Blei und NiCd gemeinsam möglich???

[wolfram_f4]

Hallo allerseits,

ich könnte gerade quasi umsonst an 20 Stk. nagelneue 1,2V/10.000mAh-NiCd-Mono-Akkus mit Lötfahne rankommen, und frage mich, ob ich damit nicht einfach meine 36V/100 Ah BleiVlies im City-EL etwas "aufbessern" kann. Mit etwas Glück könnte ich sie einfach oben auf die Bleier flach drauf legen. Eine Chance, die ich mir imho nicht entgehen lassen sollte.

Die ganz grosse Frage ist jetzt, ob sich NiCd und Bleier in einem "Verbund" vertragen, und ob es da etwas wichtiges zu beachten gibt, oder ob ich sie einfach zusammenlöten, und dann ganz normal mit den Bleiern verkabeln kann??

Die nächste Frage wäre dann, ob es sinnvoller ist, die NiCds parallel (müsste ich halt noch 10 Stk. zukaufen) zu schalten, um dann auf 36V/110 Ah zu kommen, oder sie in Reihe zu schalten, um lieber die Spannung etwas (z.B. auf 39,6 V) zu erhöhen??

Und dann kommt halt noch der Punkt mit dem Laden (CC-HF-Lader) hinzu

 

[Stefan B.]

Hallo Wolfram.

Schalt sie bloß nicht in Reihe. Die haben doch ganz unterschiedliche Kapazitäten. Dann sind die NICDs ruckzuck leer und tiefentladen. Du kannst sie nur parallel dazuschalten um die hohen Ströme etwas zu puffern. Laden musst du allerdings getrennt, die geschlossenen NICDs danken es sonst mit Memoryeffekt. Mess auch mal den Innenwiderstand. Wenn er sich arg von den Bleiern unterscheidet vergiss es lieber. (Aber die Dinger sind ja umsonst, dann probiers doch und berichte. Den Bleiern schadest du dadurch ja nicht.)

Gruß Stefan

 

[wolfram_f4]

Hi Stefan,

vielen Dank für den Tip.

Schalt sie bloß nicht in Reihe. Die haben doch ganz unterschiedliche Kapazitäten.

Die Kapazität kann ich ja bestimmen. Ich könnte ja theroetisch einen Block aus 20 Monaozellen mit je 10 parallel, also 2,4V/100Ah in Reihe dazu schalten.
Das Problem sehe ich eher, hier die richtige Relation hinzubekommen.
Das die Bleivlies ja keine echten 100 Ah haben, sondern nur 60-70 Ah entnehmbar sind, wäre bei einer Parallelschaltung die Frage, ob man die NiCd-Blöcke evtl. nur auf 60-80 Ah auslegt.

Bei der Serienschaltung (abgesehen von dem Vorteil von 1-2 km/h mehr Endgeschwindigkeit und etwas geringeren Fahrströmen ;-)) wäre imho in besondere der Vorteil, dass man rel. problemlos getrennt laden könnte.
Bei der Parallelschaltung müsste man ja jedesmal fürs Laden den NiCd-Block abklemmen, müsste also eine flexible Verbindung mit Steckern und eher nicht so dicken Kabeln machen.

Du kannst sie nur parallel dazuschalten um die hohen Ströme etwas zu puffern.

Das ist jetzt der interessante Punkt!!
Irgendwo habe ich schon mal was in der Richtung gelesen - finde es nur nicht wieder .
Ist es so, dass, wenn ich dann mit niedrigem Strom fahre, dieser hauptsächlich aus den Bleiern gezogen wird, aber bei hohen Entladeströmen am Berg oder beim Beschleunigen dann die NiCds kräftig zubuttern??
Das wäre dann natürlich eine ABSOLUT GENIALE Lebensversicherung für die Bleier.

Aber wenn dem so ist, woran liegt das????? An den unterschiedlichen Spannungsverläufen beim Entladen???

Cool wäre ansonsten auch, wenn man die NiCds für steile Berge (hab da so einen speziellen ) einfach per Schalter zuschalten könnte, aber erstmal einen Schalter haben, der 40V/ 200 A schalten kann, und dann noch nett im Cockpit oder in der Handbremsabdeckung unterzubringen ist

Ich stelle fest, dass ich noch gaaaanz viel zu lernen habe, bis mein EL und ich uns wirklich verstehen .... ;-)

 

[R.M]

Hallo

Beim hintereinanderschalten reicht die Kapazität die die Bleier bei C3 haben dicke aus, wenn du nur Parallel schalten willst hilft schon eine Dicke Diode, du hast dann zwar einen Spannungsabfall, aber sobald die Spannung an den Bleiakkus in die Knie geht schalten sich die Nicds quasi automatisch dazu, alternativ kannst du mit einem Mosfet schalten, dann ist der Spannungsabfall geringer.



Mechanische Schalter gibts für 48V 300A im Bootszubehör.

Schütze sind für etwa 90¤ zu haben bis 120V und 1000A


Gruß

Roman

 

[wolfram_f4]

Hi Roman,

das klingt nach DER Idee, die Lebensdauer der Bleier zu verlängern und gleichzeitig die Reichweite zu erhöhen. Wenn ich bisher alles richtig kapiert habe, dürfte die Reichweite durch 10 Ah NiCd paprallel damit auch um weit, weit mehr als nur 10% erhöht werden, da man
1. aus den Bleieren (85 Ah bei C3) ja wahrsch. eh nur effektive 50-60 Ah (85 Ah bei C3) bei normaler Fahrt rausholen kann.
2. dieses Ausbeute aus den Bleiern sich aber noch vergrössert, wenn die NiCds Spannungsspitzen abpuffern.
Unter diesen Umständen sollte sich die Reichweite imho damit locker um 20% steigern lassen?! :hot:
Da wäre der Schalter wohl eher unsinnig, da auf diese Weise ja quasi automatisch im richtigen Moment geschaltet wird.

Ich bin mir nur sehr unsicher, wie ich Diode und Kabel bemessen müsste? Bei Strombegrenzung auf ca. 115 A werden aber aus den NiCds bei diesem Aufbau aber doch sicherlich wesentlich geringere Ströme gezogen.Kommt man da wohl mit Auslegung auf 50A hin???????

Einziger Wehrmutstropfen dieser Methode wäre das Laden: Ich müsste mir halt noch irgenwo einen einfachen 36V NiCd-Lader besorgen ... die sind nur gar nicht so einfach zu finden
Aber warum kann man die NiCds nicht über den HF-Lader mitladen? Bei einer Ladeschlussspannung von 42,66V wären es dann pro NiCd-Akku 1,42V. Ist das nicht so gerade eben noch im Rahmen des Möglichen??

 

[R.M]

Hallo

Wenn du mitlädts dann nehmen die Nicsds immer weiter Strom auf und werden überladen, du könntest z.B. einen einfachen Modellbaulader für 30 Zellen verwenden, den gibts gebraucht für wenig Geld.

Ich würde einfach ein paar 30A Dioden parallelschalten und auf Kühlkörper montieren dann kann nichts schief gehen.

Da deine Bleiakkus ja bei 32V leer sind kannst du die Nicds auch nicht zu weit entladen, es besteht also kaum Gefahr eine Zelle umzupolen.

Ich schalte gerade 20 12V/5AH Blocks aus Monozellen parallel, die will ich als eine Lage unter das EL hängen. die Parallelschaltung erfolgt momentan noch über Dioden, später über FETs, die Blöcke können dadurch einzeln geladen werden, jeder Block mit Deltapeak Abschaltung.

Gruß

Roman

 

[inoculator]

Hallo Hartmut,

36V Blei=43,2V Ladeschluss
36V NICD = 45V Ladeschluss

Mögliche Lösung:
Z-Diode mit Urück=1,8V Uvor=0,7V Irück=15A Ivor=100A Prück=27W Pvor=70W
Das wird nicht billig

Pvor kann evtl durch eine Schottky-Diode gepuffert werden. Die hat nur 0,3V was dann nur noch 30W Pvor braucht.

Die Z-Diode braucht dann auch nur noch 30W (Prück)

Habe ich Gedankenfehler oder ist das Stimmig so?

Gruss

Carsten
-Hoffentlich war das jetzt ein sinnvoller Beitrag *grins*

 

[R.M]

Hallo

Im Prinzip ja du must allerdings rechtzeitig mit dem Laden der Nicd aufhören.

Spannungsbegrenzung alleine reicht da nicht, und da du ja nie weißt was noch drinn ist wäre ein zusätzliches Ladegerät sinnvoll, braucht ja keine große Leistung zu haben.

Die Nicd sind einfach zu teuer für solche Experimente, auch wenn viele das so machen.

Gruß

Roman

 

[wolfram_f4]

Ich schalte gerade 20 12V/5AH Blocks aus Monozellen parallel, die will ich als eine Lage unter das EL hängen

Hi Roman,

na, das ist ja wirklich mal eine coole Idee!!! :cheers:
Da unten ist ja Platz genug. 4 cm weniger Bodenfreiheit dürften bei einem Fahrzeug, das man selten im Gelände nutzen wird, ja auch kein Problem sein.
Wie schützt Du die Akkus da unten gegen Nässe und Steinschlag?? Man könnte sie in PVC-Rohre dicht verpacken, aber die halten (insbes. im Winter) evtl. Steinschlag nicht stand. Zusätzlich ein Alu-Käfig drum herum??

Da kommt mir eine Idee: Die Akkus (soweit in Reihe geschaltet) in passende PVC-Rohre. So könnte man auch billige Standard-Akkus ohne Lötfahne nehmen, und ggf. auch mal austauschen. Die entsprechen Anzahl dieser Rohre (viell. gleich noch ein paar mehr) nebeneinanderliegend mit etwas GFK umlaminieren, und mit Alubändern unter den Boden schrauben. So hätte man ein variables Wechselakku-System, und könnte jeden Billig-Akku verwenden. Fällt mal einer aus, fällt nur dieser komplette Strang aus, aber abgesehen von der fehlenden Reichweitenerhöhung wirkt sich das durch die Dioden ansonsten in keinerlei Weise negativ aus.

Knackpunkt wäre dann nur das Laden und das Zusatzgewicht. Habe gerade mal einen alten NiCd gewogen: 150 gr. => bei 200 Stk. hast Du also 30 kg Zusatzgewicht ... ist schon nicht wenig.
Dafür bei 48V dann 25 Ah Zusatzkapazität. Mit welcher Reichweitenverbesserung rechnest Du dabei??

Blöde Frage nochmal zum Laden: Wie findet man ggeignete 36V NiCd-Ladegeräte? Bei ebay findet man nur solche für E-Scooter, die aber meist für Blei-Akkus sind, und keinen so guten Eindruck machen

 

[R.M]

Hallo

Ich denke eigentlich mehr an 60V und 100AH mit 8 Safts und dem Zusatzakku.

Die 30 kg stellen eigentlich kein Problen dar soviel kann man das EL auflasten lassen.

Ich will die Akkus in ein GFK /Sperrholz Sandwich so einbauen daß sie während der Fahrt noch durch ein Luftleitsystem gekühlt werden, außerdem sollen noch zwei Aluprofile rein damit ich die Dioden kühlen kann.

Gruß

Roman

 

[Bernd Schlueter]

Mhhhm, wenn ich das so überlege, passen beim Entladen Blei und Nicads gut zusammen. Beim Laden nicht, dann muss man sie trennen. Auch sollte man wegen der Selbstentladung und wegen des unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten nicht direkt parallel schalten, sondern über eine einzige Diode, die Ausgleichströme aus den Bleibatterien in die dann hochgehenden Nicads verhindert. Also, die Nicads über eine Diode parallel zu allen Bleiakkus.

Also, ich sehe keinerlei Problem. Im Gegenteil, ziemlich optimale Betriebsweise.

Doch, eines gibt es: Man solltre die Nicads leerfahren, die Bleis nicht. Also, die Spannung der Nicads sollte bei kleinen Strecken durch Hinzuschalten einiger Zellen erhöht werden, damit die Nicads ganz leer werden.
Da wäre ein kleiner Wandler sinnvoll, bzw. ein regelbarer Transistor.

 

[R.M]

Hallo

Du kannst die Nicds auch über einen Wandler + kleinen lader in die Bleiakkus entladen, da das Laden der Nicds wesentlich schneller geht sollte es auch automatisch funktionieren.

Gruß

Roman

 

[wolfram_f4]

an solltre die Nicads leerfahren, die Bleis nicht. Also, die Spannung der Nicads sollte bei kleinen Strecken durch Hinzuschalten einiger Zellen erhöht werden, damit die Nicads ganz leer werden.

Hi Bernd,

100% leer kriegt man die NiCds ja sowieso nicht. Selbst wenn man die Bleier bis auf 32 V leer fährt, hätte ein NiCd-Akku noch 1,07V. Leer ist ja erst bei 0,9V.
Dafür müsste man ja 35 Akkus in Reihe schalten.

Aber vielleicht wäre ja folgendes möglich:
32 NiCad-Akkus
das wären dann im geladenen Zustand 32*1,3V=41,6 V
die (voll geladenen Bleier): 3*12,7=38,1V
Dann fliessen ja auch im Stillstand noch Ströme in die Bleier, die dann aber doch bei 2,31V "Zell-Ladespannung" bei geladenen Bleiern aufgrund des dann hohen Innenwiderstandes nur minimal sein dürften, oder?????????

Für die Entladung v. 32 V käme man dann bei den NiCds immerhin auf 1,0 V runter.

Und die Bleier wären im Stillstand immer (länger) in vollen Ladezustand.

Ist das jetzt eine naive Milchmädchenrechnung????

 

[wolfram_f4]

daß sie während der Fahrt noch durch ein Luftleitsystem gekühlt werden

Hi Roman,
ich dachte immer, der grosse Vorzug von NiCd ist die hohe Temperaturunempfindlichkeit??
Ist diese Kühlung wirklich zwingend notwendig, oder willst Du es nur besonders gut machen?
Ich hatte geplant, die NiCds oben auf die Bleier draufzupacken. Da kann bei mir von Kühlung leider keine Rede sein

 

[R.M]

Hallo

Beim Fahren ist das ziemlich egal, aber man will danach ja wieder laden und dazu sollten die Akkus nach Möglichkeit unter 40°C haben.

Gruß

Roman

 

[R.M]

Hallo

Das kommt aber massiv darauf an welche Bleiakkus du hast, ich habe im Moment Akkus mit Reinbleiblatten drin und die liegen ca. 0,8V tiefer als die normalen Akkus, also beim Losfahren gehen die sofort auf 12V runter, dafür knicken sie bei hohen Strömen aber kaum ein.

Die gesamte Entladekennlinie liegt bei vollen Akkus etwa 1V tiefer als bei den Champions.

Muß man sich erst dran gewöhnen daß man schon nach 500 m nur 4 grüne Leds an hat, funktioniert aber prima.

Dafür das die Dinger nur 75 Ah C10 haben und 4 Jahre alt sind sind 60 km Reichweite ok.

Die Nicds gehen bei Belastung mit 50A aber auch wenn sie voll sind schon auf etwa 1V/Zelle runter.

Gruß

Roman

 

[Bernd Schlueter]

Die Tiefentladung der Nicads muss nur selten durchgeführt werden und kann auch von Hand erfolgen (mit von Autolampen erleuchteten Krokodilen gebissenen Nicads). Klar, ein kleiner Aufwärtswandler wäre eleganter, aber er ist auch aufwendiger als ein Abwärtswandler. Er muss die gesamte Spannung bewältigen und erzeugt pulsierende Strombelastung.
Bei 10 Ah wäre es dann schon sinnvoller, alleine mit einem Abwärtswandler zu arbeiten, der von einer kleinen Logik gesteuert wird. Das Teil fehlt uns unbedingt als universelles Zubehör.
Anzustreben wäre dabei ein Betrieb, bei dem die Nicads einstellbar nur die Stromspitzen des Motors auffangen, so, dass beim Erreichen des nächsten Ladehaltes nur die Nicads ganz leer sind.
Nicht schlecht sind aber auch die käuflichen PWM-geregelten 12 Volt-Wandler, die man gut auf die gewünschte Ausgangsspannung umbauen kann. 12 Volt ist ja nun wirklich eine ziemlich universelle Spannung für Zusatzbatterien. Ab 1000 Watt Leistung ist da auch der Einsatz bei 36 Volt möglich. Im einfachsten Fall entlädt man dann regelbar mit einstellbarem Strom die Nicads während der Fahrt in die Bleiakkus, es lässt sich aber ebenso eine gewünschte Stützspannung einstellen, die nur während der Stromspitzen wirksam wird. Geladen wird dann mit getrennten Ladern.
Mit solch einem Spannungswandler könnten wir auch unsere schwächelnden Batterien sinnvoll bis zum weniger bitteren Ende einsetzen. Auch solche mit einem Zellenschluss. Eine positive Rückmeldung habe ich dazu aber noch nicht vernommen. Ich habe immerhin die Möglichkeit, die verschiedensten Wandler der Firma Fraron daraufhin zu testen und umzubauen.


Moment mal, wir haben hier nur 36, bzw. maximal gut 50 Volt, da ist auch ein einfacher Aufwärtswandler kein Thema. Demnächst in diesem Theater?

Im Hauptbelastungsbereich passen Nicads und Blei aber dennoch gut zusammen. Nur bei der Ladung sollte man dann die Nicads getrennt behandeln (oft ganz entladen, nicht nachladen, wenn, dann auf höhere Spannung kurz vor der Abfahrt.

Vom regelmäßigen Umladen von einer Batterie in die andere halte ich nicht viel. Da sollte direkt verbraucht werden.

 

[wolfram_f4]

Hallo Bernd, hallo Roman,

die Idee mit dem Wandler scheint mir ziemlich genial:
Wenn man die Spannung des NiCd-Blocks regeln kann, kann man dadurch ja einstellen, bei welcher Spannung der Bleier sie zubuttern.
Wenn man parallel zu der Diode, die den NiCd-Block von den Bleiern trennt, noch eine LED schaltet, und diese gemeinsam mit dem Regelpoti des Wandlers ins Cockpit legt, kann man auf Strecken mit bekanntem Profil den Wandler auch so einstellen, dass die NiCds in diesem Fall dann auch mal ganz entladen werden.
Auch kann man nach etwas Erfahrung in bergigem Gelände einstellen, dass die NiCds wirklich nur bei hoher Last zuschalten, oder anderseits, wenn man mal nur Kurzstrecke Flachland fährt, die Bleier auch mal auf gemütlichen 30A laufen lassen.

Wenn man aber den Wandler so auslegt, dass die NiCd-Spannung so hoch einstellbar ist, dass man sie leerfahren kann, entsteht natürlich das Problem, dass man sie dann auch tödlich tiefantladen kann.


Ich habe leider nicht viel Ahnung von Elektronik, aber könnte man die Zuschaltung der NiCds anstatt über die Spannung nicht auch nach dem Prinzip unserer Strombegrenzer-Platine lösen?
Anhand eines Potis wird eingestellt, ab welchem Fahrstrom die Zusatzakkus hinzugeschaltet werden, und bei Erreichen der Entladeschlussspannung der NiCds wird der Zusatzblock abgeschaltet. Hier müsste die Spannung des Zusatzblocks natürlich generell etwas über der der Bleier liegen.

 

[R.M]

Hallo

Machbar ist vieles, man sollte nur auf das Kosten/Nutzen Verhältnis aufpassen.

Schaltungstechnisch einfachsten und ohne große Elektronikkenntnisse wären 2 potentialgetrennte DCDC mit je 36V Eingang und 24V Ausgang. Aufwärtswandler geht natürlich auch ist aber deutlich teurer

Die Eingänge Parallel und die Ausgänge seriell schalten und schon hat man 48V mit der man eine kleine Bleiakkuladeschaltung betreiben kann.

Zum Fahren würde ich die Diodenlösung wählen die ist einfach billiger da keine Wandler mit hohen Leistungen nötig sind.

Gruß

Roman

 

[R.M]

Hallo

So schlimm ists ja nicht 24V5Ah Nicd gehen für 12 bis 15¤ über den Ladentisch, es gibt halt Geräte wo die Dinger ohne wenn und aber nach 6 Monaten ausgetauscht werden.

Und ein Ladegerät das 36V Nicd handeln kann ist im Modellbau Standart, gibts ebenfalls für kleines Geld.

Wenn man jetzt noch dazurechnet daß der Bleisatz dann etwa 20000 km nutzbar ist wirds eine echte Alternative für Leute die nicht gleich 70 oder 80 km Reichweite brauchen.

Mein jetziger Satz mit 48V 75Ah Blei hat mich gerade mal 160¤ gekostet, alles Akkus die noch mindestens 95% der Neukapazität haben.

Den Wandler brauchst du nicht mit 1000W sondern 150W genügen völlig, der soll ja nur während des Ladens der Bleier etwas zusteuern, die Nicds sind ja ruckzuck geladen.

Gruß

Roman