134mm x 47mm x 48mm für Lithium mit 12V und BMS nutzen (NiMH-Batterie durch Lithium plus BMS ersetzen)?

Hallo Tobias,

wie hoch ist der Anlaufstrom des Elektromotor, wenn er den stehenden "kleinen 30ccm-Motor" starten soll? Diesen Wert muss man kennen, um ein passendes BMS auszusuchen. Ohne dies bleibt keine andere Möglichkeit, als irgendein BMS auszuprobieren, ob es damit funktioniert. Allerdings verstehe ich Deine Frage dahingehend, dass Du genau das vermeiden möchtest und deshalb etwas ungenau fragst. Als Grundlage einer Neukonstruktion sollte man aber möglichst genaue Daten zur Verfügung haben, andernfalls steigt das Risiko falsche Teile einzukaufen und bei zu schwacher Auslegung einen Reinfall zu erleben, oder auch viel zu stark zu bauen, was dann wiederum nur unnütz Geld und Platz kostet.

Ferner muss man noch entscheiden, ob man mit 3 Lithium-Ionen-Zellen auskommt, das wären 10,8V Nennspannung, oder ob man derer vier - mit 14,4V Nennspannung - verwenden möchte. Das geht nicht anders, weil Lithium-Ionen-Zellen eine Nennspannung von 3,6V je Zelle mitbringen. Ihre Spannung liegt aber zumeist noch deutlich höher, voll aufgeladen sogar bei 4,2V, was dann bei 3S 12,6V wären und bei 4S 16,8V. Weshalb man sich bei angestrebten 12V vermutlich meist auf einen 3S-Zellenpack beschränkt.

Hat man den gesuchten Stromwert ermittelt und sich für eine Zellenzahl entschieden hat, kann man das passende BMS auswählen. Dies ist wegen der beschränkten räumlichen Verhältnisse u.U. nicht ganz einfach, sollte aber dennoch lösbar sein.

Hat man sich für ein passendes BMS entschieden, schaut man, wie viel Platz noch für die Zellen zur Verfügung steht und schaut dann, welche Zellen in den verbleibenden Bauraum passen. Hierbei kommen Rundzellen oder flache Pouchzellen in Frage. Dabei muss man noch etwas zusätzlichen Platz für anzubringende Zellenverbinder und die benötigten Kabel berücksichtigen.

Zuletzt gilt es die Datenblätter der infrage kommenden Zellen zu studieren, ob die Zellen dem zu erwartenden Anlaufstrom des Anlassers gewachsen sind. Da es sich um einen (meist) nur kurzzeitig fließenden Strom handelt, erfordert das zuweilen etwas Erfahrung und Handgelenk.

Grüße, Tom

Deine Nachforschungen sind völlig korrekt, eine typische 12V 4Ah Nassbatterie kann durchschnittlich 50 Ampere Kälteprüfstrom drücken und AGM Batterien der gleichen Baugröße (wenn sie noch weitgehend neuwertig sind) an die 100 Ampere CCA nach EN Norm! Anlasser für kleine Zweitaktmotoren liegen in der Stromaufnahme etwas höher wie klassische Scheibenwischermotoren, allerdings sollte man deren Einschaltströme niemals unterschätzen. Eine Bleibatterie geht bei Überlast nur mit der Spannung runter, aber das BMS von LIxx Akkus (falls es von der Strombegrenzung zu knapp dimensioniert ist) schaltet knallhart ab. Ich kenne dieses Problem von umgerüsteten Mopeds mit kompakten 12,8V 2Ah LFP Akkus, wo beim betätigen der Hupe gar nichts mehr passiert, das klappt dann nur noch mit Parallelschaltung eines 4700µF Elkos, damit der mögliche Einschaltstromstoß erhöht wird und die Hupe zu schwingen beginnt.

Zitat von Tobias Claren

Aber er dürfte geringer sein als bei einem 50ccm-Roller-Starter.

Das NiMh-Akkupack hat 10x 1,2V. Also 10V wenn leer, und 14,5V wenn voll.


* 12,8V 5,5Ah (70Wh) 100A
* 12V (36Wh) 180A

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Servus,

ich verstehe das nicht.

Wir reden hier von 10S NiMh mit einem Querschnitt von 5x5cm und 13cm Länge.

Das sind bestenfalls Eneloop, ich denke die können nicht einmal ansatzweise 100A liefern und schon gar nicht 180A.

So ein NiMh Akkupack mit 8S hatte ich viele Jahre im Modellflugsender. Belastung ca. 400mA, eher weniger.

Oder Sub C ?

Auf den Platz passen vielleicht 4S 2P 18650, ich denke da wird es bei 100A schon knapp.

Übersehe ich da was?

lg

M.

Die Messung eines Motor-Anlaufstroms, der nur für ein paar zehn oder hundert Millisekunden fließt, ist weder mit einem Digital-Multimeter zu erreichen, noch mit einer normalen (DC-)Stromzange. Beide sind dafür viel zu langsam. Man braucht statt dessen einen Mess-Shunt und ein (am besten Speicher-) Oszilloskop. Ich weiß dass das kompliziert ist. Aber wenn man den Wert nicht kennt, läuft man wie schon erwähnt Gefahr, Akku und BMS entweder zu schwach oder zu stark auszulegen.

Besser als Schätzen wäre es, den Strom des blockierten Motors zu messen. Denn der Anlauf erfolgt ja aus dem Stand. Aber da scheitert es vermutlich schon daran, dass man bei einem so starken Motor, der einem 30ccm-Verbrenner anschieben kann, schon einen relativ leistungsstarken Akkupack benötigt, damit die Spannung nicht sogleich auf lächerliche Werte zusammenbricht. Trotzdem könnte bei einer solchen Messung eine DC-Stromzange hilfreich sein, damit beim ersatzweise verwendeten DMM nicht gleich die Sicherung das zeitliche segnet.

Ich habe mich viel mit Verbrennungsmotoren im Flugmodellbau beschäftigt und da verwendet man natürlich auch elektrische Anlasser. Die normalen Handanlasser sind meist abgewandelte Scheibenwischermotoren, die 1:1 ohne Getriebeuntersetzung an 12V-Batterien betrieben werden. Dabei fließen ordentliche Ströme von 50A und mehr, wenn der Anlasser sich noch damit abmüht, den Verbrenner überhaupt erst mal über den Kompressionstakt zu drücken. Danach hilft der aufgebaute Schwung dann, den Motor durchzudrehen.

Bei Bordanlassern werden natürlich nicht solche Okolyten von E-Motoren wie in Handanlassern verwendet, sondern eher zierliche Motörchen, die mit höherer Drehzahl und dafür viel kleinerem Drehmoment arbeiten. Ein Untersetzungsgetriebe muss dann das erforderliche Drehmoment aus der Drehzahl des Motors holen. Solche Anlasser habe ich bei Viertaktmotoren bis 15ccm gut aus einen 12V-Eneloop-Akkupack speisen können. Aber 30ccm sind eben schon eine Ansage.

Achso: Man verwendet bei Modellfluganwendungen auch üblicherweise kein BMS für die Lithium-Akkupacks. Einerseits umm Gewicht zu sparen, andererseits weil man nicht möchte, dass das BMS einem den Strom abdreht. Dafür halten die verwendeten Akkuspacks dann leider meist nicht sehr lange...

Grüße, Tom

Hallo Tom & Tobias,

unsere guten Eneloop AA LSD Akkus erreichen auch im Top-Zustand kaum unter 21 MilliOhm Innenwiderstand pro Zelle, in den meisten Fällen liegt deren Innenwiderstand bei durchschnittlich 25 MilliOhm. Das wären mit 10 in Reihe geschalteten Eneloop ungefähr 250 MilliOhm, wo mit 50 Ampere Kurzschlußstrom schon sagenhafte 625 Watt oder ungefähr 62 Watt pro Zelle thermische Verlustleistung anfällt, was in der Praxis die guten Zellen sinnlos zerstören würde.

Ein Grenzfall für solche Anwendungen wären die altbewährten Panasonic NiCd Sub C Werkzeugakkus, mit durchschnittlich 4½ MilliOhm pro Zelle.

Bei 45 MilliOhm Innenwiderstand und 50 Ampere Kurzschlußstrom fallen ungefähr 112 Watt thermische Verlustleistung, bzw. 11 Watt interne Wärmeverluste pro Zelle an. Aufgrund deren großzügigeren Bauweise, wären solche Werte auch kurzzeitig vertretbar!

Wenn man als hochstromfähige Steckverbindungen preiswerte XT-60 Paare verwendet (erfahrungsgemäß ca. 0,5 MilliOhm pro Kontaktpaar), kann man damit schon richtig dicke Ströme drüberleiten. Aber trotzdem werden mit 50 Ampere Spitzenstrom ca. 2,5 Watt an dieser guten Steckverbindung in Wärme umgesetzt. Ähnliches passiert aber auch an einem ca. 8,5 cm langen Leitungsstück mit 1,5 mm², deshalb auch die Leitungslängen möglichst kurz halten!

Neenee Ewald, da flossen bei meinem kleinen Bordanlasser natürlich keine 50A. Das war nur in etwa der Stromwert eines 12V-Handanlassers im Stillstand. Ein zum Anlassen meiner 15ccm Viertakter geeigneter Mabuchi-Motor mit Untersetzungsgetriebe nimmt vermutlich nur 5 bis 10A auf, was die Eneloops durchaus für kurze Zeit vertragen. Heute würde man aber vermutlich die viel hochleistungsfähigen LiPos verwenden, die dann noch mal deutlich kleiner und auch viel leichter sind.

Grüße, Tom

10 Ampere Entladestrom an einem 10 zelligen Eneloop Akkupack verursacht ca. 25 Watt interne Verlustleistung bzw. ungefähr 2,5 Watt Wärmeentwicklung pro Zelle, das entspricht annähernd der Last von parallelgeschalten Glühfäden einer 12V 60/55 Watt H4 Lampe und ist für kürzere Zeit locker vertretbar. Es gab auch schon unverbesserliche Spinner in diversen RC Foren welche ihre armen Eneloop AA Zellen mit 5 Ampere Ladestrom in max. 30 Minuten aufluden, so etwas funktioniert naturgemäß nicht wirklich oft!

Das stimmt. Aber sie lieben die 700mA meines BC700: In Verbindung mit der Temperaturkontrolle des BC700 scheint mir das genau der richtige Ladestrom für jahrelange Freude mit dem AA-Eneloops zu sein. Meine bessere Hälfte braucht Weihnachten immer massenweise Eneloops-AA für ihre Weihnachtsdeko. Das sieht hier dann immer aus wie bei Tim Taylor zuhause und das arme BC700 macht dann Überstunden.

Grüße, Tom

Das sieht in der Weihnachtszeit bei meiner Frau ähnlich aus, da vermisse ich dann regelmäßig bis zu 50 Eneloop Zellen. Nicht umsonst habe ich schon vor vielen Jahren 5 Stück BC 700 von "Technoline" angeschafft, waren damals nicht die billigsten aber die funktionieren zuverlässig!

Leider fallen nach einer längeren Betriebszeit in den Netzteilen die Elkos aus. Ich hatte 1.000µf-Typen aus meinem Vorrat eingebaut, aber die waren leider zu groß, so dass das Netzteil sich nicht mehr korrekt schließen lies. Naja: Etwas Panzertape löste dann das Problem.

Grüße, Tom

Hochohmige Elkos sind die häufigsten Ausfallursachen von Schaltnetzteilen, Frequenzumrichtern, Wechselrichtern, leistungsstarken Mainboads, Grafikkarten usw., weil dort sehr hohe Impulsströme fließen! Gute low ESR Elkos welche schon seit über 10 Jahren in nahmhaften ATX Netzteilen verbaut werden, sind von der Baugröße schon recht klein. Ältere und vor allem noch größere original Rubycon, jamicon, Nippon Chemi-con usw. verwende ich überwiegend für Reparaturarbeiten an alten Arcade Monitorchassis, die halten damit wieder Jahrzehnte!

Ein Hauptproblem bei vielen kleinen Sperrwandler Schaltnetzteilen ist die fehlende Filterdrossel zwischen sekundärer Gleichrichterdiode und dem ersten Elko, welche die energiereichen Pulse vom Sperrwandler etwas zähmen könnte. Das wiederum wäre kaum vereinbar mit sehr kleinen Baugrößen, folglich sind für solche Anwendungen nur die besten low ESR Elkos gerade noch gut genug!

PS: Ausgediente ATX Netzteile sollte man niemals unüberlegt entsorgen, weil das in der Regel sehr nützliche Bauteilspender sind!