Was sagt Ihr zu dieser Batterieauslegung...

  • Hallo Netz-Gemeinde,


    um auf dem Modellflugplatz mein LiPo Akkus aufzuladen, möchte ich mir einen voll geladenen Bleiakku ins Auto stellen, den ich nach Gebrauch daheim wieder auflade. Zur Auslegung des Akkus habe ich mir Gedanken gemacht, die ich Euch gerne einmal vorstellen möchte und hoffe von Euch Ratschläge, wie man es besser macht, zu erhalten oder sonstige konstruktive Kritik.


    Es geht um 12S LiPo Akkus mit einer Kapazität von 5800mAh. Diese brauchen am Ladegerät daheim ca. 75 Minuten zum Laden. Die in letzter Zeit aufgetretenen Maximalwerte waren 250Wh an Energie, die ich pro Akkuladung brauche. In dieser Zeit (ein bisserl kürzer) fließen 5.5A Ladestrom bis zum Erreichen der 12*4.2V=50.4V Danach wird die Spannung konstant gehalten bis der Ladestrom eine untere Grenze passiert.


    Ich stelle mir vor, daß ich über den Bleiakku vier mal meine LiPo's aufladen kann. Jetzt habe ich mir einen Akku mit 120Ah Kapazität ausgesucht. Werden von diesem 80% der Nennkapazität benutzt, so komme ich auf 0.8*120Ah*12V= ca. 1150Wh. Diese Energie reicht für 1150Wh/250Wh=4.6 Ladungen.
    Der Akku soll ein zyklenfester Typ sein. Ich habe mir einen Vliesakku (AGM) ausgesucht.


    Mit dieser Auslegung sollte ich also 4 mal meine LiPo's laden können. Was haltet Ihr von meiner Überlegung? Ist die so brauchbar oder mache ich Fehler?


    Danke für Eure Meinungen


    Gruß
    Holger Hessling

  • Hallo,


    die maximale Klemmenspannung von 12S Lipos beträgt 12 x 4,2V =50,4V. Bei 5,8Ah sind also 292W Abgabeleistung des Ladegerätes über eine Stunde erforderlich, was einer Energiemenge von 292Wh entspricht. Wir legen den Ladefaktor des Lipo-Akkus mal etwas vereinfachend mit 1 zugrunde (bei Lipos passt das sogar beinahe...). Den Wirkungsgrad des Ladegerätes schätze ich auf etwa 75%, was einer Energieaufnahme von etwa 390Wh entspricht.


    Ein 12V/120Ah-AGM-Bleiakku kann im vollgeladenen Neuzustand 6A bei durchschnittlich 11,5V über 20h abgeben, was insgesamt 1,38kWh Energie entspricht - also bei einer Entladerate von C20: 20 stündig. Da die Stromaufnahme des 75%-Ladegerätes bei einstündiger Aufladung eines oben beschriebenen Lipo-Akkus aber 32,5A beträgt, ist klar, das der 120Ah-Bleiakku mit einer erheblich höheren Entladerate als C20 (auf die sich die Kapazitätsangabe von 120Ah bezieht) belastet wird, was die effektiv entnehmbare Energiemenge entsprechend vermindert. Laut Datenblatt von Sonnenschein kommt man bei einer vollständigen Entladung bis hinunter auf 10,5V Entladeschlussspannung innerhalb von vier Stunden nur noch auf etwa 75% entnehmbare Kapazität, also etwa 90Ah. Wenn wir mal wieder etwas vereinfachend dauerhaft eine mittlere Klemmenspannung von 11,5V voraussetzen, entspräche dies einer Gesamt-Energiemenge von 920Wh. Man stellt also fest, das der 120Ah-Akku noch nicht mal ausreicht, um den 12S/5,8Ah-Lipo drei mal mit dem 75%-Ladegerät vollzuladen (1,17kWh). Bei einem verminderten Energiebedarf von 250Wh pro Akkuladung reicht der Bleiakku aber auch keine vier Lipo-Ladungen (immer an den Ladegeräte-Wirkungsgrad und die Entladerate des Bleiakkus denken).


    Dennoch hab ich's selbst für's Modellfliegen genau so gelöst (Sonnenschein Dryfit A400 12V/120Ah). Allerdings betreibe ich meine Helis mit 10S/5,2Ah-Lipos, die ich auch nur bis auf 30% Restladung entlade, was einer (Lade-)Energiemenge von 153Wh entspricht. Das man Lipos mit Blick auf deren Lebensdauer möglichst nicht tiefer als bis auf 30% Restladung entladen soll, hat sich ja mittlerweile herumgesprochen. Die teuren Lipos altern andernfalls schneller, besonders der Innenwiderstand steigt bei tieferen Zyklen schnell an. Die Stromaufnahme des Ladegerätes liegt niedriger und die Aufladung dauert auch weniger als eine Stunde, so dass ich in der Praxis problemlos vier komplette Nachladungen durchführen kann und noch Energie im Akku habe. In der Regel hängen auch noch andere Ladegeräte an meiner alten Dryfit mit dran, ohne das es hier zu Problemen kommt. Und wenn ein Flugtag doch mal länger ausfällt als geplant, muß halt der Generator ran... ;)


    Viele Grüße!


    Tom

  • Servus Tom,


    vielen Dank für Deine sehr ausführliche Antwort! Da steckt einiges für mich drin; bin gerade dabei alle Deine Gedanken nachzudenken :thumbup: Und Du hast recht, den Wirkungsgrad habe ich ja mal total vergessen ;( Bin gerade dabei, das Ladegerät genau zu beobachten. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Lader von CC auf CV umschaltet, erreicht der Akku das erste mal seine Ladeschlußspannung von 50.4V bei einem Strom von 5.5A. Das sind in diesem Moment 277W. Der Lader nimmt zu diesem Zeitpunkt ca. 320W auf. Somit komme ich auf eine Art Wirkungsgrad von um die 85%.
    Über die Dauer der Akkuladung sind das im Mittel 264W, die der LiPo aufnimmt. Mit den 85% Wirkungsgrad komme ich dann auf eine Ladereingangsleistung von 310W im Mittel. Der ganze Ladevorgang dauert in etwa 75 Minuten. Somit komme ich für einen Ladevorgang auf ca. 388Wh. Das ist ziemlich genau der Wert von 390Wh, den Du geschrieben hast :)


    Daß die entnehmbare Energiemenge eines Bleiakkus bei unterschiedlichen Entladeraten (C20, C5, etc.) so stark eingeht, war mir neu. Danke für Deine Ausführungen. Jetzt bin ich halt auf der Suche nach Datenblättern. Bei Sonnenschein habe ich schon was entdeckt, muß aber noch sicher gehen, daß die Graphen dort für meine Akku's gültig sind.


    Also vielen Dank, ich habe heute wieder viel gelernt.


    Gruß vom Chiemsee mit Dauerregen seit Wochen :cursing: Da ist kein Heli fliegen drin...


    Holger


  • Na, dafür haben wir doch den Simulator... :D


    Hi Tom,


    ja, aber der macht irgendwann auch keinen Spaß mehr :wacko:




    Das mit der Autobatterie zum Laden meiner LiPo's hat sich für's erste erledigt. Ich habe nämlich mal getestet, welche Ströme bei 11.5V am Netzteil so fließen. Und siehe da, der Lader erreicht seine 5.5A Ladestrom nicht. Zwei mal habe ich es probiert. Beim ersten mal hat er nur 3.6A, nach einem anfänglichen Überschwinger bis 5A, erreicht. Beim zweiten mal warens dann 4.6A. Erst als ich die Spannung auf über 12V hoch gedreht habe, wurde wieder der gewählte Ladestrom von 5.5A eingehalten.


    Ich habe das mal dem Hersteller geschildert. Denn der Lader ist für eine Spannung von 10-15V ausgelegt (lt. Datenblatt). Mal sehen, ob ich da eine Aussage bekomme.




    Gruß


    Holger

  • Tja, und seit heute 10:00Uhr ist er beim robbe-Service. Das Display ist ausgefallen. Wenn man ihn blind bedient geht er :-) Ist aber wohl ein Garantiefall, denn den Lader habe ich erst im Januar gekauft... Mal sehen, was sie zu dem "Spannungsproblem" sagen.

  • Mit der Estner Akkumatik bin ich bisher sehr gut gefahren: Günstig in der Anschaffung (besonders als Bausatz :thumbsup: ), sehr leistungsfähig, integrierter Balancer, lädt alle Akkutypen einschließlich Lipos bis 12S. Schaltpläne liegen offen, Software-Updates gibt's bei erscheinen von Herrn Estner. Einzig den Balancer hab ich wiederholt durch falschen Anschluss der Akkus getötet. Das Balancer-IC lässt sich aber recht simpel austauschen, so dass auch das kein Drama ist... (wer noch Balancer-Bausteine LTC6802-1 für Ersatzzwecke benötigt, kann sich gern an mich wenden).


    Bei der Akkumatik lässt sich u.a. die Schwelle der Eingangsspannung, unterhalb derer die Ladung abgebrochen wird, sinnigerweise einstellen, was wirklich ein Vorteil bei Verwendung des Laders auf dem Flugplatz ist. So hat sich beispielsweise gezeigt, dass unter hoher Last (250W max.!) deutlich geringere Spannungswerte am Versorgungsakku zu messen sind als 11,5V, obwohl der Akku noch lange nicht entladen ist.


    Grüße, Tom

  • Hi Tom,


    den Estner Akkumatik habe ich mir angesehen. Nettes Teil, leider zu leistungsschwach für meine Akkus (12S 5,8Ah). Aber ich habe jetzt den Pulsar 2 Plus entdeckt. Der ist zwar teuer zusammen mit dem dazugehörigen Balancer, aber der interessiert mich jetzt doch...


    robbe läßt sich diesmal richtig Zeit :( Hab am Freitag angerufen, da haben die noch nicht mal angefangen :( :( :( Gerade jetzt, wo das Wetter gut ist...


    VieleGrüße
    Holger

  • Siehste? Genau wegen sowas kauf ich Akkumatik und nehm' dann nötigenfalls selbst mal den Lötkolben in die Hand.


    Reichen Dir denn 5A Ladestrom bei 50V nicht aus? (Ich weiß, jetzt wird's irgendwie OT...)


    Grüße, Tom

  • Hi Tom,


    es sollten schon 300W sein :D Ich möchte ja schon gerne mit einem vollen 'C' laden... Und das sind nunmal 50.4V * 5.8A = 292,32W. Aber als Backup-Lösung für einen Fall wie meinen gerade ist das bestimmt eine gute Wahl. Ich werde noch mal drüber nachdenken.


    Wegen OffTopic!?!! Nunja, wir könnten einen neuen thread aufmachen oder per eMail oder Telefon weiter plaudern ^^


    Viele Grüße vom Chiemsee
    Holger

  • Notfalls häng ich noch eine Modellbau-Unterrubrik ans Forum, da ist dann bestimmt auch schnell was los... :D


    Wenn ich meine Lipos auf dem Flugplatz lade, soll es natürlich einigermaßen schnell gehen, ist ja klar (obwohl ich oft mit mehreren Modellen rausfahre und da ist dann durchaus auch ausreichend Zeit für's Laden vorhanden). Zu Hause lade ich aber eher langsam mit deutlich weniger als 1C. Ob's sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt weiß ich bisher nicht, aber schaden tut's jedenfalls nicht. Es ist bei Lipos auch anders als bei NiCd's, wo hohe Ladeströme einen niedrigen Innenwiderstand garantieren. Insoferhn ist - ausreichend Zeit mal vorausgesetzt - eine geringere Laderate bei Lipos kein Nachteil.


    Was aber wirklich eine gute Sache wäre, ist eine Brennstoffzelle mit 300W Ausgangsleistung für den Flugplatz. Am besten mit Methanolbetrieb, das Zeug ist ja billig. Aber so weit ist die Technik leider noch nicht.


    Grüße, Tom

  • Hi Tom,

    Notfalls häng ich noch eine Modellbau-Unterrubrik ans Forum, da ist dann bestimmt auch schnell was los... :D

    tu' Dir das nicht an! Ist schon eine verrückte Meute. Besonders, wenn Du Dir Heli Flieger einhandelst 8o

    ...ausreichend Zeit mal vorausgesetzt - eine geringere Laderate bei Lipos kein Nachteil...

    Ja da hast Du natürlich recht!


    Was mich betrifft, habe ich mir am Sonntag ein zweites E1 bestellt. Es wird wohl heute kommen. Dann bin ich wenigstens wieder handlungsfähig :thumbsup:



    Das mit der Brennstoffzelle ist jetzt aber wirklich OT :love:


    cul8er Holger

  • Das mit der Brennstoffzelle ist jetzt aber wirklich OT :love:


    cul8er Holger

    Findest Du? Wenn wir an den Anfang des Threads zurückgehen, stellte sich dort die Frage nach der Energieversorgung eines Flugtages. Und wenn ich an den 120Ah Sonnenschein-Akku denke, dann tut mir gleich wieder der Rücken weh (den krieg ich allein jedenfalls nicht in oder aus dem Kofferraum). Und dann reicht dessen Energieinhalt noch nicht mal, um vier Ladungen des 12S-Akkus durchzuhalten. ;( Schon irgendwie tragisch. Da wäre dann wohl eine andere Lösung auf Basis eines leistungsfähigeren Energieträgers gefragt und da bleiben dann m.E. nur ein Stromgenerator oder besser noch gleich eine (geräuschlos :) ) Brennstoffzelle. Finf ich gar nicht mal soooo OT, jedenfalls wenn man das ursprüngliche Problem zu lösen versucht.


    Grüße, Tom

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