus Leistung verlieren, die müssen gefordert werden und können lokker mehr als das doppelte

[ShadowPhoenix]

Ok super =)
Pollin hat auch gemeint, 20A dauer sollten drin sein (2xC +).

MfG,
ShadowPhoenix

EDIT:
Eins noch:
Wären 12 Zellen nicht besser? Höhere Spannung ist nicht unbedingt das Problem, das Modellauto hat laut Beschreibung ein "kraftvolles 16,8V" System.

Denn dann fahre ich ja auch länger...

[Hellmut]

Hallo Sh.Ph.
Wenn du dein Auto stärker betreiben möchtest, dann sollte nach deiner Aussage statt 10 Zellen auch 14 Zellen, nominal 16,8V drin sein, auf dein Risiko!

Wegen dem Länger fahren, da unterliegst du dem üblichen Missverständnis!

Wenn du 10 Zellen, nominal 12V in Reihe geschaltet mit 9Ah Kapazität eine Stunde mit 12V und 9A belastest, so sind die nach 1 Stunde rechnerisch leer!
Wenn du 14 zellen, nominal 16,8V in Reihe geschaltet mit 9Ah Kapazität eine Stunde mit 16,8V und 9A belastest, so sind diese auch nach 1 Stund leer!

Du hast allerdings im 2. Fall Eine höhere Leistung, V * A = Watt, bereitgestellt was dein Modellauto, so er nicht durchbrennt, mit einer kraftvolleren und eventuell höheren Geschwindigkeit honoriert!

Du siehst also, Zellen in Reihe geschaltet heisst gleiche Kapazität bei höherer Spannung, Zellen Parallel geschaltet heisst nxz.B 9Ah!

Wenn du die Gleichung für deine beiden Konfigurationen wie folgt betrachtest, so weisst du wo dein Investment in Zellen Anzahl landet:

10 Zellen, in Reihe, 9Ah: 12,0V * 9A * 1H = 108,0W * 1H
14 Zellen, in Reihe, 9Ah: 16,8V * 9A * 1H = 151,2W * 1H

[ShadowPhoenix]

Hallo!

"Wenn du 10 Zellen, nominal 12V in Reihe geschaltet mit 9Ah Kapazität eine Stunde mit 12V und 9A belastest, so sind die nach 1 Stunde rechnerisch leer!

Wenn du 14 zellen, nominal 16,8V in Reihe geschaltet mit 9Ah Kapazität eine Stunde mit 16,8V und 9A belastest, so sind diese auch nach 1 Stund leer!"


Aber mit mehr Spannung zieht der Motor weniger Strom. Daher fahre ich doch mit 14 Zellen länger...

Der Motor ist ein Brushless, den kann man bis 20V locker betreiben und der Regler ist auch dafür ausgelegt.

MfG,
ShadowPhoenix

[Hellmut]

Hallo S.Ph.

Alles ist immer eine Frage der abgegebenen und aufgenommenen Leistung, also Spannung * Strom! Ich kenne mich nicht mit den Details von Brushless Motorren aus. Aber bei meiner Carrera Autobahn habe ich gerne mit dem Eisenbahn Trafo mehr Spannung angelegt weil dann die Autos schneller fuhren.

Bei Schrittmotoren verwendet man ja auch das Prinzip die angelegte Spannung zu erhöhen und mittels der PWM-Schaltung den Strom auf den zulässigem höchstwert zu begrenzen um Mehr Motorleistung zu haben.

Du kannst ja mal den Strom Messen, die angelegte Spannnung kennst du ja. Der Innenwiderstand des Motors bestimmt wievielStrom fliessen will, siehe Ohmsches Gesetz!

Ich wollte dir damit nur darauf hinweisen das die verfügbare Kapazität der einzelenen Zellen vom Betrag bei Reihenschaltung nicht zunimmt, bei Parallelschaltung sich aber addiert und auf die Ursache hinweisen. Ich war gedanklich selber in diese Falle gegangen und wurde darauf hingewiesen!

[ShadowPhoenix]

Okay, danke für die Hinweise, Hellmut!

Noch was, habe einen Tip von einem Modellbauer bekommen:

"Wenn der Motor ständig Amp. fordert und nicht bekommt, werden die Akkus erst warm und dann heiß. Hierbei sinkt der Innenwiderstand und die Akkus können dann mehr Amp. abgeben. Das ganze schraubt sich im schlimmsten Fall so hoch, dass die Akkus abblasen oder platzen."

Hmm.. ich muss aber doch eine Strombegrenzung einbauen.
Der Fahrtenregler wird aber immer unterschiedlich Strom ziehen.

"Normale" Akkupacks zB GP 3300 kann man ja auch einfach so anschließen. Was sind das für Zellen? Gibt es die nicht mit 9Ah?
Wäre sehr praktisch, möchte ja nur auf meine 9-10Ah kommen, damit ich lange Fahrzeiten habe!

MfG,
ShadowPhoenix

[uwegw]

ein guter fahrtenregler hat bereits ne interne strombegrenzung...
und die im RC-car-breich normalerweise eingesetzten akkpacks halten natürlcih auch keine unbegrenzten ströme aus. hier gibt es dann entweder den fall, dass ein schwacher motor der wenig strom zieht mit einem billgen regler kombiniert wird, oder halt ein starker motor mit hohem strombedarf plus ein guter regler der eine strombegrenzung hat...
ab einer gewissen leistungsklasse, bei der dann ein zu hoher strom für die akkus gefährlich werden könnte, sollte aber eigentlich auch in jedem regler ne begrenzung vorhanden sein...

was hast du für eine motor, und was für eine regler? und wiesoo kommst du eigentlich auf die idee, dir nen riesiges akkupack einzubauen, wo dann deine kiste extrem schwer wird und kaum noch auf geschwindigkeit kommt? außerdem dürfte dann die gesamte straßenlage im hintern sein... das ganze fahrzeug ist halt nur auf das normalgewicht ausgelegt...

[ShadowPhoenix]

@uwegw

Da kennst du mein Modellauto nicht =)
Es ist der E-MAXX:

http://www.inetrc.com/shopping/For%20Sale/images/800/Emaxx_01.jpg
(In Aluminium-Ausführung)

Ist knapp nen halben Meter lang und ca. 40cm breit.
Großes teil also.

Das Akkupack brauche ich wegen Fahrzeit, da reichen zB Standrad 3,3Ah nicht aus, wenn ich 1 Stunde Fahrzeit möchte.

Extrem schwer ist übertrieben, meinst du nicht?
Geschwindigkeit ist mir total unwichtig, Getriebe wird umgebaut auf Kraft, und die wird auch nicht stark benötigt.

Motor und Fahrtenregler sind noch nicht klar, wird aber ein Brushless.

Noch was:
Kann man den Fahrtenregler einfach mit einem AVR ansteuern?
(Statt dem Standard-Empfänger da ja auch andere Funkmodule eingebaut werden)
Angeblich geht das wie bei einem Servo...

[ICH_]

Angeblich geht das wie bei einem Servo...

Genau!

[uwegw]

bei so einem mostrum ist wirklich genug platz für monozellen...

nach brushless sehen die motoren auf dem foto aber nicht aus... hast du schon bestimmte motoren bzw regler angepeilt?

[ShadowPhoenix]

Die auf dem Foto sind keine Brushless.


Weiß noch nicht, welchen Motor&Regler ich verwende, aber so 100W würden doch ausreichen, bei 12 Zähne Motorritzel und 78 Zähne Hauptzahnrad. (Fahrzeug hat 2 Gänge)

Der Standard-Motor hat etwa 150W, saugt aber viel mehr Strom, da kein Brushless.

Am besten wär noch ein Regler mit integrierter Strombegrenzung wegen der Akkus... (Möchte ja einen bestimmten Maximalwert an Ampere nicht überschreiten)

MfG,
ShadowPhoenix