Frage zu Akkus LiFePo4

[Rollergert]

Hallo in die Runde,

ich hab ein paar Fragen zu den Akkus, die ich in meinem "Kynast" Elektromofa neu installieren möchte.
Bisher waren da ja schnöde 2x 12V Bleiakkus mit 50Ah drin, was für das Fahren um die Wohnung herum immer ausreichend war.
Aber jetzt brauche ich größere Reichweite und mehr Dampf, da ich mit dem Fahrzeug auch längere Fahrradtouren begleiten möchte.

Dazu erfolgt der Umbau vom serienmäßigen 24V Bosch Universalmotor mit 750W auf einen gebürsteten 36V 1000W Chinesen.
Der Controller soll übrigens der werden: https://de.aliexpress.com/item/32899731 ... 4c4dgsuyaY


Was jetzt natürlich wichtig wird, ist der richtige Akku.
Ich möchte eigentlich LiFePo4-Zellen.
Bernd hat im "Elektra"-Thread ja ausführlich über seine diesbezügliche Vorgehensweise, aber auch seine Rückschläge mit chinesischen Händlern berichtet.
Allerdings ist das alles nun auch wieder ein halbes Jahrzehnt her und Akkus und Händler sind zwischenzeitlich nicht mehr dieselben; was bedeutet, daß man die damaligen Aussagen nicht mehr 1:1 übertragen kann.
Vielleicht helft Ihr mir dabei, damit ich nicht wieder bei Null anfangen muß.

Was spräche z.B. gegen diese Zellen (oder deren Händler) hier?
https://de.aliexpress.com/item/10050025 ... 3725XbLnRu

[herbk]

Hi Gert,

genau diese Akkus kenne ich nicht, ich habe aber 7Ah Zellen von LiitoKala, die sind ganz OK. Die Kapazität entspricht bei nicht ganz der genannten, aber mit 6,5Ah bei der schlechtesten Zelle ist es auch nicht sooo weit weg. Gemessen habe ich mit 0,2C, - ist eigentlich üblich.
Was Du unbedingt brauchst bei LiFePo4 (auch bei anderen Li Based Akkus) ist ein Ballancer oder besser ein BMS was auch gleich Über- und Tiefentladeschutz eingebaut hat.

Dazu erfolgt der Umbau vom serienmäßigen 24V Bosch Universalmotor mit 750W auf einen gebürsteten 36V 1000W Chinesen.

Das würde ich mir noch mal überlegen...
Wenn Du schon umbaust, dann geh auf Brushless. Der Wirkungsgrad ist deutlich besser, was der Reichweite gut tut.
Wirkungsgrad Brushless 85 % und darüber, Brushed ~ 50% ...

Diese Größe https://www.ebay.de/itm/363229003434?, wäre da mein Favorit...

[Bernd]

Hallo Gert,
ich kann von neuen Erfahrungen mit meinen Electras berichten.
Anfang des Jahres habe ich beide Gefährte mit neuen Akkus ausgestattet. Die neuen Akkus bestehen (wie auch die alten Akkus) aus jeweils 192 Rundzellen, diesmal aber vom Typ 26700 von denen jeweils 12 parallel und von diesen Blöcken widerum 16 in Reihe geschaltet wurden. So gelang es auf dem geringen zur Verfügung stehenden Raum eine recht hohe Speicherleistung von 48 Ah bei nominellen 52V zu realisieren. Eine einzelne Zelle hat 26mm Durchmesser und 70mm Länge bei nominell 3,2V und besitzt ein Speichervermögen von 4Ah.
Daraus habe ich einen Akkublock von ca. 19cm x 15cm x 30cm geformt, in dem alle Zellen per Nickelstreifen untereinander verschweisst wurden. Dafür habe ich ein günstiges Punktschweissgerät für diese Zwecke verwendet.

Die Akkus habe ich diesmal also nicht fertig konfektioniert in China erworben sondern selber verschaltet und zusammen gebaut. Als BMS habe ich ein bekanntes Smart BMS der Firma Daly verwendet. Das neue BMS ist wesentlich besser und praktikabler als das Alte. Es gibt z.B. alle wichtigen Parameter des Akkus per Bluetooth an eine App an mein Handy aus. So kann ich z.B. auf deine Stelle hinter dem Koma genau den prozentualen Ladezustand des Akkus erkennen und weiß somit sehr genau wie groß die Reichweite noch ist. Das ist super hilfreich um abzuschätzen ob man noch nach Hause kommt.
Die Reichweite der Electra hat sich auch vergrößert und beträgt jetzt um die 85Km. In den Akku passen fast 2,5 kWh Energie hinein.
Die Zellen sind auch von der Firma Litookala und haben genau die angegebene Kapazität, der Hersteller hat also nicht übertrieben.
Bis jetzt kann ich nur positives von den Akkuzellen berichten.

Das in die Electra eingebaute Ladegerät mit ursprünglichen 6A Ladeleistung habe ich ebenfalls gegen ein neues ausgetauscht, das etwas flacher ist und sogar 12A Leistung bietet.
Die neue Technik mit dem äusserlich leicht größeren Akku und dem neuen 700W ladegerät passt nach wie vor, wenn auch gerade so, noch unter die Abdeckhaube.

Die Akkuzellen die du Gert verlinkt hast haben den großen Vorteil das man nur wenige davon verschalten muss, was den Akkubau deutlich erleichtert.
Bis jetzt habe ich ein positives Gefühl zu der Firma bzw. Markennamen Litookala.

Als Motor verwendete ich bis jetzt den recht bekannten 1000W 48V Motor Typ MY1020 der Firma Unitemotor bzw. Goldenmotor.
Die 1000W beziehen sich dabei auf die nominelle Abgabeleistung, entspricht also 1,36Ps.
Die Aufnahmeleistung beträgt dabei ca. 1250W, wobei diese stark schwankt je nach Belastung.
Beim Beschleunigen kann die Aufnahmeleistung durchaus bis zu mehreren kW betragen.
Bei meiner Electra ist durch den Motorcontroller (der Firma Kelly) der maximale Motorstrom derzeit auf 60A begrenzt. Maximal könnte der Controller 100A Richtung Motor fliessen lassen, das wären dann ca. 5kW (!).

Trotz dieser schon von Anfang an bestehenden Begrenzung der maximalen Stromaufnahme auf 60A bzw. ca. 3kW (z.B. beim beschleunigen) ist mir erst dieser Tage der Motor nach einer längeren Fahrt abgeräuchert.
Schon immer wurde der Motor sehr heiss, insbesondere wenn man einige Runden durch unseren Ort drehte, wobei man nach jeder Kurve erneut beschleunigen muss.
Das Problem bestand von Anfang an, wewegen ich ja schon einen starken Propeller eines PC-Lüfters auf die Motorwelle montierte.
Trotz dieser Belüftung war es nach dieser langen Fahrt vor einigen Tagen zu viel für den Motor und er überhitzte.
Es roch furchtbar nach verschmorter Technik und ein zerlegen ergab das die Spulen des Rotors teilweise ihre Lackisolation verschmort hatten.

Noch am selben Tag habe ich meinen Ersatzmotor des gleichen Typs, einen nagelneuen MY1020 installiert.
Bei der ersten Probefahrt zeigte sich das dessen Leistung fast noch höher war als die vom alten, leider wurde auch er extrem heiss.
Die Aufnahmeleistung kann man während der Fahrt gut über die App im Handy beobachten, sie lang meist bei 1400 - 1500 Watt, was natürlich zuviel ist.
Beim alten Motor lag sie nur bei meist um die 1200 Watt.

Der angegebene Wirkungsgrad des MY1020 Motors mit Bürsten beträgt 78%, was natürlich nicht sooo viel ist.
Ich werde jetzt auf einen brushless Motor umrüsten, wobei diese nach meiner bisherigen Erfahrung leider meist eine höhere Nenndrehzahl aufweisen.
Ich hoffe das alleine schon der bessere Wirkungsgrad dafür sorgt das weniger Hitze bei gleicher Leistungsabgabe anfallen wird.

Bei meinem verbauten Motortyp, dem MY1020 gibt es den großen Vorteil das es einen von den Abmessungen, Achse etc. genau baugleichen Typ als brushlessversion gibt.
So brauche ich nichts an der Motorbefestigung zu ändern. Selbiger hätte dann, je nach Ausführung, 1600 - 2000W
Einziger Nachteil ist das der neue benötige brushless Controller von den Dimensionen her größer ist als der extra kleine von kelly den ich derzeit verbaut habe.

Grüße

Bernd

[Bernd]

Gert aus meiner Sicht spricht nichts gegen die verlinkten Akkus, im Gegenteil.
Sie sind überaus günstig, der Brandname LitooKala hat für mich etwas positives und wenn die bei dir rein passen würde ich sie verwenden.
Mich würde es allerdings wundern wenn in der Kynast Mofa soviel Platz dafür wäre, das wäre ein Grund mehr so eine zu kaufen.

Grüße

Bernd

[Rollergert]

Danke an Euch Beide für die Antworten.

Ich würde gerne das Motorthema gesondert behandeln, damit das hier für die, die nach dem Threattitel suchen, etwas übersichtlicher bleibt.
Da mache ich noch einen anderen Thread auf.

Ich habe gerade noch mal bei dem von mir verlinkten Händler in den Bewertungen ziemlich viele haarsträubende Sachen gelesen.
Es war von gebraucht gelieferten Zellen die Rede, von aufgeblasenen Gehäusen und bei weitem nicht erreichten Kapazitäten.
Und zwar von vielen unterschiedlichen Kunden.
Nicht so gut.
Aber da gibt es ja noch viele andere Anbieter, die ich mir ansehen und dann hier verlinken werde.


Was ist denn der Unterschied zwischen BMS und Balancer?

Und wie können die funktionieren, wenn die Zellen so zusammengeschweißt oder geschraubt sind wie auf den Abbildungen der Hersteller?
Differenzierte Messung und Ladung geht doch nur, wenn ich jede Zelle einzeln mit "+" und "-" ansteuere?

[Bernd]

BMS bedeutet Batteriemanagementsystem und ist zunächst nur mal ein Überbegriff für eine Überwachungselektronik die die Betriebszustände des Akkus überwacht und regelt.
Ein BMS besteht meistens aus einer Über- und Unterspannungsüberwachung sowie einem Balancer. Bei den Balancern sind die passiven diejenigen die am häufigsten zum Einsatz kommen.
Das BMS kann bei Bedarf den Stromfluss aus oder in den Akku unterbrechen.

Moderne BMS Systeme besitzen oft eine Ausgabe der Parameter per Bluetooth und damit Anzeigemöglichkeit in einer App auf dem Handy.
Das ganze funktioniert problemlos und ist ganz einfach zu bedienen und überaus hilfreich für den Nutzer des Akkus.
Desweiteren kann man über diese App auch Einfluss auf das Betriebsverhalten des BMS nehmen. So kann man z.B. festlegen ab welcher Zellenspannung die Aufladung des
Akkus beendet werden soll. Das gleiche gilt für die Spannung bei der Entladung. Ferner können moderne BMS sehr genau des Ladezustand des Akkus zur Anzeige bringen und zwar
wirklich recht genau und verlässlich, zumindest klappt das bei meinem sehr gut. Das funktioniert so genau weil das BMS den Ladezustand nicht anhand der Zellenspannungen
ermitttelt sondern es ermittelt aus dem fliessenden Strom und dessen Zeitdauer sehr genau wieviel Ah entnommen wurden. Es besitzt also die Funktion eines Wattmeters.
Ferner kann das BMS auch noch den Stromfluss sofort unterbrechen bei Kurzschluss bzw. bei einer einstellbaren überschrittenen Stromstärke.

Eine wichtige Funktion eines BMS ist auch der Spannungsausgleich zwischen den einzelnen Zellen, damit alle Zellen möglichst auf genau dem gleichen Spannungsniveau gehalten werden.
Diese Funktion ist aber meist nicht besonders wirksam gestaltet, weswegen alle Zellen gleich bei der Inbetriebnahme die absolut gleiche Spannung haben sollten.
Das BMS hat für jede Zelle des Akkus einen separaten Draht um die Spannung dieser einzelnen Zelle zu überwachen. Es wird tatsächlich jede einzelne Zelle ausgewertet und sobald auch
nur eine einzelne den eingestellten Höchstwert für die Spannung beim laden erreicht wird die Ladung für alle unterbrochen.

Es gibt also keinen Unterschied zwischen BMS und Balancer, sondern der Balancer ist ein Bestandteil eines BMS.

Grüße

Bernd

[Rollergert]

OK; danke,
das ging aus der Wikipedia-Definition nicht so klar hervor.

Ein Balancer kontrolliert also nur die Parameter der einzelnen Zellen und schreitet bei Über/Unterschreitung ein.
Aber es wird der einzelnen Zelle kein individueller Ladestrom zugewiesen; es gibt also keine aktive Laderegelung?

Was im Umkehrschluß dann bedeutet, daß die schwächste Zelle die vollständige Ladung der kräftigeren Kollegen limitiert und z.B. eine einzige kollabierte Zelle im Verbund die Funktion der ganzen Batterie blockiert?

[herbk]

Guten Morgen,

Es gibt also keinen Unterschied zwischen BMS und Balancer, sondern der Balancer ist ein Bestandteil eines BMS.

Den ersten Teil des Satzes würde ich so nicht bestätigen... Es gibt auch Balancer ohne Über- und Unterspannungsschutz, das würde ich dann aber nicht als BMS bezeichnen...

Ich habe gerade noch mal bei dem von mir verlinkten Händler in den Bewertungen ziemlich viele haarsträubende Sachen gelesen.
Es war von gebraucht gelieferten Zellen die Rede, von aufgeblasenen Gehäusen und bei weitem nicht erreichten Kapazitäten.
Und zwar von vielen unterschiedlichen Kunden.
Nicht so gut.

Ich denke dazu muss man ein paar Dinge mit beachten...
Bei der Herstellung bestimmter Dinge, dazu gehören Solarzellen (Zellen, nicht Module) Prozessoren, Akkus, Schießpulver, Kartoffeln, etc., (die "Bandbreite" ist absichtlich so hoch gewählt) weiß der Hersteller bei Produktionsbeginn nicht, welche Qualität er beim Abschluß der Produktion erhält. Kurz: die Produkte haben eine relativ hohe Fertigungstoleranz, welche der Hersteller nicht beeinfussen kann.
Bei Akkus resultiert diese Fertigungstoleranz halt in unterschiedlichen Innenwiderständen und Kapazitäten, jeweils + - x%.
Die Akku Hersteller sortieren die Akkus (von BYD und Yinlong weiß ich das so) bauen aus denen, die innerhalb einer bestimmten Toleranz liegen, ihre Akkupacks, der Rest geht auf den freien Markt.
Die meisten billigen Zellen die auf dem Markt sind, sind also a unterhalb des Qualitätsanspruchs des Herstellers und b unsortiert.
Das heißt aber deshalb noch lange nicht dass die Zellen schlecht sind ! Sie haben halt (wie meine LiitoKala's) ein Bischen weniger Kapazität oder der Innenwiderstand ist etwas zu hoch und man kann sie deshalb nicht ganz so schnell laden und entladen.
Das ist auch bei meinen LTOs so, die letzten 30 Zellen die ich gekauft habe haben alle mehr Innenwiderstand, beim Laden mit 10C (was die guten ab können) würde ich wohl Probleme bekommen. Da ich die aber keine 400A Ladestrom zur Verfügung habe ist das relativ egal, mit 0,5C geladen und mit 1C entladen passt die Kapazität einwandfrei.

Ich habe mir für die letzten Akkupacks aber aktive Balancer geholt, die gleichen auch aus wenn nicht ge- oder Entladen wird. Das halte ich für effektiver.

[herbk]

Hallo Gert,
Bei meinem verbauten Motortyp, dem MY1020 gibt es den großen Vorteil das es einen von den Abmessungen, Achse etc. genau baugleichen Typ als brushlessversion gibt.

hast Du da einen Link dazu?

[Bernd]

Die Begriffsdefinitionen scheinen für Verwirrung zu sorgen.
Ein BMS ist die Gesamtheit an verschiedenen Überwachungs- und Steuerungsmechanismen um die Ladung und Entladung eines Akkus zu kontrollieren und zu regeln.
Ein Balancer ist EIN Bestandteil eines solchen BMS und hat die Aufgabe die Zellenspannungen möglichst bei allen Zellen auf gleichem Niveau zu halten.
Neben dieser Funktion die Zellenspannungen bei allen Zellen auf möglichst dem gleichen Level zu halten beinhaltet ein BMS auch noch eine Spannungsüberwachung
die bei über- oder Unterschreitung von definierbaren oder festgelegten Spannungen eingreift und den Stromfluss durch Unterbrechung der Minusleitung unterbricht.
Ferner überwacht das BMS oft noch die Akkutemperatur und die Höhe des Stromflusses in Ampere beim Laden oder Entladen.
Was dann jeweils bei welchen Messwerten geschehen soll kann man bei einem modernen BMS oft mit Hilfe eines Programms oder App definieren und den individuellen
Erfordernissen angleichen.

Was den Teil der Balancerfunktion anbelangt so gibt es passive und aktive Systeme. Die passiven versuchen die Spannungshöhe der Zellen dadurch anzugleichen indem
sie während der Ladung die Zellen die den höchsten Füllstand aufweisen mit einem zugeschalteten Widerstand belasten so das sie ab dem Zeitpunkt der Zuschaltung des
Belastungswiderstandes etwas schwächer weiter aufgeladen werden so das die schwächeren (unbelasteten) Zellen ihren Ladungsrückstand etwas aufholen können.
Diese Art der Angleichung wirkt sich aber nur sehr schwach auf das Ladungsergebnis aus. In meinem Falle arbeitet in dem BMS auch ein passiver Balancer (wie bei den meisten)
der nur in der Größenordnung von ca. 1% der Ladung der jeweiligen Akkuzelle durch den im Bedarfsfall zugeschalteten Belastungswiderstand zurück hält bzw. vernichtet.

Es gibt auch aktiv arbeitende Balancer, die auf den ersten Blick eine viel bessere Lösung darzustellen scheinen. Leider gibt es bei diesen bei genauerem Durchdenken ihrer
Funktion auch prinzipbedingte Probleme, weswegen ich diese im Augenblick für meine Akkus nicht unbedingt einsetzen würde.
Es gibt im Netz einige Videos die diese Probleme sehr versständlich erläutern.

Der Einsatz eines BMS ist bei Lithiumakkus dringend anzuraten weil diese sehr empfindlich auf Überladung und zu tiefe Entladung mit Verkürzung ihrer Lebensdauer reagieren.

Grüße

Bernd