BionX: 48 V Akku mehr Reichweite als vergleichbarer 37 V Akku?

Diskutiere BionX: 48 V Akku mehr Reichweite als vergleichbarer 37 V Akku? im BionX Forum im Bereich Fertig-Pedelecs; Also so mal zur Info und vielleicht kann jemand unseren Test auch nachmachen. Zur Vorgeschichte, ein Bekannter hat seinen 37V Akku mit Panasonic...
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Jomar59

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Also so mal zur Info und vielleicht kann jemand unseren Test auch nachmachen. Zur Vorgeschichte, ein Bekannter hat seinen 37V Akku mit Panasonic PF Zellen neu bestücken lassen und da ich einiges an Zeit übrig hatte, sind wir auf eine Radtour nach Sibenik (Kroatien) gefahren.
Ausstattung mein KTM ecross mit PL250HT Motor, 48 V 12 Ah Akku mit HG2 bestückt, also 576 Wh, als Reserve hatte ich einen kaum benutzten 48 V 11,6 Ah mit Panasonic PF bestückt also 556,8 Wh. Mein Begleiter hat ein KTM etrail mit SL250HT Motor, neuen 37 V 17,4 Ah Panasonic PF also 643,8 Wh und damit rechnerisch der stärkere Akku.
Die Tagesetappen waren so an die 100 km in meist ebenen Gebieten mit wenigen Anstiegen, da ich mit meinem Akku sicher war damit locker 2 Tage ohne laden zu fahren, hatten wir am Abend des ersten Tages nicht geladen. Am 2. Tag nach ca. 170 km war dann der 37 V Akku leer, eigentlich kein Problem da wir ja meinen Reserveakku mit hatten und ich den nicht benötigte.
Da mich das doch ein wenig beschäftigte, tauschten wir kurzerhand ab den 3. Tag die Akkus und am Abend wurde wieder nicht geladen. Tag 4 und die Erkenntnis, das nicht der Fahrer oder das Rad schuld waren, nach nicht ganz 200 km war mein (diesmal 37 V 17,4 Ah) leer und mein Freund hatte noch Strom (48V 12 Ah).
Die restlichen Radtagen fuhren wir mit den eigenen Akkus, ich aber mit meinem Reseveakku 48V 11,6 Ah, der auch mit Panasonic PF bestückt ist und da hatten wir beide fast die gleiche Reichweite.
Mein Fazit ist daraus, das der Motor, wenn er mit höherer Spannung versorgt wird, weniger verbraucht. Jetzt würde mich interessieren ob das eventuell jemand auch so testen könnte, weil rein rechnerisch dürfte das so nicht sein. Eventuell hat auch jemand eine Erklärung dafür, warum das so ist, mir ist ja klar das ein 48 V Akku eine höhere Geschwindigkeit erreicht und da ist es für mich eventuell möglich das bei gleicher Geschwindigkeit beim 48 V Akku weniger Wh gezogen werden und so eventuell der Unterschied zustande kommt.
Ich bin für jede mögliche Erklärung offen, hatte ja selber auch schon über 37 V Akku nachgedacht, aber derzeit ist das für mich keine Option.
 
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sgulond

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Bei 48V ist der Strom und damit auch die Verluste kleiner. Bin aber überrascht dass das soviel ausmacht.
Für die Akkus ist es ebenfalls besser mt weniger Strom über längere Zeit entladen zu werden.
Hängt aber natürlich auch von Anzahl paralleler Zellen ab, aber da sind ja die 37V meisten besser (6P).

Habt Ihr einen Unterschied zwischen PL250HT und SL250HT festgestellt ? (Generell, der Verbrauch blieb ja gleich beim Tausch).
 
mawadre

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Bei 48V ist der Strom und damit auch die Verluste kleiner.
Bei einem StepDown DCDC Konverter der auf eine niedrigere, fixe Ausgangsspannung regelt, würde ich Dir sofort recht geben. Aber was der Bionx Motorcontroller genau macht, weiß ich nicht. Vielleicht kann @Hochsitzcola was dazu sagen.
 
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Üps

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Bei 48V ist der Strom und damit auch die Verluste kleiner.
Wie kommst du darauf? Der Motorstrom ist proportional zum Drehmoment fix und die Mororspannung proportional zur Drehzahl.
Und selbstverständlich ist bei einem 5P-10s-Akku der Strom in den Zellen nicht höher als bei einem 4p13S-Akku
Bei einem StepDown DCDC Konverter der auf eine niedrigere, fixe Ausgangsspannung regelt, würde ich Dir sofort recht geben.
Sind die Verluste beim Step-Down nicht umso höher, je größer die Spannungsdifferenz ist?
 
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kepreis

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@Jomar59 hab mit Interesse gelesen! Danke für Dein Bericht.
Bin selbst am Überlegen --- was ich eigentlich bauen will :) 36V 48V AKKU ... k.A.

1.Nun in der Theorie ... muss ja heißen, dass Energiemenge unabhängig von der Spannung sei. Du drückst 100W (in bestimmte Zeit) das eBike steuert vielleicht auch 100W dazu .. Die 100W vom Bike kann ja rund 2.08A bei 48V oder 2.7A bei 36V. Die abgegebene Energie ist aber gleich ...
2. Sparsamer kann ein 48V System auch nicht sein ... (wenn man die Verluste in den Leitungen vernachlässigt).
Ein 48V System kann in der Spitze mehr Leistung abgeben, klar.
Hatte selbst mit Erstaunen festgestellt, dass mein D zieht aus meinem selbst gebauten 48V Akku über 1650W. (DS3 Display mit 4.1 Firmware)
Hab leider immer noch keine einfache Methode gesehen ... die abgegebene durch den AKKU Leistung über den Tag zu messen.
Nur das könnte eine Aussage untermauern
VG
 
gentlerider

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Bei 48V ist der Strom und damit auch die Verluste kleiner. Bin aber überrascht dass das soviel ausmacht.
Für die Akkus ist es ebenfalls besser mt weniger Strom über längere Zeit entladen zu werden.
Hängt aber natürlich auch von Anzahl paralleler Zellen ab, aber da sind ja die 37V meisten besser (6P).

Habt Ihr einen Unterschied zwischen PL250HT und SL250HT festgestellt ? (Generell, der Verbrauch blieb ja gleich beim Tausch).
.
Zunächst ist es ja eine Frage der Auslegung der Motorkonstruktion. Unabhängig von den vorliegenden Mustern gilt der Zusammenhang mit der Verlustleistung und zwar vom Grundsatz völlig unabhängig vom Gesamtenergieaufwand in dem Sinne, daß durch Erhöhung der Betriebsspannung mehr nutzbare Energie an die eigentliche Driveunit durch geringere unmittelbar stromabhängige Verlustwärme abgegeben wird. Das ist auch gerade unter Voraussetzung einer kompakten Bauweise vorrangiges Konstruktionsziel. Beispiel TQ Motor etwa mit 120Nm Drehmoment, Spitzenleistung 920 Watt und Werksnennangabe 48 Volt. Tatsächlich sind aber so meine Information dort sogar 14s Akkus verbaut.
.
 
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kepreis

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@Üps ... ist interessant, wenn die abgegebene Leistung bis zu einem gewollten "Reset" addiert wird, dann braucht man wirklich nichts mehr.
Es gibt mehrere ... kannst mir einen empfehlen ? Thx.
 
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sgulond

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Schau mal unter Cycle Analyst, der wäre bei Deinem Basteltrieb wohl zu empfehlen.
 
mawadre

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Sind die Verluste beim Step-Down nicht umso höher, je größer die Spannungsdifferenz ist?
An sich nicht.
Screenshot_20200228-231502_Samsung Internet.jpg

Studie zu DC/DC-Wandlern: Wirkungsgrad – Dichtung und Wahrheit
Die Verluste setzen sich aus dem Eigenenergiebedarf der DCDC Elektronik und den thermischen und magnetischen Verlusten zusammen. Im optimalen Arbeitspunkt haben Standard DCDC Schaltungen heute oft 85, 90 und mehr Wirkungsgrad.
Extrem optimierte StepUp-wandler für Solar haben auch 99%.
Aber bei im Verhältnis zur maximalen Leistung sehr niedrigen Last sinkt der Wirkungsgrad z.T. stark auf 50% oder noch viel weniger. Leerlauf ist immer ineffizient.
 
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Üps

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Es gibt mehrere ... kannst mir einen empfehlen ? Thx.
Ich hab 10€-Billigteile. Funktionieren, sind aber unterschiedlich! Habe den Eindruck, dass mal ein effizienter Schaltregler zur Versorgung drin ist und mal ein heiß werdender Längsregler.
Auch die Strommessung ist unterschiedlich genau. Eines meiner Geräte hat einen ganz kleinen Offset in der Messung. Das misst dann bei kleinen Strömen etwas zu viel. Habe das Teil mit dem Geringeren Verbrauch dann ans Fahrrad gemacht und das andere ans Ladegerät und jeweils mit dem Multimeter die Strommessung ein wenig nachkalibriert (sind Spindeltrimmer drin).
Man kann eine externe Versorgungsspannung anschließen. Tut man es nicht, ist alles gelöscht, sobald der Akku abgezogen oder abgeschaltet ist.

Vielleicht sind die etwas teureren Turnigy von Hobbyking genauer? Vielleicht ist auch dasselbe Zeug drin. Keine Ahnung. Mir hat das Billigzeug eigentlich genügt, nachdem ich es halt auf meine damaligen 2A Ladestrom etwas nachjustiert hatte. Das Exemplar mit dem Längsregler würde ich allerdings nicht an mehr als 36/42 Volt verwenden. Das wird bei 42Volt schon recht warm und zieht viel Strom. Keine Ahnung, ob sich das inzwischen bei den Billigdingern eher verbessert oder eher verschlechtert hat. Mein Erst gekauftes war eigentlich besser als das Zweite. Beim Dritten weiß ich nicht mehr
Ok, aber deine Kurve zeigt eigentlich ungefähr das, was ich erwartet hatte: Sehr ineffizient bei sehr kleiner Eingangsspannung (die hier nicht zur Diskussion steht) und bei 18V deutlich effizienter als bei 36V. Das stützt so gar nicht, dass der selbe Step-Down bei 48V deutlich effizienter sei als bei 36V. Bei welcher Ausgangsspannung ist die Kurve? Oder ist das bei out=in?
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mawadre

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Ok, aber deine Kurve zeigt eigentlich ungefähr das, was ich erwartet hatte: Sehr ineffizient bei sehr kleiner Eingangsspannung
Nö. Das linke Diagramm mit den unterschiedlichen Spannungen ist quasi flach. "Sehr ineffizient" hieße 87 statt 90%. Das rechte Diagramm zeigt den Wirkungsgrad in Abhängigkeit von Last zu Maximallast. Bei 10% Last nur 55%, ab 20% schon 85% Wirkungsgrad.
 
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Üps

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Nö. Das linke Diagramm mit den unterschiedlichen Spannungen ist quasi flach.
Nein, flach ist es nicht. Und selbst wenn es flach wäre, so würde das eine höhere Reichweite bei 48V nicht erklären, sondern höchstens eine nicht geringere Reichweite.
Das rechte Diagramm
ist für die Frage irrelevant. Wir gehen von gleichem Motor aus. Der verträgt einen gewissen Strom ohne zu überhitzen und es fällt eine bestimmte Spannung an ihm ab.
Und wenn man jetzt den Strom durch mehr Leistung (Eingangsstrombegrenzung) erhöht, wird er sogar ineffizienter. Spulenverluste steigen quadratisch mit dem Spulenstrom.
 
mawadre

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Die Eingangspannungs-Effizienz-Kurve eines beliebigen im Internet gefunden Weitbereichs-DCDC Wandlers (1:4) variiert zwischen 87 bis 90%. Also maximal 3 Hundertstel Variation. Im Vergleich zu sonstigen Effizienzdiagrammen ist das quasi eine Ebene.
Nein, flach ist es nicht.
Über was diskutieren wir hier eigentlich? :LOL:
 
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Über was diskutieren wir hier eigentlich?
Über den Wirkungsgrad. Und wenn du jetzt z.B. von 100% Last bei 48V gegenüber 70% bei 36V aus gehst, ist die Kurve demnach auch flach, bzw. dein Wandler bei 36V effizienter.
Ich würde vor solchen Mutmaßungen wirklich lieber erst einmal messen, was in den Motor rein geht und wenn möglich, was raus geht.
Möglicherweise ist man am Berg bei 48V auch effizienter, weil er auf eine höhere Drehzahl regelt (Leistungsbegrenzung). Das wäre für mich jetzt mal ein Punkt, der das erklären könnte: Die Spulenverluste sind zwar höher, aber die Drehzahl aufgrund der Mehrleistung auch, somit schneller oben und mehr Drehzahl. Möglicherweise wird der Fahrer bei weniger Leistung einfach viel zu langsam am Berg. Nur so eine noch nicht zu Ende gedachte Idee.
 
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onemintyulep

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Weiss jemand wie das bei dem Bionx funktioniert, dass man einen "48V" oder einen "37V" Akku verwenden kann? Unter der Annahme dass die Spannung hochgesetzt wird ist die Strombelastung für den "37V" Akku höher. Bekanntlich ist bei höherem Strom (30%) die nutzbare Energie geringer.
Was sind das überhaupt für Akkus in s und p?
 
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Die Batteriespannung wird per FETs direkt auf die Motorwicklungen gegeben. Je höher die Spannung, desto höher die Lehrlaufdrehzahl des Motors. Der Strom kanm/muss vom Regler separat geregelt oder begrenzt werden. Aber nicht die Beiträge oben Missverstehen: das ganze ist kein DCDC Wandler...
 
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Jomar59

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Wie kommst du darauf? Der Motorstrom ist proportional zum Drehmoment fix und die Mororspannung proportional zur Drehzahl.
Und selbstverständlich ist bei einem 5P-10s-Akku der Strom in den Zellen nicht höher als bei einem 4p13S-Akku
da ist dir wohl ein kleiner Fehler unterlaufen, 37V ist 6p10s also 60 Zellen und 48V ist 4p13s also 52 Zellen und das sind 8 Zellen weniger
Rechnerisch also keine höhere Belastung aufgrund kleinerem Akku.
eigentlich ist der 37V Akku der größere
Habt Ihr einen Unterschied zwischen PL250HT und SL250HT festgestellt ? (Generell, der Verbrauch blieb ja gleich beim Tausch).
einziger augenscheinlicher Unterschied ist eigentlich nur das der SL wärmer wird, und das haben wir nur über die Motortemperatur gesehen, relevant war das nicht wirklich.
 
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mawadre

mawadre

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Es muss ja einen Grund haben, dass viele Anbieter von 36V auf 48V gewechselt haben.
 
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BionX: 48 V Akku mehr Reichweite als vergleichbarer 37 V Akku?

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