Wirkungsgrad - Zellenzahl - U - I - Mittreten

[Nordwind]

Hallo zusammen,


ich überlege, meinen 14s Pack Headway38120 LiFePO4 10Ah auf 16s aufzubohren.

Hauptgrund: Reichweite erhöhen (nur ausnahmsweise: Geschwindigkeit erhöhen). Außerdem sind viele Standard-Komponenten (zum Messen, Regeln) auf 12s oder 16s ausgelegt - nicht auf 14s.

Nun meine Verständnis-Frage:
Wenn ich eine Geschwindigkeit fahre, die 12s, 14s, 16s locker können (z.B. 25km/h): wie ändert sich der Wirkungsgrad des Motors (hier elfkw 20'' HR an Trice QNT) in Abhängigkeit von der Zellenzahl des Packs?
Die Leerlaufdrehzahl bei Vollgas (oder heißt das Nenndrehzahl - egal) nimmt mit steigender Zellenzahl natürlich zu: Ich muss für 25km/h weniger Gas geben, die Reichweite wird höher. Aber ich entferne mich auch mehr von der Leerlaufdrehzahl. Da ist doch irgendwie eine Optimum des Wirkungsgrads oder so.

Wie ändert sich das Ganze, wenn ich verschieden stark mittrete?

Ich möchte euch nicht zu sehr bemühen - mir reicht eine einfache Antwort.

Vielen Dank!!!
Nordwind
:)

[Troubleshooter]

Wenn du sowieso die meiste Zeit schneller fährst als es der Motor kann, macht eine höhere Spannung natürlich Sinn, wenn du noch schneller fahren möchtest. Wenn du allerdings die meiste Zeit bei geringen Geschwindigkeiten fährst, belastest du so den Controller noch mehr.

Das mit Reichweite erhöhen... Da wäre ich vorsichtig. Der Energiebedarf steigt mit jedem Km/h überproportional an.

[Nordwind]

Sorry, dann habe ich mich missverständlich ausgedrückt.

Ich fahre i.Allg. langsamer als der Motor bei Vollgas kann - auch schon bei 14s. Deshalb muss ich auch kein Vollgas geben. Ich trete generell deutlich mit.

Hoffe, das klärt es auf. Sonst bitte fragen.

Ja ja, der Controller - ist auch so eine black box für mich. Aber ist wohl in meiner ursprünglichen Frage implizit enthalten.


Gruß,
Nordwind
:)

[Europa81]

Hallo zusammen,


Wie ändert sich das Ganze, wenn ich verschieden stark mittrete?

Ich möchte euch nicht zu sehr bemühen - mir reicht eine einfache Antwort.


Hallo Nordwind,

mit mehr Zellen erhöhst Du die Wh des Akkus. Da der Controller mehr Spannung zur Verfügung bekommt, muss er "weniger aufmachen", um die selbe Geschwindigkeit zu erreichen. Belasten tut ihn das (außer der höheren Spannung: 58 V ab Ladegerät bei 16S Headway - für die FETs und Kondensatoren) nicht mehr als der bisherige Betrieb.

Wie es sich ändert durch Mittreten ? .... sehr ! :)

Good luck - welches BMS wirst Du verwenden ?

[labella-baron]

Ich fahre i.Allg. langsamer als der Motor bei Vollgas kann - auch schon bei 14s. Deshalb muss ich auch kein Vollgas geben. Ich trete generell deutlich mit.Nachdem du in der (freiwillig gewählten) Begrenzung durch den Controller bist "sieht" der Motor die vom Controller herabgesetzte wirksame Spannung. Da in beiden Fällen im Betriebspunkt die gleiche Leistung abgefordert wird ergibt sich auch der gleiche Motorstrom. Also gleicher Betriebspunkt, folglich gleicher Motorwirkungsgrad. Der Akku-Strom ist jedoch auf Grund des anderen Taktverhältnisses der Pulsweitenmodulation durch den Controller geringer. Also benötigst du weniger Ah. Da aber die Spannung jetzt höher ist, sind zunächst einmal die verbrauchten Wh gleich. Aber du hast ja jetzt 16/14 also ein Siebtel mehr Wh zur Verfügung. Da der Akku-Strom geringer ist, sind auch die Leitungsverluste und ev. die Controllerverluste geringer, aber das macht nicht viel aus.
Interessanter sind die Verluste, die auf Grund des Innenwiderstands im Akku entstehen. Durch die weiteren Zellen erhöht sich der Innenwiderstand um 1/7-tel. Unter der Annahme gleicher verbrauchter Wh ist jetzt der Akku-Strom um 1/7 niedriger.
Akku-Verlustleistung vorher J*J*Ri
Akku-Verlustleistung nachher 6/7J * 6/7J * 8/7Ri = 6*8/7/7 * J*J*Ri gleich 48/49 der vorherigen Verluste also ca. 2% weniger.
Wieviel das aufs Ganze bezogen ausmacht, hängt von der Stromverteilung bei der gesamten Fahrt ab.

In jedem Fall wirst du damit etwas mehr als um 1/7 weiter kommen, vielleicht so ca. 15% !

Dass dein Controller bezüglich Höchstspannung und Unterspannungsabschaltung da mitspielen muss ist dir ja klar.

[didi28]

Hauptgrund: Reichweite erhöhen (nur ausnahmsweise: Geschwindigkeit erhöhen). Außerdem sind viele Standard-Komponenten (zum Messen, Regeln) auf 12s oder 16s ausgelegt - nicht auf 14s.
Nun meine Verständnis-Frage:
Wenn ich eine Geschwindigkeit fahre, die 12s, 14s, 16s locker können (z.B. 25km/h): wie ändert sich der Wirkungsgrad des Motors (hier elfkw 20'' HR an Trice QNT) in Abhängigkeit von der Zellenzahl des Packs?


Das ist wirklich ein komplexes Thema. Grundsätzlich bringt eine Spannungserhöhung eine höhere (Nenn)Drehzahl des Motors und damit mehr Motorleistung.

Wenn Du den Motor aber z.B. nur am Berg, also bei niedrigen Geschwindigkeiten/Drehzahlen einsetzt, dann reduziert eine Spannungserhöhung den Wirkungsgrad, weil Du den Motor dann zu weit von seiner Nenndrehzahl entfernt einsetzt. Es wäre dann wesentlich effektiver, wenn Du die zusätzlichen Zellen nicht in Reihe zur Spannungserhöhung, sondern parallel zur Amperestundenerhöhung schalten würdest. Die Kapazität des Akkus wäre die Gleiche.

[Nordwind]

Danke schon mal :) !!!


Berge haben wir hier nur kurze ;) - die können aber recht steil sein. Fahre ich mit kräftigem Mittreten mit > 20km/h hoch. Auslegung für Flachland + zeitweise Wind. 25 - 30km/h bei deutlichem Mittreten. Ziehe auf Dauer typisch ca. 100W aus dem Akku.

BMS will ich bis zur nachweislichen Notwendigkeit keins nehmen. Nur 2 St. cellLog8s (nicht: Kellogs!) zum Messen und Überwachen (Alarm U_min, U_Max) der Einzelspannungen + 2 St. T Messen und Überwachen (Alarm T_max).

Parallelschaltung möchte ich nicht mit anfangen, da dann alles deutlich komplizierter wird.

Controller + Motor kann es laut Martin Koeck.

In Summe meint ihr also, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems in etwa gleich bleibt oder sogar etwas größer werden könnte sowie natürlich die Reichweite proportional größer (x 16/14) wird. Toll!!! So wäre es sinnvoll.

Besten Dank
Nordwind
:)

[labella-baron]

Das ist wirklich ein komplexes Thema. Grundsätzlich bringt eine Spannungserhöhung eine höhere (Nenn)Drehzahl des Motors und damit mehr Motorleistung.

Wenn Du den Motor aber z.B. nur am Berg, also bei niedrigen Geschwindigkeiten/Drehzahlen einsetzt, dann reduziert eine Spannungserhöhung den Wirkungsgrad, weil Du den Motor dann zu weit von seiner Nenndrehzahl entfernt einsetzt.Immer wieder: Entscheidend ist nicht der Wirkungsgrad, sondern wieviel Wh er pro km auf der Straße läßt. Und das ist bei ein und demselben Motor bei gleicher Geschwindigkeit das Gleiche. Kann man auch sehr schön mit EPACSIM zeigen. ;)
Der maximale Wirkungsgrad wird durch die höhere Spannung höher. Der Wirkungsgrad in einem bestimmten Betriebspunkt bleibt gleich.

[Kraeuterbutter]

Und das ist bei ein und demselben Motor bei gleicher Geschwindigkeit das Gleiche. Kann man auch sehr schön mit EPACSIM zeigen. ;)
Der maximale Wirkungsgrad wird durch die höhere Spannung höher. Der Wirkungsgrad in einem bestimmten Betriebspunkt bleibt gleich.

Hallo Labello-Baron
ich kenne mich mit Motoren ned so gut aus wie du, will deshalb da kurz nachhaken...

ich hab da 2 Beispiele aus der Modellbauwelt, wo die Sache scheinbar anders rennt...

RC-Hubschrauber:
die Amis sind vor 2-3 Jahren schnelle Innenläufer mit hoher Übersetzung geflogen, was bei geringem Gewicht sehr hohe Leistungen ergab bei guten Wirkungsgraden
ABER: Problem war, dass diese Setups nur für Power ausgelegt waren
wenn jemand mit reduziertem Gas geflogen ist, weil ihm die Leistung zu hoch war sind Motor/Regler ab/durchgebrannt, OBWOHL die durchgesetzte Leistung eigentlich geringer war


Beispiel 2:
in der Anleitung mit Setupvorschlägen für nen Heli hab ich mal gelesen,
dass sich der Heli mit Drehzahlen zwischen 1500-2000 fliegen lässt
für weniger Drehzalh unbedingt umritzeln weil sonst der Regler überhitzt

Beispiel 3:
ich hab einen 95A-Regler in einem 4kg RC-car abgestochen
bin den viele Akkuladungen recht schnell mit hohen Leistungen gefahren ohne Probleme
gekillt hab ich den Regler, bei einer sehr langsamen Fahrt, mit fast ausschliesslich Teillast und eigentlich geringeren Leistungen

Beispiel 4 (für Pedelec vielleicht am besten zu Vergleichen):

Heli mit Drehzahlregelung, Drehzahl auf 2000rpm einstellen
das ganze mit 4s Lipo -> keine Probleme
das ganze mit gleicher Übersetzung und 6s Lipo, ebenfalls 2000rpm (also der Regler geht mehr in den Teillastbereich) -> Abschaltungen durch Regler
(im Extremfall kann man ihn aber auch so killen)

wenn ich jetzt bei nem 36V Pedelec-Antrieb 25km/h fahre und dann auf 48V Akku mit gleichem Motor gehe, muss der REgler für die 25km/h ja mehr im Teillastbereich schuften

kanns sein, dass EPACSIM das nicht berücksichtigt ?
das es vom Motorwirkungsgrad her zwar egal wäre (= gleich wäre),
aber beim Gesamtsystem die SAche doch nicht so super ausschaut

treiben wirs extrem:
spendieren wird dem 36V-System nen Ami-mässige 82V Akku (Annahme der Regler kanns ab)
ob das dann an Steigungen mit 15km/h genausogut läuft wie mit dem 36V System ?
also ohne Überhitzung ?

wie gesagt, das sind nur so Beobachtungen aus der RC-Modellpraxis..
ob sich das (aufgrund der stark abweichenden Motordrehzahlen) auch so umlegen lässt ?????

[didi28]

wenn ich jetzt bei nem 36V Pedelec-Antrieb 25km/h fahre und dann auf 48V Akku mit gleichem Motor gehe, muss der REgler für die 25km/h ja mehr im Teillastbereich schuften

kanns sein, dass EPACSIM das nicht berücksichtigt ? das es vom Motorwirkungsgrad her zwar egal wäre (= gleich wäre),
aber beim Gesamtsystem die SAche doch nicht so super ausschaut

Im Forum waren diese Dinge ja schon des öfteren Thema und ich habe für mich auch den Schluss daraus gezogen, dass, wenn die Regler wegen der höheren Spannung z.B. am Berg bei Langsamfahrt verstärkt im Teillastbereich arbeiten müssen, es zu einem schlechteren Wirkungsgrad des Gesamtsystems kommt. So verstehe ich das Ganze, aber ich lerne gerne dazu.

[Nader]

...
Der maximale Wirkungsgrad wird durch die höhere Spannung höher. Der Wirkungsgrad in einem bestimmten Betriebspunkt bleibt gleich.
das ist mal wieder so ein Satz, welchen man kaum verstehen kann :confused::D
und meiner Meinung nach auch nicht allgemein richtig.

Alles ist abhängig vom Motortyp. Die "maximale Wirkungsgrad" kann auch bei einem Motor durch höhere Spannung sinken!

[Kraeuterbutter]

das ist mal wieder so ein Satz, welchen man kaum verstehen kann :confused::D
und meiner Meinung nach auch nicht allgemein richtig.

Alles ist abhängig vom Motortyp. Die "maximale Wirkungsgrad" kann auch bei einem Motor durch höhere Spannung sinken!

ich glaub was labello-Baron da schreibt ist schon richtig
nur ich vermute, er betrachtet hier nur den Motor für sich

Epacsim wird das wohl auch so machen, den Motor für sich betrachten
und unter Betrachtung dieses mathematischen Modelles das nur den Motor anschaut wird das alles stimmen
(auch dass Motorwirkungsgrad mit höherer Spannung steigt)

ABER: Regler...
hier gibts doch z.b. die Unterschiede beim Wirkungsgrad und Teillastverhalten zw. Sinuskommutierten und Blockkommutierten Reglern
und aufs Teillastverhalten läufts doch im Endeffekt hinaus, wenn man die Spannung am selben Motor erhöht, die Geschwindigkeit aber gleich bleiben soll

[Nader]

.. wenn man die Spannung am selben Motor erhöht, die Geschwindigkeit aber gleich bleiben soll
das geht natürlich nicht! es sei den man erhöht gleichmäßg den Last, was wiederum den Wirkungsgrad verschlechtert (oder einfach ausgedrückt der Motor leidet darunter).

[Kraeuterbutter]

... oder der REgler regelt zurück..

z.b. ein Regler mit Drehzahlgrenze bei xx U/min = 25km/h

(und zwar meine ich jetzt ne echte Drehzahlgrenze, also die unabhängig von der Spannung arbeitet)

hier macht dann der Regler zu, geht mehr in Teillastbereich

[labella-baron]

Heli mit Drehzahlregelung, Drehzahl auf 2000rpm einstellen das ganze mit 4s Lipo -> keine Probleme
das ganze mit gleicher Übersetzung und 6s Lipo, ebenfalls 2000rpm (also der Regler geht mehr in den Teillastbereich) -> Abschaltungen durch Regler
(im Extremfall kann man ihn aber auch so killen)

wenn ich jetzt bei nem 36V Pedelec-Antrieb 25km/h fahre und dann auf 48V Akku mit gleichem Motor gehe, muss der REgler für die 25km/h ja mehr im Teillastbereich schuftenDeine Fragen beziehen sich Controller-Überlastung im Teillastbereich. Sicher muss der Controller da ein bisschen mehr tun als bei Volllast. Aber der Ausgangspunkt des TO war ja, dass er sich im Normalfall auch bereits bei 36V im Teillastbereich befindet.
Wenn ich die ganze PWM richtig verstanden habe, dann wird hiebei ja immer mit der gleichen Frequenz=Häufigkeit also z.B. 50000 mal pro Sekunde ein-und-ausgeschaltet. Die unterschiedlich wirksame Spannung wird dadurch erreicht, dass man mal länger, mal weniger lang eingeschaltet läßt. Nur beim Übergang von ein nach aus und umgekehrt entstehen Verluste im Halbleiterschalter. Nachdem er aber gleich oft schaltet ...

Du hast schon oft geschrieben, dass eure Controller so schnuckelig klein sind. Müssen sie auch, da beim Fliegen wohl jedes Gramm noch viel mehr weh tut als beim Radfahren. Aber kann es sein, dass die vielmehr ausgereizt sind und es dann viel kritischer ist, diese Umschalt-Wärme wegzutransportieren, stehen die besonders im Luftstrom? Ich habe auch noch nicht gehört, dass ein Pedelec-Controller (nicht der Motor) auf Grund der Eigenüberhitzung abgeschaltet hat oder es ist mir entgangen. Haben die überhaupt so einen Schutz? Manche stecken sie ja in eine Isolier-Tasche ;)

kanns sein, dass EPACSIM das nicht berücksichtigt ?
das es vom Motorwirkungsgrad her zwar egal wäre (= gleich wäre),
aber beim Gesamtsystem die SAche doch nicht so super ausschaut? Ich vermute, dass EPACSIM lediglich die Controller-Verluste auf Grund des Übergangswiderstands im durchgeschalteten Zustand berücksichtigt. Zumindest verschwinden die Controller-Verluste, wenn man R_DSon=0 eingibt. Bei ganz geringer Teillast müssten diese Verluste insgesamt auch geringer sein als bei Fast-Vollast.
Aber um diese Fragen beantwortet zu bekommen, müssen wir wohl auf den Programm-Autor Christian warten.

[labella-baron]

Wenn Du den Motor aber z.B. nur am Berg, also bei niedrigen Geschwindigkeiten/Drehzahlen einsetzt, dann reduziert eine Spannungserhöhung den Wirkungsgrad, weil Du den Motor dann zu weit von seiner Nenndrehzahl entfernt einsetzt.

das ist mal wieder so ein Satz, welchen man kaum verstehen kann :confused::D
und meiner Meinung nach auch nicht allgemein richtig.
Alles ist abhängig vom Motortyp. :confused: Er schrieb von ein- und demselben Motor und darum geht es auch, also spielt der Typ keine Rolle.

[Kraeuterbutter]

[...] Sicher muss der Controller da ein bisschen mehr tun als bei Volllast. Aber der Ausgangspunkt des TO war ja, dass er sich im Normalfall auch bereits bei 36V im Teillastbereich befindet.
[..]

Hallo...

ja, klar
zwischen Voll durchgeschaltet und Teillast ists auf jedenfall nochmal kritischer
aber - so scheint die Erfahrung aus den Helibeispielen - es spielt auch eine Rolle wie weit der Regler im Teillast ist

also nicht nur ob in Teillast oder nicht,
sondern auch ob 20%, 50% oder 80%

bei einem RC-Heli befindet sich der REgler IMMER im Teillastbetrieb
weil die Rotordrehzahl soll konstant gehalten werden (z.b. beim Schweben bei ca. 20A)
und ebenfalls beim wilden Rumturnen mit Peaks im 80A Bereich

sprich: Voll durchgeschaltet ist der REgler wärend eines 5min Fluges gerademal für ein paar wenige Sekunden (so ein Peak mit maximaler Leistung wo REgler durchschaltet dauert kaum ne Sekunde
Bild zur Veranschaulichung (http://www.kraeuterbutter.at/Bilder2/AcrobatSE/Messwerte/AcrobatSE_Xcell4s_3900_zu_viel_negativ_pitch_VA.jp eg) )

Rest der Zeit fliegt man im Teillast rum
(siehe das Bild von meinem Heli mit "zahmerem" Setup: 109A Peak, aber nur 20A im Mittel (der Motor läuft ständig))

oder eben das Beispiel mit dem Heli:
2300-2400 dreht der Rotor bei 0° Pitch und voll durchgeschaltet
2000rpm stellt man dann ein, die werden dann auch beim rumturnen gehalten (also bei sich änderden Pitchwerten und somit Stromwerten)

bis 1500rpm fürs gemütliche fliegen kann man runtergehen
will man aber auf 1300rpm gehen soll man unbedingt umritzeln, weil sonst Regler wegen Übertempratur abschaltet oder gar gegrillt wird


ich denke
a) sind die Pedelec-nabenmotoren nicht so "scharf", sprich höherer Innenwiderstand...
(nen Modellbaumotor hat ja nen errechneten Kurzschlussstrom der mehrere 1000Ampere haben kann)

b) ist der Unterschied zw. 36V und 48V nicht soooo gross


aber wegen Temperatur: frag mal Grosserschnurz, der wickelt seine Regler ned ein
und am Berg werden die Pedelec-Regler an 48V auch wärmer als an 36V
im Teillastbereich laufen aber beide

wegen der Luft bei Modellbaureglern:
nimm powerboote her... da sitzt der Regler in nem Bootsrumpf und das alles ist gekappselt...
idealerweise mit Wasserkühlung, (durch kühlkörper der mit FETs verbunden ist), aber nicht immer
also ein kühlender Luftstrom ist NICHT immer vorhanden
(siehe auch RC-car)

[Nordwind]

Jetzt habt ihr mich aber schwindelig diskutiert ;).


Ist denn für mein Fahrprofil

"Berge haben wir hier nur kurze ;) - die können aber recht steil sein. Fahre ich mit kräftigem Mittreten mit > 20km/h hoch. Auslegung für Flachland + zeitweise Wind. 25 - 30km/h bei deutlichem Mittreten. Ziehe auf Dauer typisch ca. 100W aus dem Akku."

meine anfängliche, einfache Zusammenfassung der ersten Beiträge

"In Summe meint ihr also, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems in etwa gleich bleibt oder sogar etwas größer werden könnte sowie natürlich die Reichweite proportional größer (x 16/14) wird. Toll!!! So wäre es sinnvoll."

noch richtig?


Besten Dank
Nordwind
:)

[labella-baron]

Ist denn für mein Fahrprofil (...) meine anfängliche, einfache Zusammenfassung der ersten Beiträge

"In Summe meint ihr also, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems in etwa gleich bleibt oder sogar etwas größer werden könnte sowie natürlich die Reichweite proportional größer (x 16/14) wird. Toll!!! So wäre es sinnvoll."Ich sage uneingeschränkt Ja !

[Europa81]

sprich: Voll durchgeschaltet ist der REgler wärend eines 5min Fluges gerademal für ein paar wenige Sekunden (so ein Peak mit maximaler Leistung wo REgler durchschaltet dauert kaum ne Sekunde

Ha, jetzt hijacken wir diesen Thread :D

Reini, ich glaube, auch im "durchgeschalteten" Zustand schalten die FETs nicht voll durch. Die würden ja verbrennen. Lass mich gern belehren, aber ich denke 100 % am Steuerknüppel entsprechen einem PW-Tastgrad von vielleicht 98 %.

[Nordwind]

"Ha, jetzt hijacken wir diesen Thread :D"
Wehe!!!

Nordwind
:)

[Kraeuterbutter]

Ich sage uneingeschränkt Ja !

ich sage Nein
;)
oder eher JEIN...

grundsätzlich glaube ich, dass der Systemwirkungsgrad Motor-Akku-Regler mit geringerem Wirkungsgrad läuft wenn die Spannung erhöht wird, aber beide Systeme im Teillast fahren und gleich schnell gefahren werden
sprich: wenn für gleiche Geschwindigkeit tiefer im Teillastbereich gefahren wird wegen höherer Spannung

ABER: ich glaub auch, dass der Unterschied sich im 1-stelligen tiefen Prozentbereich abspielt, und somit in der Regel nicht gefühlt werden kann
was man allerdings schon bemerkt ist die höhere Reichweite

das Plus an mehr Wh im Akku wird sicher NICHT durch den meiner Meinung nach minimal schlechteren Wirkungsgrad aufgefressen
(und zuguterletzt: den Spassfaktor kann man sowieso nicht berechnen..
mit mehr Spannung = mehr Speed = für manche leute mehr Spass)

@Europa81:
also bei Vollgas wird m.M.n. schon voll durchgeschaltet
vielleicht haben wir aber auch ein Definitionsproblem untereinander:
"Voll durchgeschaltet" wird ja immer
nur wie oft und wie lange ist die Frage
sprich: bei Vollgas: einmal ein und einmal ausgeschaltet
bei Teillast: mehrmals ein und mehrmals ausgeschaltet, was die FETs erwärmt

siehe: http://www.kontronik.com/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=3&Itemid=13&lang=de&limitstart=27
eine Bildschirmseite runterscroolen,
Eintrag vom 05. November 2008

[didi28]

grundsätzlich glaube ich, dass der Systemwirkungsgrad Motor-Akku-Regler mit geringerem Wirkungsgrad läuft wenn die Spannung erhöht wird, aber beide Systeme im Teillast fahren und gleich schnell gefahren werden sprich: wenn für gleiche Geschwindigkeit tiefer im Teillastbereich gefahren wird wegen höherer Spannung

So habe ich auch die "Spannungs-Boost"-Threads (durch Zuschalt-Akku oder Spannungswandler-Elektronik) verstanden: Zusätzlicher Speed in der Ebene durch Spannungserhöhung, ansonsten Berganstiege mit Standard-Spannung.

[Nordwind]

... MEINEN Thread hijacken: nur über meine Leiche!

Gruß Nordwind
:)


P.S.: ... liegt im Keller ...

[Nordwind]

... nur, um wieder die Kontrolle zurück zu gewinnen:

Die Controllererwärmung als Maß für dessen Verluste könnte man ja durch eine vergleichende Temperaturmessung am Controller ermitteln:
a) Vollgas (z.B. 30km/h) ohne Mittreten
b) dto. 20km/h.
Jeweils z.B. 3min., damit ein T-Gleichgewicht entsteht.
Nachteil: Der Controller sitzt z.Zt. in einer dünnen Radical-Tasche und die Kühlung durch den Fahrtwind ist geschwindigkeitsabhängig.

Was haltet ihr davon?

Gruß
Nordwind
:)

[labella-baron]

ich sage Nein ;) oder eher JEIN...
grundsätzlich glaube ich, Was sind deine Argumente?

dass der Systemwirkungsgrad Motor-Akku-Regler mit geringerem Wirkungsgrad läuftMeine waren
1. Der Motor läuft im selben Lastpunkt: gleiche Motorspannung, gleicher Motorstrom -> gleiche Motorverluste
2. Die PWM schaltet gleich oft. In 1. Näherung gleiche Schaltverluste. Gut sie schaltet eine höhere Spannung - das könnte geringfügig was ausmachen.
3. Der Strom in den Controller ist geringer -> Geringere Verluste Controller-Eingangsseitig und geringere Leitungsverluste.
4. Vorallem: Geringere Akkuverluste, wie ich vorgerechnet habe.

Wo wird deiner Ansicht noch zusätzlich Energie in Wärme verwandelt?
Und komme mir nicht wieder mit Wirkungsgrad - das ist eine abgeleitete Größe!

[labella-baron]

So habe ich auch die "Spannungs-Boost"-Threads (durch Zuschalt-Akku oder Spannungswandler-Elektronik) verstanden: Zusätzlicher Speed in der Ebene durch Spannungserhöhung, (...)Und deshalb ist der Thread gegenstanslos und trägt nur zur Verwirrung bei:
Wir vergleichen bei gleicher Geschwindigkeit an gleicher Stelle bei gleichem Gegenwind, gleichem Körpergewicht usw. usf. !

[labella-baron]

Die Controllererwärmung als Maß für dessen Verluste könnte man ja durch eine vergleichende Temperaturmessung am Controller ermitteln:
a) Vollgas (z.B. 30km/h) ohne Mittreten
b) dto. 20km/h.
Was haltet ihr davon?Gar nichts. Verwirrt die Geister nur. Wir können nur bei gleicher Geschwindigkeit und jeweils mit PWM vergleichen.
Selbst wenn du Vollstrom gibst, weißt du ja normalerweise nicht, ob der Controller schon in der Strombegrenzung ist oder nicht.

[Nordwind]

... kann der Versuch nicht mal eine brauchbare experimentelle Tendenzmeldung geben?


Gruß,
Nordwind
:)

[labella-baron]

... kann der Versuch nicht mal eine brauchbare experimentelle Tendenzmeldung geben?Du weißt ja sicher, dass du, um 50% schneller zu fahren (30 statt 20), 237,5% mehr leisten musst?
Oder vielleicht sind es auch nur 50% - Je nach Umstände und Fahrzeug ;)
Was willst du daraus ableiten ?!

[Nader]

...

Ich möchte euch nicht zu sehr bemühen - mir reicht eine einfache Antwort.



dann stell doch bitte eine einfache Frage!;):D

.. was willst du denn eigentlich mit mehr Spannung erreichen? Reichweite oder Speed? (bitte im Klartext, sonst werden die Fachleute wieder die Sache vertiefen).

[Kraeuterbutter]

Was sind deine Argumente?

tja.. ich weiß auch nicht warum es genau so ist, aber meine Erfahrung bestätigt es mir..

lies mal hier:
http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=133934

es geht um ein und den selben Motor
eimal mit 10s Lipo, einmal mit 12s Lipo

der Bursche würde gerne mit ein und derselben Übersetzung den Motor benutzen, aber mit verschiedenen Spannungen eben

Drehzahl soll jeweils gleich sein

also genau das was wir hier beim Pedelec beschrieben haben

--> nach deiner Rede müsste es egal sein, ob 10s oder 12s Lipo
gleiche Übersetzung, gleiche Drehzahl = gleiche Last am Motor

ist es aber in Realität in diesem Bsp ned

[labella-baron]

lies mal hier:
http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=133934

es geht um ein und den selben Motor
eimal mit 10s Lipo, einmal mit 12s LipoIch kann den Thread mangels Fachwissen kaum nachvollziehen.
Was sind Regleröffnungen? Wird durch drei Wertepaare eine Kennlinie festgelegt.
Außerdem hat ja auch dort keiner eine Begründung geliefert.

[Kraeuterbutter]

100% bedeutet: Regler steht auf Vollgas
(wobei ganz genau stimmt das auch nicht bei allen, manche lassen da noch Reserve)

aber sagen wir: 100% bedeutet, Regler voll durchgeschaltet

50% bedeutet dann quasi Halbgas, wobei hier aber die Drehzahl konstant gehalten wird
das ist aber für unser Problem hier ja gar nicht wichtig...

die Quintessenz ist (Zielvorgabe z.b.: ich will 1500rpm am Rotorkopf haben):


ich kann bei einem Motor mit gleicher Übersetzung (entspricht unseren Nabenmotoren)
nicht mit 10s Lipo fliegen (37V Akku) und dann einen
12s Lipo reinschieben (44,4V Akku) und Gas soweit reduzieren (die Prozentvorgabe) dass wieder die gleiche Drehzahl rauskommt..

läuft das System bei 10s Lipo und 50% Regleröffnung noch gut und ohne zu überhitzen,
kanns bei 12s Lipo und dann nur noch 40% Regleröffnung (damit gleiche Drehzahl rauskommt) schon zu Problemen kommen - und das obwohl der Motor ja gleiche Drehzahl sieht, gleiche Belastungsanforderungen vom Rotor kommen



(ich weiß - wenn Frank das liest - stellen sich ihm vielleicht die Haare zu berge, weil der Gov-Mod im Heli nicht 100% so funktioniert, aber für unser Beispiel ist das eben wurscht)

deine Aussage, Labella-Baron war eben:
"Akku mit höherer Spannung rein, Regler einfach weniger weit aufmachen, gleiche Drehzahl ---> alles bleibt gleich"

und ich meine - ohne es jetzt leider erklären zu können warum - dass aufgrund eben meiner Erfahrungen im Modellbaubereich ZUMINDEST mit den schnelldrehenden Modellbaumotoren dem nicht so ist
vielleicht tritts bei Pedelec nicht so stark auf, weil die ganze Sache weniger "scharf" ist (Innenwiderstand, Drehzahl, Wicklung, ...)

beim Pedelec ist die Abstimmung ned SOOO wichtig
bei RC-Helis oder RC-car oder... denk ich wichtiger...
hier sind die Systeme oft so ausgelegt, dass sie genau 6min lang (solange reicht ein Akku) betrieben werden können ohne zu überhitzen..
ändert mann dann einen Parameter in die Falsche Richtung (z.b. mehr Akkuspannung und lässt den Regler dann tiefer im Teillastbereich arbeiten) kann das zur Katastrophe führen...

da fliessen halt in z.b. 300g leichte Motoren über 2000Watt Peaks rein, halt alles mehr am Limit

[Kraeuterbutter]

Bsp:
ich quäle meinen Bafang mit 10km/h nen Berg hoch
mit 24V,
mit 36V Akku
mit 48V Akku
(der Regler kann die Spannungen ab)

ich komme gleich schnell mit 10km/h vorwärts,
Regler arbeitet tief bzw. sehr tief (bei hoher Akkuspannung) im Teillastbereich

meinst du, dass der Regler hier überall gleich warm bleibt ?
mir wurde gesagt (ich glaub von Kranawetter wars), dass ich bei 48V am Berg mit dem Regler aufpassen muss, bei 36V aber keine Probleme zu befürchten sind (vonwegen Überlastung/Überhitzung)

[Nordwind]

Hallo liebe Frühaufsteher und Nachtdiskutierer,



Als Freund von (sinnerhaltenden) Vereinfachungen und Zusammenfassungen und auch als Freund kurzer Sätze hier ein Zwischenergebnis, das ich dank eurer hilfreichen Beiträge mal aufstellen möchte und das vielleicht auch dem ein oder anderen Leser hilft:

Ich überlegte,
meinen 14s Pack Headway38120 LiFePO4 10Ah auf 16s aufzubohren. Hauptgrund: Reichweite erhöhen.

Mein Fahrprofil:
Ich fahre i.Allg. langsamer als der Motor bei Vollgas kann - auch schon bei 14s. Deshalb muss ich auch kein Vollgas geben, ziehe typischerweise um 100W aus Akku. Ich trete generell deutlich mit. Berge haben wir hier nur kurze ;) - die können aber recht steil sein. Fahre ich mit kräftigem Mittreten mit > 20km/h hoch.

Nun habe ich entschieden,
2 Zellen nachzukaufen und es drauf ankommen zu lassen. Wenn es wirklich Probleme gäbe (T-Überwachung am Controller), würd ich wieder auf 14s zurückgehen. Da gab es ja keine Probleme (ist allerdings auch immer unter 0°C gewesen).

Nur, wenn es euch interessiert,
könnte ich zusätzlich eine Messung im Sinne meiner o.g. Frage machen: Vergleich des Verbrauchs (Ah/km und – für Reinhard - Wh/km) 12s mit 16s für 2 verschiedene Geschwindigkeiten (z.B. 25km/h und 20hkm/h) ohne Mittreten (hoffe, mich erwischt keiner). Fahrzeit jeweils ca. 3min. Messen der Controller-Temperatur nach diesen 3min. Ebene Strecke. Daraus kann man sich die Reichweiten für 12s und 16s hochrechnen. Unklar, was sich in der Praxis durch das normalerweise erfolgende Mittreten (Geschwindigkeitserhöhung auf z.B. 30km/h oder 25km/h) ändert.


Gruß
Nordwind
:)

[Kraeuterbutter]

ich denke dass der Unterschied so klein sein wird, dass du hier eher nen grösseren Messfehler hast als dass da relevante Daten dabei sich ergeben...

also Praxis: Unterschiede im wirkungsgrad werden (hoffentlich) vernachlässigbar klein sein, vielleicht unter der Wahrnehmungsgrenze
also egal ob ich oder labella-baron recht haben -> man wird kaum was davon merken

die Überlegung hier sind ehre theoretischer Natur,
ob eben die Erhöhung der spannung wirklich keinen Wirkungsgradverlust mitsichbringt oder schon (bei gleicher Geschwindigkeit)
fürs Pedelec-fahren in der Ebene (nochdazu mit nur mittleren 100W Leistungsanforderung an den Akku) hats wohl weniger Relevanz

[Nordwind]

Vielen Dank, für eure sehr nützlichen und interessanten Beiträge!!!

Mit Kräuterbutter's schöner Schluss-Aussage können wir von mir aus gern den praktischen Teil des Themas beenden. Wenn es überraschende Praxiserfahrungen geben sollte, kann ich sie gern berichten.

Beste Grüße,
Nordwind
:)

[labella-baron]

Messen der Controller-Temperatur nach diesen 3min.Eine realistische Einschätzung über die Controller-Temperatur zu bekommen, wäre schon nützlich. Bei mir z.B. ist er während der Fahrt nicht in Reichweite und nach dem Absteigen habe ich auch noch nie eine spürbare Erwärmung festgestellt. Aber wenn's funzt, wer steigt dann schon ab, wenn er den Berg oben ist und prüft immer wieder die Controller-Temperatur. Man müsste also mal mit Fühler und Messgerät fahren, um kontiniuerlich zu sehen, was da eigentlich Sache ist.
Den Fühler ins Kästchen rein oder besser außen auf die Seite wo die MOSFETs angeschraubt sind oder noch besser innen, wo diese angeschraubt sind.
Elektroniker müssten doch sowas in Verbindung mit einem Mulitimeter haben - eigentlich ein Pfennig-äh-Cent-Artikel.

[Herr Müller]

Bsp:
ich quäle meinen Bafang mit 10km/h nen Berg hoch
mit 24V,
mit 36V Akku
mit 48V Akku
(der Regler kann die Spannungen ab)

ich komme gleich schnell mit 10km/h vorwärts,
Regler arbeitet tief bzw. sehr tief (bei hoher Akkuspannung) im Teillastbereich

meinst du, dass der Regler hier überall gleich warm bleibt ?


Wenn ich annehme, dass der Motor immer genau das gleiche Profil (Drehzahl/Drehmoment) abfährt wird zumindest der Motor immer gleich warm - zumindest wenn der Strom nicht extrem stark pulsiert.
Ein pulsierender Strom (mit gleichem Mittelwert) wäre natürlich eine Erklärung für größere Verluste da der die Last am ohmschen Widerstand quadratisch mit dem Strom wächst.
So ein Effekt könnte auch im Controller dafür sorgen, dass er bei nicht voller Last am Motor etwas an Effizienz einbüßt.
Dass Problem der höheren Spannungen am Berg dürfte aber wohl eher sein, dass sich auch höhere Ströme einprägen lassen - also auch schlichtweg mehr Leistung und damit mehr Wärme.

[Kraeuterbutter]

Elektroniker müssten doch sowas in Verbindung mit einem Mulitimeter haben - eigentlich ein Pfennig-äh-Cent-Artikel.

hey, der Eagletree kann das ja Standardmässig...
werds mal machen wennst willst..

kann aber paar Wochen Dauern bis ich Gelegenheit dazu habe

dann noch eine Steigung suchen die flach genug ist, dass ohne mittreten raufgefahren werden kann

[labella-baron]

werds mal machen wennst willst..
kann aber paar Wochen Dauern bis ich Gelegenheit dazu habe
dann noch eine Steigung suchen die flach genug ist, dass ohne mittreten raufgefahren werden kannJa wäre nicht schlecht. Und in beiden Fällen niemals den Drehgriff auf Anschlag! Also eine entsprechend niedrige Geschwindigkeit wählen und diese sehr genau konstant halten.
Der Sensor des Eagletree läßt sich aber nicht flächig am Controller-Gehäuse anbringen - oder?

[labella-baron]

Den Fühler ins Kästchen rein oder besser außen auf die Seite wo die MOSFETs angeschraubt sind oder noch besser innen, wo diese angeschraubt sind.
Elektroniker müssten doch sowas in Verbindung mit einem Mulitimeter haben - eigentlich ein Pfennig-äh-Cent-Artikel.Habe mal geschaut: Könnte so ein (http://www.conrad.de/ce/de/product/500488) Sensor sein. Wenns nicht geht unter 500488 suchen.

[Nader]

..
deine Aussage, Labella-Baron war eben:
"Akku mit höherer Spannung rein, Regler einfach weniger weit aufmachen, gleiche Drehzahl ---> alles bleibt gleich"
...

nur bei Schrittmotoren! ;)

[Kraeuterbutter]

Der Sensor des Eagletree läßt sich aber nicht flächig am Controller-Gehäuse anbringen - oder?

ne, ist so ein "Keramik-Knödel"
aber ich würde es so machen, wie ich es schon mit Akkus bei der Messung gemacht habe:
den Sensor andrücken an Reglergehäuse,
zum Andrücken ein paar Lagen Taschentücher verwenden, und das ganze mit Klebeband umwickeln

das mag absolut gesehen EVENTUELL die Temperatur des Reglers minimal erhöhen, aber für eine relative Vergleichsmessung sollte es egal sein

so hat das mal bei meinem RC-car ausgeschaut:
http://www.kraeuterbutter.at/Bilder2/CRONO/Crono_Messwerte/Bild1_5s_Prolite_V_A_temp.jpg

hier noch der vollständigkeit halber: Watt und Drehzahlen
http://www.kraeuterbutter.at/Bilder2/CRONO/Crono_Messwerte/Bild1_5s_Prolite_W_rpm.jpg

[Christian]

Ich vermute, dass EPACSIM lediglich die Controller-Verluste auf Grund des Übergangswiderstands im durchgeschalteten Zustand berücksichtigt. Zumindest verschwinden die Controller-Verluste, wenn man R_DSon=0 eingibt.

Du vermutest richtig. EPACSim berücksichtigt (noch) keine Schaltverluste, steht auch hier (http://www.pedelecforum.de/forum/showpost.php?p=45465&postcount=1) so beschrieben. Ein einfaches Modell zur Berücksichtigung der Schaltverluste wird vermutlich im übernächsten Update enthalten sein.

In jedem Fall berücksichtigt EPACSim jetzt und ziemlich sicher auch zukünftig keine oberwellenbedingten Verluste, die aufgrund der Taktung entstehen. Bei Pedelecmotoren mit geeignetem Controller ist das zulässig, bei Modellbaumotoren eher nicht.

Gruß,

Christian

[elektronentreiber]

... MEINEN Thread hijacken: nur über meine Leiche!

Gruß Nordwind
:)


P.S.: ... liegt im Keller ...

Vorsicht, Männers, "Trollalarm", den werdet ihr so schnell nicht wieder los :eek:
Gruß
Elektronentreiber :rolleyes:

[funbiker]

Um´s kurz zu machen:
Ich habe mein Bike genau so aufgebohrt:
von 14s auf 16s (Headways)
Ergebniss:
Die Reichweite steigt praktisch nicht.
Deutlicher Aufwand:
Anderer Controller, andere (Capacity-)BMS Platine, grösseres Akkugehäuse (ich habe berichtet)
Aber:
Etwas mehr Fahrspass.
Das war´s

[Nordwind]

" Die Reichweite steigt praktisch nicht." ist ja ein sehr überraschendes Ergebnis. Danke, funbiker! Weiß nicht, inwieweit das auf elfkw übertragbar ist.

Da ich mein System - dank des Forums - erst in der Diskussion und beim Ausprobieren schnitze, sind mir bisher Fehlkäufe weitgehend erspart geblieben. Hab schon ne Menge Spass gehabt, aber hoffe, bald fertig zu sein und zu fahren, zu fahren, zu fahren ...

Beste Grüße
Nordwind
:)

[funbiker]

Es gab 2 Gründe, um von 14 auf 16s zu gehen:
1) Ich habe keine vernünftige BMS-Platine für 14s gefunden.
nach 10 bis 20 Lade/Entladezyklen sind die headways dann deutlich auseinandergedriftet, so dass mindestens 1 Zelle am Ende tiefentladen war: das ist Mist
2) Mit 16s hat man ein paar Reserven mehr : Vor allem in der Spitzengeschwindigkeit.
So machts einfach ein bischen mehr Spass.
Wenn man das aber ab und zu ausnutzt , wird der gesteigerte Energieinhalt durch den "Mehrverbrauch" durch Fahren in höheren Geschwindigkeitsbereichen wieder "aufgezehrt".
Ergo: Bei MEINER Fahrweise keine besonders gesteigerte Reichweite.

Ach ja: Bei flotter Fahrweise wird der Controller gerade eben handwarm..

Am Berg (10% Steigung) kommt er dann aber schon ins Schwitzen..

[Nordwind]

... aah, dann ist der "Mehrverbrauch" klar.

Nach 10 bis 20 Lade/Entladezyklen sind meine headways bisher NICHT auseinandergedriftet. Differenz in allen Lade-, Entladezuständen max. 20mV. Wobei ich aufpasse, ist das Laden. Hier steigt am Schluss die Spannung bei einzelnen Zellen ganz schnell (d.h. ohne dass nennenswert Energie hinzukommt) an. Habe dsh. die Ladeschlussspannung auf 16 x 3,60V gesetzt. Jetzt alles easy: ca. 3,50 - 3,70V der Einzelzellen, die sich dann langsam (anfängliche, schnelle Selbstentladung) für ALLE Zellen recht zeitstabil bei 3,33V einpendelt.

Gruß,
Nordwind
:)