B A T T E R I E

[imported_Berny]

B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 24. Mai 2008 20:50

Da bei mir immer mehr Anfragen zum Thema „Alternative Batterie für den SAM“ eintreffen,
habe ich einen neuen Thread zu diesem Thema erstellt.
Viele Beiträge sind leider in anderen Themen „untergegangen“ -> Suchfunktion

Die Hauptprobleme beim SAM sind:
Hohe Nennspannung des Motors und wenig Platz für die Batterie.

Konsequenz:
Viele Akkuzellen mit relativ geringer Einzelkapazität.

Welche Strombelastung diese aushalten müssen, sieht man am schnellen Batterietod der bisherigen Blei-Varianten:
Nachlassende Reichweite- besonders in der kalten Jahrezeit und geringe Gesamt-Ladezyklen.

Rechnet man sich das mal auf 10 Jahre aus, so stellt man fest, dass „Blei“ im SAM ein teurer Spaß ist.
Ein neuer Satz Hawker 26Ah kostet für den SAM ca. 1500¤.
Wer die Batterie nicht selbst wechseln kann, zahlt in der Werkstatt sicherlich weit mehr als 100¤ für den nicht unerheblichen Aufwand.

Warum also nicht nach einer langfristig wirtschaftlichen Alternative für die Energiequelle im SAM suchen ?

Ich breche an dieser Stelle mal ab und frage die eingefleischten SAM-Piloten, wieviel km sie bisher gefahren sind,
welche Reichweite sie im Sommer und welche im Winter erzielen und wieviel Geld sie bisher für Batterien ausgegeben haben.

Hier meine Daten:
Hawker PureLead 26Ah, Herstellungsdatum 5/2005
– gebraucht übernommen 2/2007
– Fahrleistung 860 km
– Reichweite Sommer 20km (später mit Einzelladung 30km)
– Reichweite bei Temperaturen < 0 Grad unbekannt, da nicht gefahren.
– 3 defekte Blöcke wurden bisher getauscht (450¤)
– Batteriekosten 52,33¤/ 100km

Ich bitte um rege Diskussion und ehrliche Antworten

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 25.05.08 14:54.

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 25. Mai 2008 12:17

Schönen Sonntag zusammen !

Auf dem Bild seht ihr den Blick ins Batteriefach nach demontiertem Antrieb

picture: [www.box.net]

Die Abmessungen des Batteriemoduls

picture: [www.box.net]

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 25. Mai 2008 22:14

Hallo

die Batterieproblematik ist einer der Gründe warum ich um den SAM einen weiten Bogen mache.

Wenn mich nicht alles täuscht sind da 14 12VBlöcke drinnen. Als bezahlbare Alternative würde ich 10AH NimH Rundzellen vorschlagen, Drei Stränge davon kosten etwa 2600¤ und geben 30Ah.

Die Ladeelektronik wird allerdings aufwendig, denn mehr als 10 Zellen gleichzeitig laden geht nur bei selektierten Zellen gut. außerdem braucht man ein vernünftiges BMS das zumindest beim Entladen die Zellen einzeln überwacht.

Mit guter Elektronik sind da 1500 Zyklen drinnen, und durch die Aufteilung auf 3 Stränge kommt es auch nicht zu einem Totalausfall.

Gruß

Roman

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 11:31

Hallo Roman,

mit den 14 Blöcken x 12V = 168V liegst Du richtig.
Dem Einsatz von NiMh-Zellen für eine reine Traktionsbatterie im Fahrzeug kann ich jedoch nicht zustimmen.
Gründe:
Hohe Selbstentladung
Kritisches Temperaturverhalten
Geringe Energiedichte von 50-80 Wh/kg
Schmale Überwachungs-Differenzspannung von 0,2V (1,2Vnenn – 1.0Vcutoff)
Aufwändige Lade-Entlade-Regelung, Temperaturüberwachung.
Geringe Zyklenzahl.
Schnelladung verkürzt die Lebensdauer erheblich.

Da im SAM Ströme über 100A fließen, muss jede der drei parallel geschalteten 10Ah-Rundzellen (30Ah) ohne Probleme 4C,
besser 5C vertragen können, ohne den Hitzetod zu sterben.

Ich weiß nicht, welchen Zellentyp Du ausgewählt hast, denn
NiNh-Standard-Rundzellen sind in der Regel nur mit 0,2C belastbar.
Hier sprechen wir aber von dem 20 bis 25-fachen Wert !

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Luke Züri user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 12:52

Hallo Harald

Das Deine Umfrage nicht ganz versandet, hier meine Daten:

Gekauft 2007 mit Yuasa Blei/Vlies Batterien (Angaben von EFS)
Preis und Alter der Batterien ?
Bisher gefahren 5000 km (fahre täglich zur Arbeit 2×20 km) :xcool:
Reichweite (Bergauf +200 Höhenmeter >> 20-25km), (Geradeaus 30-40 km)
Winter fahre ich nur bis 4°C, sonst reicht es nicht mehr nachhause :sneg:

Sonstiges: 1 Zahnriehmenbruch, SOC hat bei mir nie funktioniert.
Fahrfeeling super! Bekomme Gratisparkplatz und Strom vom Arbeitgeber in unserer Stadt gratis!
Leider habe ich 2 linke Hände und verstehe ausser Steckdose nicht viel von Strom! :confused:
Mein Urgrossvater fuhr 1904 ein Elektromobil, das eine Distanz über 100km schaffte.:eek:

Ich bin sehr gespannt auf weitere Erfahrungswerte!

Grüsse von Luke (SAM 71)

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 16:21

Hallo

Ich bin bei der Rechnung einfach davon ausgegangen daß man die Lebensdauer der Bleiakkus die ich auf etwa 300 Zyklen schätze erreicht, da hätte man immer noch die doppelte Km Zahl bedingt durch die größere entnehmbare Kapazität.

Ich rechne mal aus was in den Akkukasten maximal rein geht, so daß man den Entladestrom der einzelnen Stränge berechnen kann, die von mir vorgesehenen zellen sind für einen 1C bis 3C Entladung spezifiziert

Selbstentladung da sehe ich kein Problem, die Tage wo ich das El nicht benutze sind relativ wenig.

Die Temperaturproblematik ist mir bekannt, ich baue gerade einen 100AH 12V Satz aus 5 Ah Nicds zusammen und teste eine Flüssigkeitskühlung, da möchte ich momentan nicht zuviel verraten, aber das Teil würde relativ einfach in den Akkukasten des Sam passen, ich hoffe mal Ende Juli bin ich soweit daß erste Ergebnisse vorliegen.

Eine Frage was bezeichnest du als Schnelladung, 1h ist für mich noch keine Schnelladung.

Gruß

Roman

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 17:39

Hallo Roman,

selbst wenn Deine 10 Ah-NiMh-Zellen 3C verkraften, werden sie mit Sicherheit sehr warm, sodass eine effiziente Kühlung absolut notwendig ist.
Ob sich das bei den engen Platzverhältnissen beim SAM für NC oder NiMh rechnet, sei dahingestellt.
Du bräuchtest für eine Energiemenge von lediglich 5kWh im SAM 420 Zellen, die alle penibel überwacht und gekühlt werden müssen.
Das Original Zivan-Ladegerät kannst Du ohne erhebliche Modifikationen für NiMh-Zellen nicht verwenden.
Unter einer Schnelladung verstehe ich in diesem Fall einen Strom von 3C, also 3x30A parallel (90A).
Dann brummt das Ladegerät mit 15kW, also muss schon ein 400V-Anschluss her

Damit der SAM wirklich alltagtauglich wird, benötigt er mindestens 12kWh verfügbar bei einer Umgebungstemperatur von -10 bis + 40 Grad.
Das schaffst Du ohne Kühlung/Heizung nur mit LiFePO4- Zellen, wenn Du die Batteriekosten in ¤/100km gering halten möchtest.

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 26.05.08 18:58.

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 18:56

Hallo Luke,

vielen Dank für Deine Daten.

Du kannst Deinem Arbeitgeber danken, dass er durch den „Zwischen-Tankstopp“ die Batterien vor der Tiefentladung schützt.

In der kalten Jahreszeit merkst Du, dass die Bleibatterie versagt.
Gerade dann bräuchte man eine Zusatzheizung, also noch mehr gespeicherte Energie.

Fazit: Die Bleibatterie im Elektroauto ist nicht alltagstauglich.

Hochgerechnet hat Dein Batterieblock nach 5000 km so um die 250 Ladezyklen hinter sich.
Bitte gib uns Bescheid, wenn Du merkst, dass sich die Reichweite pro Ladung verringert.

Ich wünsche Dir auf jeden Fall weitere 5000 km.
Dann kämst Du auf Batteriekosten von 15¤ / 100km

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 20:59

Hallo

Die LiFEPO 4 Zellen sind für mich erst dann alltagstauglich wenn nachgewiesen ist daß sie mindestens 10 Jahre leben, ansonsten sind die 1500 Zyklen nichts als Werbung und in der Praxis nicht nutzbar. Mein NiMH Testblock hat immerhin inzwischen 1000 Zyklen erreicht bei 1C Ladung und 2C Entladung.

Damit daß das Ladegerät nicht für Nimh geeignet ist hast du natürlich recht, man kann es allerdings noch als reine Spannungsquelle verwenden, die 200 Zellen für meinen Block werde ich aus Kostengründen erst mal in 10er Packs mit delta U erkennung laden. Wenn ich allerdings sehe daß ein fertiges Prozessorladegerät für 10 Einzelzellen für denn Endverbraucher nur 30 ¤ kostet denke ich daß eine Einzelbehandlung der Zellen möglich ist

Durch das Kühlsystem werde ich wohl Temperaturen über 30°C vermeiden können. Ich kann momentan mit meiner Datenerfassungsanlage allerdings nur 30 Temperaturen gleichzeitig erfassen. Ich habe eigentlich kein Problem mit Kühlung oder Heizung, meine Nicd im El haben schließlich auch Flüssigkühlung, Ich würde sogar ein leichtes Kühlaggregat einbauen um die Zellen beim Laden zu temperieren

Ich bin allerdings erstaunt daß der Sam so stromhungrig ist, bei der Spannung hätte ich ehr mit einer Maximalstromaufnahme von 40A und im Mittel mit nicht mehr als 15A gerechnet.

War das eigentlich von vornerein so beabsichtigt, bei den Strömen konnte man ja das Desaster mit den Bleiakkus vorhersehen

Gruß

Roman

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 21:12

Hallo

Hab gerad nachgerechnet: in den Batteriekasten gehen 1800 Zellen das gibt ca.120AH bei NImH und 60 AH bei Nicd, Gewicht wäre dann allerdings etwa 300 kg inklusive Kühlsystem, ich weiß nicht ob der Sam das verkraftet, die Bleiakkus wiegen ja wohl nur die Hälfte.

Gruß

Roman

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Reinhold Schebler user status icon global
Datum: 26. Mai 2008 22:46

Hallo Bastelfreunde!
Das grösste Problem des Sam ist und bleibt vorräufig die Batterie.
Die hohen Ströme verringern die zu erwartbare Lebensdauer auf ~ <10 000 Km
Das geringe Volumen der Batteribox lässt nur effektive Batterien zu.
Ich denke mit 4x 48V/50Ah Li-IO-Po4 wäre das Problem gelöst. 204V/50Ah-10KWH
Diese Batterie ist die Standdardbatterie für Elektrroller.
Noch besser wären 2 x 4 x 40 Ah; weil die 80Ah den Strom besser vertragen. ~16KWH
Li-Mangan wäre auch gut geeignet; es braucht kein BMS!
Z.B. 10P 5S Bosch Packs 36V/2,6Ah ~60Kg 180V/26Ah 4,6KWH
Kostenpunkt ~0,7¤/W Das erscheint teuer; aber Zyklenzahl >1000! (~2500)
Die Reichweite steigt auch dramatisch; Rechnet halt selber…
Wer Bezugsquellen braucht darf mich fragen.
Tschau
Reinhold

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 27. Mai 2008 09:08

Hallo

Hört sich schön an, aber wer fährt die 1000 oder 2000 Zyklen innerhalb der Lebensdauer der Batterie.

Problem: Wenn ich alle 4 Jahre 5000 für einen Akkusatz ausgeben muß egal wieviel ich fahre dann rentiert sich das Ganze nicht mehr.

Das Problem wird auch beim Twike auftreten, da hat man ja klugerwiese die Garantie auf 3 Jahre begrenzt.

Das Problem das der Sam hat sind meiner Meinung nicht die Akkus sondern die Gesamteffizienz des Fahrzeugs, 100A Anfahrstrom sind nicht ohne, effizient wärs bei 40A Anfahrstrom und 20A beim Fahren,

Gibts eigentlich keine Möglichkeit die Akkus außen an die Batterieboxzu hängen, 10 * Saft STM 140 und einen anderen Motor damit wären 70 km und Lebensdauer > 100000 Km kein Problem mehr.

Gruß

Roman

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 27. Mai 2008 10:24

Guten Morgen Roman !

Luke hat ja in seinem Beitrag geschrieben, dass er seinen SAM auf der Arbeit lädt und dann sicherlich auch noch über Nacht.
So kommt er ohne Probleme auf 1000 Zyklen in 3 Jahren.
Nun ist es aber ein Unterschied, ob Du mit einer SAM-Ladung 20 km weit kommst (Blei)
oder 150 km (LiFePO4).
Eine SAM- LiFePO4-Batterie kostet 9000 ¤ und reicht für 150.000 km (Sommer und Winterbetrieb)
Eine SAM- Bleibatterie kostet 1500 ¤ und reicht für 7000 km (nur Sommerbetrieb !).

–>: SAM-Fahren mit ……Blei : 21 ¤ / 100km
–>: SAM-Fahren mit LiFePO4 : 6 ¤ / 100km

FAZIT : Die LiFePO4-Batterie amortisiert sich im SAM schon nach 40.000 km Fahrleistung.
Und man kann ganzjährig fahren, weil bei -10 Grad immer noch 80% der Batteriekapazität zur Verfügung stehen !

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: Harald Dreher user status icon global
Datum: 27. Mai 2008 10:37

Hallo Reinhold !

Schön, dass ein weiterer „Schrauber“ sich im SAM-Forum zu Wort meldet.
Erfahrung ist durch nichts zu ersetzen.
Deine Website zeigt, dass Du Dich mit Elektrofahrzeugen schon länger in Theorie und Praxis befasst.

Thema Li-Mn:
Was kostet denn so ein 36V/ 2.6AH Bosch-Pack ?
Leider muss man in dem Fall- wie auch bei den DeWalt- A123 Packs- das Teil zerlegen, um an die Zellen zu kommen.
Sicher nicht Jedermanns Sache.
Hast Du eine Quelle für Li-Mn Einzelzellen ?
Wir haben für Li-Mn-Rundzellen eine Zyklenzahl von 800 ermittelt.
Verhalten bei Temperaturen unter -10 Grad ???

Viele Grüße aus Hannover
Harald Dreher

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 27.05.08 10:38.

[imported_Berny]

Re: B A T T E R I E #
geschrieben von: R.M user status icon global
Datum: 27. Mai 2008 13:27

Hallo

Sehe ich ja auch so, es sagt nur keiner in wieviel Jahren ich die 40000 km fahren muß damit die Batterie nicht durch die kalendarische Lebensdauer schon vorher kaputt ist. Es ist sicher eine Sache wenn so ein Umbau auf eigenes Risiko gemacht wird, aber kommerziell, wo der Verkäufer auch Garantien abgeben muß sehe ich noch nicht daß sich Li durchsetzt, da warte ich erst mal ab wie sich die Zellen im Twike verhalten, und das EL mit Lithium hat ja jetzt auch schon 2 Jahre hinter sich.

Du hast sicher auch Recht wenn du Lithium mit Blei vergleichst. Von der Lebensdauer bin ich aber bei beiden nicht überzeugt.

Wenn du den Orginal Batteriekasten des Sam nutzen willst bleiben auch wirklich keine anderen Möglichkeiten außer mit vielen kleinen Einzelzellen zu arbeiten.

Bei Lithium akzeptiert auch jeder daß jede Zelle einzeln behandelt und überwacht wird, warum also nicht bei Nicd oder NimH

Und für 9000¤ bekomme ich schon 15* 6V 100AH Nicad Blocks von denen ich weiß daß sie auch nach 100000 km und 15 Jahren noch funktionieren.

PS: Die A123 Zellen bekommst du einzeln beim Akkuservice Untermain

Gruß

Roman

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