Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

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achim
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Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von achim » So 16. Sep 2018, 09:13

Nachdem die Bleiakkus des GoE classic nach 5000km am Ende waren - die Reichweite betrug zum Schluß noch knapp 10 km - war es Zeit über eine Wechsel nachzudenken. Da ich kein Blei mehr haben wollte, der Roller aber in erster Linie im Winter benutzt wird, musste der angedachte Lithiumakku entnehmbar sein um auch bei niedrigen Aussentemperaturen laden zu können.
Also wurde der Roller zum erstenmal zerlegt und bot dabei ein ziemlich grausiges Bild.
Wie man sieht ist ünerall Wasser eingedrungen, viel Rost und Dreck. Man sieht aber auch dass normale Pflege, die der GoE nie bekam, hier auch nichts genutzt hätte, denn an die Stellen kommt man ohne Demontage nicht ran.
Die Bleiakkus wurden also erst mal ausgebaut, die Verkabelung entfernt. Es ist massig Platz in dem Roller.
01.jpg
Ein Entnehmen des angedachten Akkus ist nur über das Helmfach möglich. Da ich auf keinen Fall auf das Helmfach verzichten wollte kam nur ein Entnehmen über den Boden des Helmfachs infrage. Dazu später mehr.

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Fasemann
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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von Fasemann » So 16. Sep 2018, 09:23

Sehr gut, ich bin bei 4300 km, da kann ich ja alles bei dir abgucken 😉.

achim
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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von achim » So 16. Sep 2018, 09:26

Bei den Überlegungen für den Akku fiel die Wahl auf die Sony Konion VtC5 mit 2600mAh. Diese Zellen gelten als besonders driftarm, sind bis 30A belastbar und deshalb besonders geeignet, da ich kein BMS verbauen wollte. Ich traue diesen chinesischen Elektroniken nicht. Hab schon zu viel Elektronik aus China erlebt die entweder gar nicht wie vorgesehen funktionierte, nach kurzer Zeit defekt war oder nach einiger Zeit mit Fehlfunktionen glänzte.
Bei einem BMS hat man kaum Möglichkeiten die korrekte Funktion zu kontrollieren.
Ein Herausführen der einzelnen Zellenblocks in eine Steckerleiste, nachmessen und evtl. hin und wieder manuell balancieren sollte völlig ausreichen.
Auch auf die weiteren Schutzfunktionen kann ich verzichten. Die Entladeschlußspannung lässt sich auch so zuverlässig überwachen, die Ladeschlußspannung ebenfalls. Da ich mit einem Labornetzteil lade, kann ich sie auch beliebig einstellen.

Bei Akkuteile.de wurden 150 Zellen bestellt die auch in kürzester Zeit geliefert wurden. Angedacht war eine Kombination 14s 10p.
Die rund 25Ah reichen mir locker. Der Controller des GoE würde vielleicht auch 15s akzeptieren, aber ich wollte es nicht übertreiben.
Aus zwei Streifen einer Siebdruckplatte wurde eine kliene Lehre gebaut und die Akkus darin mit Epoxydharz in 10er Reihen verklebt.
02.jpg

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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von achim » So 16. Sep 2018, 09:50

Da der Akku über den Helmfachboden entnehmbar sein muss, darf er nicht zu viel Fläche beanspruchen. Daher kam nur ein doppelstöckiger Aufbau in Frage. Zwei Blocks mit jeweils 10p und 7s übereinander seriell verschaltet ergaben die richtige Abmessungen.
03.jpg
In dieser Anordnung wurden die 10er Blocks wieder verklebt, was einen stabilen Verband ergab.
Für die elektrische Verbindung war zunächst Punktschweißen und Nickelbänder geplant. Die praktischen Versuche mit einem bestellten Punktschweißgerät waren aber ernüchternd.
https://www.ebay.de/itm/1-9KW-60A-Punkt ... 0642.m3226
Das Gerät ist einfach viel zu schwach um ein 8mm 0,15er Nickelband zu verschweißen. 0,5mm 0,1 ging grade noch vernünftig. Das erschien mir aber zu gering dimensioniert.
Und dennoch zeigten Versuche immer wieder dass nicht alle Schweißverbindungen wirklich mechanisch stabil waren. Im Verbund lässt sich das auch nicht mehr überprüfen, daher entschloß ich mich für das Löten.
Alle Lötflächen wurden mit dem Glasfaserpinsel leicht aufgeraut und vorverzinnt. Mit einem 60 Watt Lötkolben und 400Grad gehr das sehr gut und ist in max. 2 sec. erledigt.
Der Raum zwischen den Zellen wurde mit Kaptonband für zusätzliche Isolierung abgeklebt.
04.jpg
Zusätzlich wurden noch Kartonscheiben aufgeklebt. Gibt es alles für kleines Geld bei Amazon.
05.jpg
Bei der Frage nach den elektrischen Verbindern fiel die Wahl auf 5mm breite Entlötlitze. Sie hat einen wesentlich geringeren Widerstand als die Nickelbänder und die Verlötung lässt sich durch das Geflecht besser beurteilen als das bei einer geschlossenen Metallfläche der Fall wäre.
Ganz unproblematisch ist das aber auch nicht. Die Entlötlitze neigt aus unerfindlichen Gründen MANCHMAL dazu Oxyde auszubilden die dann nicht mehr wegzubekommen sind. Warum und unter welchen Umständen das der Fall ist hat sich mir nie erschlossen. Das nächste mal würde ich Solarverbinder bevorzugen.
06.jpg

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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von achim » So 16. Sep 2018, 13:55

07.jpg
08.jpg
Aus geschäumten PVC Platte wurde noch ein Gehäuse gebaut das auf der Auflageseite der Zellen eine dünne Silikonschicht zur Dämpfung erhielt
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Die einzelnen Zellblocks wurden auf eine Steckerleiste herausgeführt und mit Schmelzsicherungen abgesichert.
10.jpg
Das Akkugehäuse erhielt noch Kantenstabilisierungen in Form von Winkelprofilen.

Vom Helmfach wurde der Boden abgeflext, die Seitenwände mit PVC Platten ergänzt, der neue Boden angeklebt und mit einer 5mm dicken PU Harz Schicht ausgegossen. Die PVC Platten lassen sich mit einem Heißluftgebläse sehr gut adaptieren.
11.jpg
Aus Kömazellplatten wurde eine neue Halterung für den Akku in das alte Akkufach eingepasst und dann der Boden des Helmfachs mit der Stichsäge so ausgesägt dass ein etwa 1cm breiter Rand verblieb.
12.jpg
Durch diese Öffnung lässt sich der Akku nun problemlos herausnehmen.
13.jpg
Der Einlegeboden wurde aus einer PVC Platte ausgesägt und verschließt die Öffnung.
14.jpg
Natürlich lässt sich das alles handwerklich sauberer ausführen als ich das hier getan habe, aber ich wollte an einem Samstag fertig werden. Die Übergänge am Helmfach kann man noch verspachteln und lackieren oder mit Panzertape abkleben.
Danach konnte der Roller wieder zusammengebaut werden.

Nach dem Volladen des Akkus kam dann die große Überraschung. Genau 60km hielt der Akku durch. Das ist weit mehr als ich erwartet hatte.
Ein Vorversuch mit dem Akku des Revoluzzer der mit 30Ah gelabelt ist ergab nur 35km Reichweite.
Da mag man fast an den angaben der Hersteller zweifeln. Von der Reichweite muss man aber noch die Tachovoreilung abziehen.

Bei vollem Akku beträgt die Geschwindigkeit nach GPS nun genau 50km/h und fällt dann kontinuierlich bis auf 45km/h ab.
Bei 42V Spannung schaltet der Controller ab. Das sind 3,0V pro Zelle, also noch weit über der offiziellen Entladeschlußspannung.

Insgesamt bin ich mit dem Umbau sehr zufrieden. Der Roller ist viel leichter und handlicher als zuvor. Der Akku ist entnehmbar und ein tieferes Helmfach hab ich auch noch. Was will man mehr?

Gruß,
Achim

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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von MEroller » So 16. Sep 2018, 17:50

Cool! Danke Achim für die ausführliche Dokumentation!
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Re: Lithium für den GoE - Selbstbauakku quick & dirty

Beitrag von achim » Mo 24. Sep 2018, 08:50

Kleine Ergänzung. Habe den Akku nun auf 15S erweitert. Der Controller des GoE verträgt das gerade noch so wenn man nur auf 4,1V/Zelle lädt. Bei 4,2V schaltet er ab bis die Spannung etwas abgesunken ist. Bei eingeschaltetem Licht, Bremslicht und Blinker dauert das knapp eine Minute.
Der Unterschied zu 14s bei der Beschleunigung ist spürbar, Vmax. liegt die ersten 10km bei 55km/h nach GPS. Die Reichweite ist eher etwas geringer, 50km sind es aber allemal. Insgesamt macht das Fahren aber deutlich mehr Spaß.
Aufpassen muss man bei der Reststromanzeige. Sowie der Zeiger das grüne Feld verlässt wird es schnell eng. Mehr als 3km sind dann nicht mehr drin. Besser schon nachladen wenn der Zeiger den grünen Anschlag verlässt.
Die Sonyzellen scheinen die Spannung bis zum Schluß sehr gut aufrecht zu erhalten um dann ziemlich schlagartig zusammen zu brechen.
Hab den Akku bis zum völligen Versagen des Rollers leergefahren. Selbst bei 15s liegt die Spannung noch bei 2,8V/Zelle. Das Datenblatt gibt 2,0V als Entladeschlußspannung an. Auch mit 15s ist ein BMS also entbehrlich und bis zum Stillstand fährt man einen Roller ja auch nicht.
Nach nunmehr 10 Ladezyklen hab ich mal nachgemessen. Die Drift der Einzelzellen beträgt liegt gerade mal bei 0,001V, wobei hier die Genauigkeit des Messgeräts schon bezweifelt werden darf. Wenn es so weitergeht wird man die Drift wohl vergessen können.
Um ehrlich zu sein gefällt mir diese rudimentäre Technik deutlich besser als die komplexe des Niu.
Beim GoE könnte ich jeden beliebigen Akkus basteln. Vom Platz her wären 150Ah kein Problem. Damit wären rund 300km Reichweite drin.
Würde man statt der VCT5 die VCT6 nehmen würde sich die Reichweite auf rund 350 km erhöhen. Natürlich braucht so was niemand, aber interessant ist es allemal. Ich werde jetzt noch einen kleinen Notakku konfektionieren. Angedacht ist 14s 3p. Der dürfte für 10km gut sein und es interessiert mich wie die Zellen mit der Belastung zurecht kommen. Vielleicht fange ich sogar mal mit 2p an.
Macht Spaß hier zu experimentieren. Bei einem Roller mit komplexer Elektronik ist all das so nicht möglich.

Gruß,
Achim

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