Akku gesucht mit erschwerten Einsatzbedingungen

Moin!

Für einen Einsatzzweck, den ich in Detail nicht nennen darf, suche ich einen Akku. Eingelesen habe ich mich schon, mit verschiedenen Batterieherstellern gesprochen ebenfalls (zwei Antworten stehen noch aus).

Aber hier in der d.s.e. erhoffe ich mir mehr Leute die um die Ecke denken, als bei den Herstellern, die ihre festen Einsatzzwecke immer vor Augen haben, oder notfalls auch andere Sparten anbieten, aber nur aus dem eigenen Unternehmen.

Es geht um ein System, welches für 180 Sekunden mit 12V (oder etwas in dem Rahmen) und etwa 6A versorgt werden muss. Anschließend muss es innerhalb von 30 Sekunden wieder aufgeladen werden, das bedeutet einen Ladestrom von etwa 30A. Rechnerisch sind das 0,28Ah, also recht wenig. Das ganze passiert zyklisch mit etwa 180 Zyklen pro Tag.

Die Einsatzbedingungen sind regengeschützt, durch Fahrtwind und wenn nötig durch Lüfter gekühlt in Mitteleuropa bei Temperaturen über 0°C. Allerdings ist eine waagerechte Einbaulage nur bei der Ladung gegeben, bei der Entladung wird das System mit dem Akku bewegt (inkl. überkopf). Stöße und Beschleunigungen sind nicht so dramatisch und können gefedert werden. Das Gewicht spielt zwar auch eine Rolle, wenn eine erfolgsversprechende Lösung es allerdings erfordert, können hier Abstriche gemacht werden. Bisher kalkuliere ich mit 5kg für den Akku.

Meine Idee, welche von verschiedenen der Hersteller ebenfalls für sinnvoll erachtet wird, ist den Akku kaum Zyklenbelastung auszusetzen indem ich ihn massig überdimensioniere. Angedacht ist etwa 15Ah. Dann kann ich je nach Akkutechnik im Bereich von 75 bis 80% Ladung oder so arbeiten. Keine tiefere Entladung, keine Überladungsgefahr.

Um auseinanderlaufende Zellenladungen des Packs zu vermeiden kann regelnäßig (z.B. Nachts) eine schonende Ladung erfolgen, die alle Zellen auf 100% bringt. Ist das ein sinnvoller Ansatz?

Ein Auto-Akku-Hersteller sagt eine 100Ah-Batterie sollte mit 10A geladen werden, die Verdreifachung sei wohl auch noch drin. Da die aus Gewichtsgründen (und Lageabhängigkeit) nicht in Frage kommt rät er zu einem Test mit einer Motorrad-Gel/Vlies-Batterie mit etwa 15Ah. Seine Prognose ist eine Lebensdauer von Wochen vielleicht Monaten.

Ich hätte gerne zehn Monate (wenn es nur drei sind, auch ok).

Ein anderer Hersteller sagt für etwa 1.000 bis 2.000 EUR gäbe es Industier-Lithium-Zellen, die unter diesen Bedingungen fünf bis zehn Jahre (!) durchhalten. Allerdings verkaufen sie die nicht als nackte Zellen und das drumherum auf unsere Bedingungen anzupassen kostet einmalig gut 100.000 EUR. Das ist leider nicht drin. Daraufhin bot er mit eine NiMH-Lösung an, die eine deutlich geringere Lebensdauer haben wird, er schätzt bei 50-facher Überdimensionierung (=15Ah), also Änderung der Ladung nur um 2 Prozentpunkte, eine Zyklenzahl von 10.000 bis 50.000 als realistisch ein.

Tatsächlich ist die Verwendung mit nichts mir bekanntem richtig vergleichbar. Am nähsten kommen professionelle Akku-Werkzeuge (mit Ladungen innerhalb von 15 oder 30 Minuten), Starterbatterien (mit kurzer Entladung und hohen Strömen, aber kaum Zyklen), Modellbau (mit hohen Strömen auch zum Laden, hier ist aber keine längere Lebensdauer gefordert).

Ich würde mich über Anregungen, Verbesserungen, Erfahrungen, Lesetipps, Technologievorschläge, Lieferanten und einfache schräge Ideen (was passt, obwohl eigendlich nicht dafür gedacht) zu meinem Problem freuen.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

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Dschen Reinecke
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"Dschen Reinecke" schrieb im Newsbeitrag

Wieso muß es innerhalb von 30 geladen werden, wenn man eh ein Kapazitätsvielfaches hat?

LiFePO4

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Stefan Hundler

Dschen Reinecke schrieb:

SuperCaps?

Felix

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Felix Holdener

Stefan Hundler schrieb:

Moin!

Wenn ich von 15Ah ausgehe, habe ich bei 0,28Ah Verbrauch pro Zyklus etwa 50 Zyklen um den Akku von 100% auf 0% zu bringen. Da ich aber 180 Zyklen durchlaufe bis Feierabend ist und eine erneute Vollladung erfolgen kann, muß ich etwa 3/4 des Tagesverbrauchs in den

30-Sekunden-Pausen einbringen. Damit kann ich den Ladestrom auf 3/4 von 30A reduzieren, was gut ist, aber durch diese ausgesprochene Zyklenbelasung vermutlich mehr Akkulebensdauer kostet, also der etwas höhere Ladestrom kostet.

Blei-Akkus in Form von Starterbatterien habe ich damit schnell getötet, Lithium ist vermutlich auch nicht so erfreut. Bei NiMH war ich es aber auch schon am durchdenken. Allerdings muß ich es natürlich abpassen, daß auch am Ende des Tages nie die 0%-Ladung erreicht werden (sowohl wegen Zellenschäden, als auch wegen vorzeitigem Ausfall des Systems).

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

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Dschen Reinecke

Felix Holdener schrieb:

Moin!

Hatte ich bisher noch nicht im Kopf. Danke!

Vermutlich brauche ich viele um den Strom für die Dauer liefern zu können damit habe ich aber auch den Strom so verteilt, daß die fehlende Hochstromfähigkeit kein Problem mehr darstellt. Aber es wird teuer. Ich überschlage es morgen mal.

Ich habe zwischenzeitlich in der Wikipedia gelesen, daß der Innenwiderstand schon lagen keine Rolle mehr spielt und sogar gerade die Hochstromfähigkeit aktuell als großer Pluspunkt gesehen wird. Das macht die Dinger ja ja wirklich interessant.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

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Dschen Reinecke

"Dschen Reinecke" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@dschen.de... ..

Hi, nicht ganz einfach zu kriegen, aber bedeutend besser als Blei: Silber-Zink-Akku. Soeiner fuhr das Mondauto. Ist wegen seines hohen Metallgehalts gut zu kühlen bzw hochstromladefähig, beliebige Einbaulage genau wie ein Gelakku, aber wegen seines Silbergehalts nicht billig. Hält recht lange...

--
mfg,
gUnther
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gUnther nanonüm

gUnther nanonüm schrieb:

Kannte ich noch nicht. Wiki schreibt "50 - 100 Ladezyklen", damit ist das Ding tot, bevor der Tag um ist...

Felix

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Felix Holdener

Hatte ich auch erst gedacht, aber mir die Antwort verkniffen. 6A sind echt kein Pappenstil und die 30A Ladung erst recht nicht. Es sei denn, Du kannst sie palettenweise parallelschalten und dann einen richtig fetten Wandler dranhaengen. Den benoetigst Du fuer die Bereitsstellung der 12V eh und er sollte dann bis 1.5V oder so noch brauchbaren Wirkungsgrad bringen. Serienschaltung wuerde ich mich bei den Stroemen nicht unbedingt trauen.

Irgendwie sieht diese Applikation eher nach Brennstoffzelle aus.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

"Dschen Reinecke" schrieb im Newsbeitrag

Du machst leider mehr Ratestunde als wirkliche Informationen zu liefern.

Es war doch so zu verstehen, dass die Zyklen /24 sein sollen. Jetzt pro undefiniertem Feierabend.

Wieso also nicht gleich ein Netzstecker, wenn so oft geladen wird?

Wie groß darf Akku sein? Es gibt wirklich zyklenfeste PB-Akkus mit xxx-xxxx Ah. Also einmal pro Woche laden.

Die von mir gestern genannte Akkutechnologie überlebt jeden üblichen NiMh-Akku.

CU Stefan

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Stefan Hundler

FWIW, und nur aus der Erinnerung heraus: Der Toyota Prius faehrt mit NiMH m.W. nur bis zu zwei Meilen, dann muss wieder geladen werden. Bei jedem Stop zum Schwaetzchen oder so geht der Motor aus. Ergo haufenweise High-Power Zyklen. Die Batterie wird nicht ueber 80% geladen und auch nicht unter 50% entladen. Damit soll eine hiesige Vorschrift eingehalten werden, dass die Akkus zehn Jahre Lebensdauer bringen muessen, bevor ein Auswechseln notwendig wird.

Die ersten paar Jahre scheint das schonmal aufgegangen zu sein, denn hier gibt es viele Leute die einen Prius der ersten Stunde fahren und da hat noch keiner Aerger mit dem Akku-Paket gehabt. Mit anderen Sachen an sich auch nicht, aber das ist man bei Toyota ja gewohnt.

Allerdings duerfte das Paket in Deinem Fall wegen der 30A Forderung sehr gross, schwer und teuer werden.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Dschen Reinecke schrieb:

Normale Akkus kannst du mit deinen Specs vergessen.

Hm. Wenn ich jetzt nichts übersehen habe, sollten die SuperCaps von Wima passen:

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Wenn du denen ein paar Muster abquatschen kannst, würde ich mich über eine Weitergabe freuen. Bei meiner Anwendung zierten sie sich und hatte dann erstmal nicht weitergehakt, weil eh nur für eine Spielerei.

Habe auch eine email-Adresse des Ansprechpartners.

Wenn es was werden sollte, dann melde dich mal bei mir per PM.

Gruß - Henry

--
www.ehydra.dyndns.info
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Henry Kiefer

Dschen Reinecke schrieb:

Rechne doch mal "über alles". Wenn Du nach jedem Zyklus nachladen kannst (und sei es nur 30s) und außerdem am Feierabend viel Zeit zum Laden hast, kannst Du den Akku doch einfach immer dann, wenn er gerade nicht entladen wird, am Ladegerät hängen lassen.

Die Tagesbilanz sieht dann so aus:

180 Zyklen mit jeweils 180 s Entladung sind insgesamt 9 Stunden (bei 6 A), macht 54 Ah Entnahme. Die übrigen 15 Stunden des Tages kannst Du laden - mit gerade mal gut 4 A (bei mehr geht's entsprechend schneller bzw. Du hast mehr Reserve). Da der Akku zwischen den Zyklen ja auch wieder ein bißchen nachgeladen wird, wirst Du mit einer Kapazität von etwas über 54 Ah wohl auskommen - bei höherem Ladestrom entsprechend weniger.

Die Bilanz läßt sich im Detail recht schnell per Tabellenkalkulation erstellen. Dann kannst Du anhand von verfügbarem Ladestrom, erlaubter Entladegrenze etc. leicht die nötige Kapazität ermitteln.

Ansonsten würde ich auch sofort Supercaps erwägt haben...

Tilmann

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Tilmann Reh

Bleiakkus vertragen auf Grund ihres geringen Innendwiderstands massig Strom -- auch beim Laden, solange die Zellenspannung unter der Gasungsspannung bleibt. Ein (allerding offener, kein Gel) 9-Ah-Akku der MZ ist locker in der Lage, den kompletten Lima-Strom von 15 A aufzunehmen, ohne dass er davon kaputt gehen würde. Man muss halt nur sauber bei etwa (temperaturabhängig) 2,35 V/Zelle den Strom runternehmen.

Eine andere Idee wäre LiPoly. Die Dinger kann man in der Regel mit ca. 1C laden, d. h. du würdest 30 Ah brauchen. Da sie aber eine gute Energiedichte haben, bist du damit vermutlich noch leichter als mit anderen Lösungen. Musst allerdings sehen, ob du eher drei (Entladespannungsbereich 12...10,5 V) oder eher vier Zellen (16...14 V) in Reihe brauchst. Eventuell findest du auch LiPos, die du mit

2C laden darfst.
--
cheers, J"org               .-.-.   --... ...--   -.. .  DL8DTL

http://www.sax.de/~joerg/                        NIC: JW11-RIPE
Never trust an operating system you don't have sources for. ;-)
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Joerg Wunsch

"Joerg Wunsch" schrieb im Newsbeitrag

Es gibt schon einige Lipos an die mal mit 2-3 C Ladestrom offiziell gehen kann.

Ich selbst lade schön längere Zeit 350mAh Zellen mit 1A obwohl die offiziell nur 1C können. Schon mehrmals hatte ich auch eine Strombegrenzung vergessen. Dann fließen bei diesen 350er Zellen ein paar Minuten auch schon mal 2-3 A. Hat selbiger Zelle(n) nichts getan.

Ich bin schon länger der Überzeugung, dass Überstrom Lipo-Zellen schädigt.

20C Zellen also lieber mit max. 15C belasten - ABER egal wie rum der Strom fließt.

Aber ich sage es auch hier noch mal:

LiFePO4

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Stefan Hundler

Schau mal hier:

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Da kannst du notfalls Einzelstuecke von 3, 10, 20 oder 70F/2.5V kaufen. Wenn man dann eine groessere Menge braucht kann man die ja direkt beim Hersteller einkaufen.

Olaf

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Olaf Kaluza

Dschen Reinecke schrieb:

....

Hallo,

Du willst also dem Akku 55800 Zyklen entlocken können, mit 16740 würdest Du Dich auch zufrieden geben. Das ist schon ziemlich heftig für einen Akku, das könnte nur klappen wenn die entnommenen 0,3 Ah ein winziger Teil der Akkukapazität sind, ob da Deine 15 Ah reichen?

Ginge evtl. auch eine Brennstoffzelle für 12 V und ca. 72 W? Die Zyklen sind da allerdings auch nicht gut für die Lebensdauer.

Bye

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Uwe Hercksen

Stefan Hundler schrieb:

Moin!

Sorry, ich bin natürlich auch schon etwas Betriebsblind, da ich mich seit ein paar Tagen mit dem Stromversorgungsproblem auseinandersetze.

Das Ding läuft vermutlich pro Jahr 9 oder 10 Monate am stück, in den kalten Monaten wird die Nutzung unterbrochen. Es läuft jeden Tag die beschriebenen 180-Sekunden-6A-Entlade-30-Senkunden-30A-Ladezyklen und das über den Arbeitstag, nachts nicht. Das sind dann etwa 180 Zyklen.

Die Betrachtung ist ein worst-case, es kann teilweise weniger Strom entnommen werden, teilweise stehen auch 60 Sekunden für die Ladung zur Verfügung.

Nachts steht das System rum und ich kann es ignorieren oder auch Laden.

Weil es während der 180-Sekunden-Entladephase keine Kabelverbindung geben kann.

Ich darf mit dem Akku natürlich nicht beliebig groß werden, bei Bleiakkus ist aber in der Anwendung das Gewicht das begrenzende.

Ich war müde und habe gedacht der kryptische Buchstaben-Zahlen-Mix hätte keine weitere Bedeutung...

Die Zellen hören sich interessant an, vermutlich sind die recht nah an denen, die mir der eine Batteriehersteller als Lithium-Industriezellen angeboten hat (mit den hunderttausenden Euro Entwicklungskosten).

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

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Dschen Reinecke

Henry Kiefer schrieb:

Moin!

Da bin ich mir noch nicht abschließend sicher. Ein Quasi zyklenfreier Betrieb durch massive Überdimensionierung sollte ebenfalls eine hohe Lebensdauer liefern, die Überdimensionierung ermöglicht auch den hohen Ladestrom mit weniger Bauchschmerzen.

Sieht gut aus. Wenn ich die, wie Jörg vorschlug, nur parallel schalte und nicht in Serie, dann bin ich bei den Ladeströmen schon beim Elektroschweißen mit etwa 150A bei 2,5V. Das zu handhaben ist natürlich noch haariger, die 12V 30A passten noch zu jeder Menge KFZ-Teilen, die man in Massen zukaufen kann.

Na ja, wenn es sein muss...

Mache ich.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

http://WWW.DSCHEN.DE mailto:usenet@dschen.de
Reply to
Dschen Reinecke

"Dschen Reinecke" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@dschen.de...

[...]

Reden wir jetzt über "Akkuschrauber" oder einen "Hubwagen"?

So ein Pack kann ich Dir schon für nur 10.000 Euro besorgen. ;-)

Reply to
Stefan Hundler

Dschen Reinecke schrieb:

Wozu?

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Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

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