Verrückte Schnaps-Idee: LiFePo4-Aufrüstung für Arme ;-))

[Night Hawk]

Hallo erstmal,

meist fahre ich meinen kleinen Bleiroller nur ca. 10 km und kann dann sofort laden. So hält der sicher viele Jahre. Aber im Sommer will ich öfter damit auch zu einem Freizeitparkt im Hinterwald fahren, mit Steigungszuschlag komme ich dann auf ca. 35 km Reichweite ohne Nachlademöglichkeit und das geht dem Blei sicher auf die Lebensdauer.

Ich versuche schon, den Akku zu schonen, indem ich bei solchen Fahrten nicht mal "Vollgas" fahre, auf flacher Strecke nur 40 laut Tacho und bei Steigungen sogar freiwillig auf Mofageschwindigkeit zurück falle, obwohl da immer noch ca. 40 km/h gehen würden.

Auf Dauer will ich auf alle Fälle auf LiFePo4 umrüsten, vermutlich 16 mal Winston 40 Ah, aber solange das Blei läuft, will ich das möglichst lange nutzen. Nun meine verrückte "Schnapsidee" zum Strecken der Lebensdauer:

--> Ich könnte die 12 Volt-Versorgung, also vor allem Frontscheinwerfer und Kleinkram, der insgesamt wohl ca. 60 Watt verbrät, "dank" schlechtem Wirkungsgrad des DC-DC-Wandlers aber vom Traktionsakku wohl locker 90 Watt zieht schon "vorab" auf LiFePo4 umrüsten, also z. B. mit 4 Headway-10 Ah Zellen oder so. Der DC-DC-Wandler soll natürlich immer noch funktionsfähig bleiben, also entweder mit Schalter, mit Entkopplungs-Dioden oder wie auch immer. <--

Soweit die Schnappsidee.

Vorteile:

Bei der extra schonenden Fahrweise zum Freizeitpark komme ich auf geschätzte 800 Watt Motorverbrauch gegenüber 1200 Watt beim gleichmäßigen Dahinrollen mit Vollgas auf ebener Fläche. Da macht der Energieverbrauch des DC-DC-Wandlers immerhin schon mal locker 10% des Gesamtenergieverbrauchs aus.

Würde ich diese vom Bleiakku umleiten auf den kleinen LiFePo4, könnte der Bleiakku somit um ca. 10% Entladung entlastet werden. Was dank Peukert-Effekt bei der Blei-Lebensdauer wohl aber eher 20% ausmachen kann. Im Prinzip erhöht sich die theoretische Reichweite um besagte 10% und ich nutze umgekehrt dann beispielsweise nur 50% anstatt der sonstigen 60% Entladetiefe aus (bei Vollgas würde ich sogar eher 80% nutzen).

Ich weiß, letztlich bringt das natürlich nicht viel, aber 20% Lebensdauererhöhung des Bleiakkus sind rechnerisch immerhin schon mal 100 Euro und der kleine LiFePo4-Akku würde gerade mal ca. 70 Euro kosten und den Bleiakku vermutlich sogar dennoch überleben.

Nachteil wären natürlich vor allem die umständliche Laderei von 2 verschiedenen Akkusystemen, das zusätzliche Gewicht von ca. 1,5 kg und vor allem natürlich die unübersichtlichere Verkabelung und mögliche zusätzliche Fehlerquellen, wenn mal was kaputt geht.

Immerhin könnte ich damit aber auch schon mal im kleinen Rahmen Erfahrungen mit LiFePo4 sammeln, bevor ich die komplette Kiste ganz auf Lithium umstelle.

Wer stößt mit mir an auf diese Idee, die dem Film "die Feuerzangenbowle" entsprungen sein könnte? Oder findet Ihr die Idee allzu pervers?

Freundliche Grüße,
Night Hawk

[STW]

Lediglich eine vollständige "Entkopplung" des 12V-Stromkreises wäre dann sinnvoll, mit eigener Ladetechnik. Aber die DC-Konverter haben allesamt einen besseren Wirkungsgrad (Ausführung als Schaltnetzteil), und 10% Lastveränderung machen keine 20% Peukert aus. Deine Rechnung ist also zu optimistisch.
Hinzu kommen noch Zulassungsprobleme, soweit ich mich entsinne, muß zulassungstechnisch der Lichtstrom von den Fahrakkus kommen (nur der Vollständigkeit halber erwähnt, wer kontrolliert im Überprüfungsfall schon die Verkabelung).

Da würde ich die 70€ für die Zellen und nochmals das extra Geld für ein 12V-Ladegerät beiseite legen und überlegen, ob ich nicht in qualitativ höherwertige Ladetechnik für die Fahrakkus investiere. Ein Ladegerät mit 15-20A macht deutlich mehr Freude und ist für die Batterien eine Frischzellenkur.

[Peter51]

Ausnahmsweise Stephan, muß ich Dir widersprechen: 40Ah Bleiakkus sollte man nur mit 10A laden und nicht mit 15 oder 20A.
(Datenblatt Batteriehersteller).
Die 12V Spannungsversorgung aus einem 12V Akku ist sicher praktikabel.

[Night Hawk]

Hallo stw,

danke für die schnelle Antwort, auch wenn Du meine Schnappsidee nicht so gut findest.

Ich fand meinen Text ohnehin schon grenzwertig lang und habe darum wohl einige Überlegungen allzu sehr abgekürzt. Ich versuche mal zu präzisieren:

1) Klar ist der DC-Wandler ein Schaltnetzteil, sonst könnte der Wirkungsgrad ja auch nur 25% sein und nicht die von mir angenommenen ca. 66%. Die sind natürlich auch nur grob geschätzt, aber immerhin ist der Kühlkörper wohl nicht ohne Grund so groß und ich ging so ungefähr davon aus, daß der an die 20 bis 30 Watt Abwärme abstrahlen kann. Einigen hier ist der ja dennoch schon kaputt gegangen. Aber wenn ich mich irre, laß ihn mal 80% Wirkungsgrad haben - mehr hat er sicher nicht.

2) verkürzte ich weitere Multiplikatoren zu
"""Dann könnte der Bleiakku somit um ca. 10% Entladung entlastet werden. Was dank Peukert-Effekt bei der Blei-Lebensdauer wohl aber eher 20% ausmachen kann. """

damit meinte ich nicht, daß der Bleiakku 20% Entladetiefe spart, sondern folgendes:

a) Dank sparsamer Fahrweise spare ich 7% Entladetiefe im 12 Volt Kreis gemessen. Würde ich Vollgas fahren, wäre ich ja kürzer unterwegs, dann braucht die Beleuchtung natürlich relativ weniger.
b) Was im 12 Volt Kreis noch 7% Entladetiefe spart, spart im 48 Volt-Kreis schon 10% bei meinem angenommenen DC-Wirkungsgrad. Wenn der besser ist, wie Du meinst, sind es ja vielleicht auch nur 9% oder so.
c) Dank Peukert wird der Akku aber bei 9% geringerer Stromentnahme überproportional bei seiner Entladung geschont. Natürlich nicht um 20%, aber laß es mal 12% sein.

Und nun kommt die Überlegung, die ich abgekürzt hatte: Wenn ich auf "guten" Strecken nur 10 km fahre, dann ändern 12% Entlastung bei der Entladung nicht mehr viel bei der Lebensdauer, etwas überproportional ists zwar schon, aber laß es dann mal 14% sein.

Wenn ich aber einen Blei-Akku fast ganz leer fahre, oder auch nur 60% leer fahre, dann schaden die letzten Prozent Entladung ja deutlich mehr als die ersten Prozent Entladung. Und da schätzte ich grob, daß wenn ich 12% weiter von der Tiefentladung weg bleiben kann, indem ich beispielsweise nur Entladetiefe 53% fahre anstatt der unaufgerüsteten 60%, dann erhöht sich die Akkulebensdauer - laut Datenblättern der Akkuhersteller - schon mal locker um 20%.

Laut einem Akkudatenblatt kann ein Akku, der bei voller Entladung (noch ohne Tiefentladung) 300 Zyklen hält, locker 1600 mal zu je 30% Entladen werden, also rechnerisch dann immerhin 480 Vollzyklen. Und das strebe ich eben an - auch wenn meine Akkus offiziell nur mit 200 Vollzyklen angegeben sind und ich daher bestenfalls erwarten kann, ca. 1000 mal zu je 30% entlasten zu können.

So, leider ist der Text nun doch länger geworden, aber meine Theorie sollte nicht gar zu falsch sein.
Deine praktischen Einwände nehme ich natürlich auf alle Fälle an, denn hier fehlt mir leider noch
jede eigene Erfahrung.

Das ist ja aber auch einer der Vorteile, die ich sehe, daß ich mich schon mal langsam an die
Schrauberei heran tasten kann, ohne gleich den ganzen Akku umzubauen.

Ich übe quasi eine Blinddarm-Op bevor ich mich an eine Herztransplantation wage.
Ist doch sicher auch ein Aspekt, oder?

Freundliche Grüße,
Night Hawk

[Night Hawk]

Ausnahmsweise Stephan, muß ich Dir widersprechen: 40Ah Bleiakkus sollte man nur mit 10A laden und nicht mit 15 oder 20A.
(Datenblatt Batteriehersteller).
Die 12V Spannungsversorgung aus einem 12V Akku ist sicher praktikabel.

Hallo Peter,

danke schon mal für Deine Ermutigung. Ich schrieb ja selbst "Schnapsidee" und bin mir auch noch nicht sicher, ob die Sinn macht. Darum stelle ich sie ja auch hier erst mal zur Diskussion. STW hat sicher damit Recht, daß es den Aufwand insgesamt nicht lohnt, wenn man ausschließlich auf den Finanzaspekt schaut, selbst wenn da einige Cent hängen bleiben würden (immerhin werde ich den kleinen Akku samt Ladegerät auch anderweitig weiter verwenden, wenn er im Roller nicht mehr benötigt wird).

Aber als, ich sag mal "psychologischer Einstieg" kann es vielleicht doch zumindest bei der Entscheidung pro und Kontra Gesamtumrüstung helfen. Und sei es auch nur - ich will es nicht hoffen - daß ich damit scheitere und dann ohne größeren Schaden rechtzeitig die Selbstaufrüstung, "Herztransplantation" des Traktionsakkus noch abblasen kann.

Freundliche Grüße,
Night Hawk

[Harry]

Hallo Night Hawk,

Deinen Ansatz bei den Überlegungen zur separaten 12V-Versorgung möchte ich anzweifeln. Der Weg müsste doch sein, den Strom der 12V-Versorgung zu reduzieren. Also weg von Glühbirnen und hin zu sparsamen LED's.

[Night Hawk]

Hallo Night Hawk,

Deinen Ansatz bei den Überlegungen zur separaten 12V-Versorgung möchte ich anzweifeln. Der Weg müsste doch sein, den Strom der 12V-Versorgung zu reduzieren. Also weg von Glühbirnen und hin zu sparsamen LED's.

Hallo Harry,

ich bin sicher ein ebenso großer Fan von LED wie Du. In meiner Wohnung leuchtet kaum noch was anderes! Und Taschenlampen mit Glühbirnchen nehme ich nicht einmal mehr geschenkt!

Logischerweise habe ich natürlich zuallererst an den Austausch sämtlicher Glühlampen durch LED auch beim Roller gedacht. Nur ist dies leider zumindest beim Fahrlicht strengstens verboten - und zwar aus gutem Grund.

Nämlich wegen der Blendwirkung auf den Gegenverkehr. Zumindest beim Abblendlicht ist die Position des Glühfadens nämlich ganz wichtig, ebenso wie die des Abschirmblechs in der Lampe. Beim Fernlichts ists vielleicht nicht so problematisch - das blendet ja definitionsgemäß ohnehin.

Vermutlich hängt es mit diesen Problemen zusammen, daß ich auch noch keinerlei LED-Ersatzlampe für das Standard Abblendlicht gefunden habe. Blinker, Rücklicht, Bremslicht usw. kann man sicher leichter durch LED ersetzen, aber solange das 35 Watt Abblendlicht noch "glüht" ist das alles wohl noch eine Größenordnung unbedeutender als mein Ansatz ohnehin ist. Leider.

Wobei ich schon oft nachgedacht habe, daß die Pflicht, tagsüber mit Abblendlicht zu fahren, ja vor allem der besseren Sichtbarkeit der Zweiradfahrer dient und Autos fahren inzwischen ja auch mit speziellem "Taglicht". Also müßte es da doch irgend eine Möglichkeit geben?


Dennoch danke für Deinen Einwand.

Freundliche Grüße,
Night Hawk

[STW]

Ausnahmsweise Stephan, muß ich Dir widersprechen: 40Ah Bleiakkus sollte man nur mit 10A laden und nicht mit 15 oder 20A. (Datenblatt Batteriehersteller).

Suche mal bei Google nach den Stichworten elweb und kugelhaufenmodell. Die Erfahrungen sind da gänzlich andere: "mit der Stromstärke laden, mit der auch entladen wird."

[Night Hawk]

Hallo Alf,

offen gestanden habe ich mich mit Blei nur halb so intensiv befaßt wie mit LiFePo4, obwohl ich ja - noch - Blei fahre. Was ich aber gelesen habe, läßt mich vermuten, daß Dein Text sich eher auf Bleiakkus ohne AGM oder Silikatgel bezieht.

Speziell die Säureschichtung soll bei AGM oder Bleigel - angeblich - kaum noch auftreten. Außerdem sind Flüssigsäureakkus, wie z. B. Starterbatterien im Auto, nicht so empfindlich gegen Gasen wie AGM oder Gel.

Von daher glaube ich Dir wohl, daß der Tipp aus dem Elweb gut ist - ich zweifle nur, ob der zu 100% überhaupt auf meinen Bleigel-Akku zutrifft.

Wie gesagt, ich bin da nicht so belesen und kann mich auch irren. Es mag auch gewisse Unterschiede zwischen den Herstellern geben und es kommt wohl auch sehr darauf an, was genau der Akku mit dem Gas macht. Wenn er es zu 100% katalytisch wieder zu Wasser rückwandelt und gleichmäßig in den Säurekreislauf rückführen kann, dann ist Gasen wohl sogar die schonenste Art des Balancing, schonender noch als bei LiFePo4 die elektrischen Balancer. Wenn das Gas aber nicht richtig rekombiniert wird, oder das entstandene Wasser nicht gleichmäßig in den Akku zurück verteilt wird, dann kann das Gasen den Akku auch schnell zerstören. Deshalb bin ich da sehr skeptisch - allerdings gegen jede Vorstellung auch gegen meine eigene.

Night Hawk

[Harry]

Hallo Night Hawk,

wenn Du schon überlegt hast eine separate 12V Stromversorgen zu realisieren, dann bastele Dir doch besser einen LED-Scheinwerfer.
Eine LED in der Form einer 2-Faden-Glühbirne wird es nicht geben, da wegen fehlender Kühlung die LED schnell den Hitzetot stirbt.

Wenn Du Dir den Abblendlichtglühfaden ansiehst, dann kannst Du erkennen, dass das Licht durch ein Blech nach unten abgeschirmt ist. Mit einer LED geht das viel besser, da sie sowieso nur in eine Richtung leuchtet.
Du merkst Dir also den Brennpunkt Deines Scheinwerfers und schneidest Dir ein Kupferblech als Kühlkörper so zurecht, dass es waagerecht hineinpasst. Dann befestigst Du im Brennpunkt oben und unten jeweils eine LED mit Stern z.B.

LED 3W

Das Befestigen geht gut mit 3mm Popnieten, vorher Wärmeleitpaste nicht vergessen.
Dann brauchst Du noch 2 Konstantstromquelle mit 700mA für die LED's z.B.

Konstantstromquelle

Fürs Abblendlicht schaltest Du die obere LED ein und fürs Fernlicht beide LED's.