Einbindung von Ultracaps

[Bernd Schlueter]

Leider stelle ich gerade fest, dass Epcos nicht mehr die Einzelkondensatoren auf der webseite anbietet, die hatten weitaus bessere Werte, als die packs. Ob die da etwas geflunkert haben?
Auf jeden Fall ist ein solcher Wandler, wie der von Wolfgang, also mit Impulslängenregelung, geeignet, nach einem entsprechenden, nicht ganz einfachen Umbau, auch solche Ultracaps einzubinden.
Es gibt zwar solche mit 42 Volt, die würden direkt ins Cityel passen, aber ich denke, die 12V-Typen könnten billiger sein?
"Billig" wird jeder Beschreibung spotten, wie ich das so sehe.
Also, da gibt es einen Typ mit 14 Volt und 200, 300, 450 und 600 Farad. Der dickste könnte kanpp 50 kW leisten und bequem die Energie aufnehmen, die ein 500 kg schweres Auto bei der Abbremsung aus 50 km/h umsetzt. Einen großen Teil natürlich in Wärme, sodaß in das pack auch die Bremsenergie bei 60 km/h passt.
Da die Epcosse sündhaft teuer sind, wäre eher ein kleinerer Typ vorzuziehen, z.B. fürs Twike oder das Cityel.
Folgende Abschätzung zur Rentabilität:
Wenn bei viel Stadtverkehr 10% der Zyklen durch die Epcosse gehen, bei, nicht zu vergessen, besserem Wirkungsgrad als bei den Batterien, wären das bei 10 kWh Batterieverbrauch auf 100 km 1kWh auf 100 km. Auf 100.000km Autoleben wären das 1000kWh eingesparte Zyklenkosten der Batterie. Die eingesparte Energie fällt nicht ins Gewicht. Also, dürfte der pack-Preis 300 Euro nicht übersteigen, um evtl. entfernt rentabel zu sein (200 Farad). Nach 500.000 Zyklen oder 10 Jahren sind die Epcosse eh hin. Nach 100.000 km haben sie dann vielleicht 100.000 Zyklen hinter sich, wir können sie also gar nicht ausnutzen. Anders mag das bei einem Hybrid-Taxi sein, das Tag und Nacht unterwegs ist.
Trotzdem, eigentlich hatte sich Epcos schon für jetzt das Ziel gesetzt, dieses Preislimit zu erreichen. Die haben sich wohl verschätzt. Ich werde mal nachfragen.
Denn, wenn wir schon einen Spannungswandler anpassen, sollten wir uns auch einen solchen Ausblick offen halten.

 

[Bernd Schlueter]

Es gibt Preise von Epcos.
Ich bekam heute den erwarteten Anruf.
Epcos setzt im Wesentlichen auf die packs für die Massenautoindustrie, also, 14-Volt-packs.
Im Preisleistungsverhältnis am günstigsten schneidet der größte Typ mit 600 Farad bei 14 Volt ab: 1880 Euro .
Bei einer hochgegriffenen Zyklenzahl von 50.000 in einem E-Autoleben errechne ich eine rekuperierte Energie von ca. 500 kWh . Dabei würde ein Zyklus einer Abbremsung des 500 kg-Autos aus gut 50 km/h entsprechen (+anschließende Beschleunigung) . Wenn wir die entsprechende Batterieschonung mit 0,3 Euro pro kWh ansetzen, ergäbe sich ein Gegenwert von 150 Euro.
Die Ultracaps kosten in Stückzahlen bis fünf 1880 Euro. , bei 100 Stück 1200 Euro plus MWst. Gewicht: gut 8 kg.

Bei einem E-Auto, das ausschließlich nur im dichtesten Stadtverkehr gefahren wird, würde ich mit bis zu 30% eingesparten Batteriezyklen rechnen, also ca. das Dreifache. Auch bei einem Traumpreis bei Millionenauflage von 600 Euro kämen wir da nicht hin.

Es ist ohnehin erstaunlich, wieviel die Ultracaps speichern. So wird das Ultracapgeschäft wohl noch längere Zeit ein Verlustgeschäft bleiben. Bei meinem zweiten Vorschlag, der Verwendung nur einer Zelle, sähe ich allerdings schon eine interessante Alternative. Wenn es die passenden Umschalter gäbe. Nun gut, 500 Mikroohm Übergangswiderstand bei entsprechend hoher Schaltspielzahl wären unter Umständen auch noch zu verkraften. Dann wären allerdings bis 500 Watt Spitzenleistung von den Schaltkontakten abzuführen und es gäbe 30% zusätzlichen Verlust.

 

[Ralf Wagner]

Hallo Bernd,

ich trage mich auch mit dem Gedanken eine Kondensatorbank parallel zu meinen NC Akkus im city el zu hängen. Ich habe 7*6V 100AhC5 NC, also 42V und ziehe ca. knapp 300 Amp Spitzenstrom. Bei diesen Strömen brechen die NCs schnell mal um 10V runter. Die volle Kondensatorenergeie kann man nur bei einer vollen Entladung des Akkus nutzen, das ist klar, trotzdem wäre es schon ein gewisser Piffer und würde den Abzug verbessern.

Hast Du Erfahrungswerte mit kleineren Goldcaps?

Bei Reihenschaltungen von Kondensatoren bleibt das Problem der gleichmäßigen Spannungsverteilung. Ich könnte zwar hinter jedem 6V NC Bloch eine Querbrücke machen, allerdings 2 Stück 5,5V Goldcaps auf einen 6V NC Block (5Zellen) zu schließen ist auch nicht optimal.

Was machen die kleinen Goldcaps bei hohen Strömen?

Alternative NC Rundzellen parallel, die müßten allerdings die 300 Amp auch können, vermutlich also 10 Stränge a 30 Amp Hochstromakkus... Als Modellbauer kennst Du die Eigenschaften?

Sonnige Grüße
Ralf Wagner

 

[Bernd Schlüter]

Ich dachte immer, Bleiakkus könnten schadlos beliebig hohe Ströme liefern. Ist nicht so, hab ich von Euch gelernt. Da sind die Ultracaps ja gar nicht so sinnlos. Da die Ultracaps höllenteuer sind, sollte man sie schon möglichst bis auf halbe Spannung leerfahren. Dafür wüsste ich zwei Methoden:

1. temporäre Spannungserhöhung, falls der Curtis dafür gebaut ist. Das ginge einfach, indem das zusätzlich Ultracap als zusätzliche "Batterie" (36 auf max.48 Volt) dient.

2. eine vielleicht sinnvollere Methode, falls sie funktioniert (also, bitte nicht blind nachbauen!) :
Während der Ausschaltphasen beim Takten bezieht der Motor seinen Strom aus den Feldern von Anker und Feldspule über die Plug = Rückwärtsdioden, die sich gegen + abstützen. Die Felder sind dann relativ schnell entladen, da 36 Volt Entladespannung zu überwinden sind. Meine Idee ist nun, eine weitere Plugdiode am Anker, sprich, auch am drain des Mosfets anzubringen, die bei ausreichender Drehzahl sich am geladenen Ultracap abstützt und so die Auschaltzeiten bei gleicher Motorleistung erhöht, sprich, die Batterien entlastet.
Dazu gehört natürlich, und das bedarf noch weiterer Überlegung, einem wenig Aufwand für Steuerelektronik, die dafür sorgt, dass die Ultracaps geladen werden, natürlich jetzt, wenn es nur eben geht, mit Rekuperation (fast 100% Wirkungsgrad!!), in der Simpelvariante, die ich einmal vorgeschlagen habe, dazu die unbedingte Verhinderung von Überladung und von Umpolung.
Halt! Das Problem ist schon gelöst: die im Curtis eingebaute "erste" Plaudiode verhindert genau dieses.
Also, das sollte ohne allzu großen Aufwand theoretisch zu machen sein.
Das Tolle: die Ultracaps werden zu 100% ausgenutzt und sie werden nur während der Beschleunigungsphase wirksam, in der der größte Strombedarf besteht.
Merkwürdigerweise erfuhr ich bei Epcos für die zu 6erpacks zusammengeschalteten, ausgesuchten Ultracaps ganz gehörig geringere Preise, als für sechs gleiche Einzelzellen.
Der Preis für das Sechserpack 1800 Faradzellen lag bei bald 1000 Euro, wenn ich mich recht entsinne. Der würde max. die Energie speichern, die man benötigt um das Cityel von 0 auf 40km/h bzw. von 30 auf 50km/h zu beschleunigen.
Da kann man ausrechnen, was entsprechende Nicads kosten würden, die mehr als das gleiche leisten. Ich fürchte, mit gut trainierten Akkus läge man damit viel günstiger. Die kann man genau, wie die Nicads, zur Plugdiodenunterstützung variabel einbinden.
Wenn ich einmal pro km rekuperiere und die volle Ladung wieder zum Anfahren verwende, habe ich 7 Wattstunden Energie und Batterieabnutzung pro km gespart. Auf 70.000km sind das 500 kWh. Erst, wenn man sehr viel öfter bremst und wiederbeschleunigt, können sich die Ultracaps rentieren. Belasten kann man die mit ein paar tausend Ampere, da sind sie praktisch unbeschränkt für uns.
Etwas, was dann allerdings durcheinanderkommt, ist die Plugdiodenstrommessung im Curtis. Ich weiß nicht, ob dies etwas Nachteiliges bewirkt.Das ist aber gut möglich.


So, mal sehen, ob das noch klappt mit dem Wohnmobil in Richtung München.

bernd

 

[Gunther Kufner]

Hi Ralf

Goldcaps würde ich nicht empfehlen. die haben einen sehr großen Innenwiderstand. Das sieht wohl bei den Ultracaps besser aus.

Gruß, Gunther