Was passiert wenn man 36V/200rpm Motor mit 48V betreibt und Geschwindkeit drosselt.

Diskutiere Was passiert wenn man 36V/200rpm Motor mit 48V betreibt und Geschwindkeit drosselt. im E-Motoren Forum im Bereich Diskussionen; Hallo alle zusammen. Ich denke schon relativ lang über eine Fragestellung nach und würde mal gern hören, was ihr dazu denkt: Wie verhält sich...

vulcanears

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Hallo alle zusammen.

Ich denke schon relativ lang über eine Fragestellung nach und würde mal gern hören, was ihr dazu denkt:

Wie verhält sich ein Pedelec, wenn man einen [email protected] Motor mit einem 48V Akku betreibt und das Rad auf 25 km/h drosselt?

Hat der Motor weniger Drehmoment bei zB 10 km/h?
Läuft der Motor weniger/mehr effizient bei 25 km/h?
Ändert sich etwas an der Laufruhe?
Ist das System in Deutschland noch legal, wenn man die maximale Geschwindikeit nicht erhöht?


Der Grund, warum sich für mich die Frage überhaupt stellt, ist folgende: Ich möchte ein Pedelec für Langstrecken-Touring und Camping zusammenstellen und möchte die Möglichkeit haben, den Akku möglichst schnell nachladen zu können, wenn man Mittags mal 2 Stunden in einem Restaurant sitzt.
Akku wird entweder ein 13s7p oder 10s9p im Reention DP-9 case. Ladegerät wird wohl ein Cycle Satiator mit 8A.
Der 8A charger pumpt 30% mehr Watt in den 13s Akku, würde also deutlich schneller laden als den 10s Akku. Mir ist bewusst, dass die Akku-Zellen mit schellerer Ladung schneller altern, aber das ist es mir Wert.

Qualitativ hochwertige 36V Ladegeräte ohne Lüfter und mehr als 10A (und dazu noch einigermaßen leicht) sind mir leider noch nicht über den Weg gelaufen.

Motor: Bafang G310 250W
Controller: Kunteng 20A 9FET 36V/48V - gedrosselt auf 15A

Vielen Dank im Voraus für eure Antworten!
 
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Hasso123

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Heinzmann, Fischer Proline ECU 1401,Umbau-Pedelec
48V * 20A = 960W !!
Deutlich Illegal.
Wenn du nicht gerade einen Berg ohne die Pedale zu bewegen hochfährst, dazu die 25km/h einstellst, dürfte die Wahrscheinlichkeit erwischt zu werden, gegen 0 tendieren.
Wie verhält sich ein Pedelec, wenn man einen [email protected] Motor mit einem 48V Akku betreibt und das Rad auf 25 km/h drosselt?

Ist das System in Deutschland noch legal, wenn man die maximale Geschwindikeit nicht erhöht?
48V * 20A = 960W !! (Auch wenn das nur der Wert in der Spitze ist)
Deutlich Illegal.
Aber Bosch macht auch mehr Leistung: sonstige(s) - 2020 Motor Software Update: 85nm und 650 Watt Peak Output für Bosch Performance Line CX der vierten Generation

Und das legal...
Ich schreib mal so:
Wenn du nicht gerade einen Berg ohne die Pedale zu bewegen hochfährst, dazu die 25km/h einstellst, dürfte die Wahrscheinlichkeit erwischt zu werden, gegen 0 tendieren.
 

vulcanears

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Ich ging davon aus, dass im Gesetzestext nur die maximale Nenndauerleistung von 250W steht - und die ist bei meinem Motor ja gegeben. Um 25 km/h zu fahren braucht man ja eher so 150W, wenn man leicht mittritt.

(Edit: habe im ersten Beitrag vergessen zu erwähnen, dass der 20A controller auf 36V15A gedrosselt ist und ich würde ihn bei 48V noch weiter reduzieren, um 700W nicht zu überschreiten - mehr verträgt der G310 angeblich nicht)
 
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Sel

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Wobei...
Die Ansteuerung des Motors erfolgt mittels Pulsweitenmodulation (PWM). Also die vollen 48V nur im schnellen Wechsel an und aus. Dein Motor verträgt aber nur 36V. Habe jetzt nicht groß gerechnet, der dann, wenn auch nur kurzzeitig fließende, höhere Strom dürfte den Motor früher oder später durchbrennen lassen. Die Stromreduzierung, welche du ansprichst, ist nur ein Mittelwert. Durchgesteuert mittels PWM.

Ich denke dein Vorhaben ist auf diese Art und Weise technisch nicht realisierbar.
 

tomate67

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Die Leistung ergibt sich aus U×I und der Strom ist proportional zur Spannung. Wenn Du also 48V anschließt, dann erhöht sich der Strom um 33%(Es sei denn, er wird vom Controller begrenzt) und die Leistung um 73%(33%, wenn der Strom vom Controller begrenzt wird). Die Beschleunigung wird größer und die Reichweite geringer mit einem 13S7P gegenüber dem 10S9P Akku.

Letztendlich hängt die Ladezeit des 10S9P Akku von dem verwendeten BMS ab und da gibt es große Unterschiede..... habe dazu mal ein Bild angefügt, mit 25A Ladestrom könntest Du theoretisch einen 27Ah Akku(ich Screenshot_20200723-052125_Samsung Internet.jpgbin von 3Ah pro Zelle ausgegangen) in einer Stunde fast aufladen, passende Zellen, Ladegerät und BMS vorausgesetzt.


Bild aus 10S 36V 15A-60A Li-ion Lithium Battery BMS Protection Board W Balance Waterproof | eBay
 

vulcanears

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Ich baue meine Akkus selber und BMS mit >10A Ladestom gibt es wie Sand am Meer.
LG MJ1 Zellen haben laut Datenblatt eine standard charge rate von 1.7A pro Zelle, das wären bei 9p 15A und bei 7p 12A.

Ladegeräte für Ebike-Touring, die robust, lüfterlos, nicht besonders schwer sind und mit 8A oder mehr laden, gibt es nicht wirklich viele auf dem Markt. Grins Cycle Satiator ist da bisher die beste Option, die ich gefunden habe. Könnt ihr alternative Ladegeräte empfehlen?
 

tomate67

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Ich gebe zu, das wird schwer. Wenn ich allerdings sehe, dass Du mit dem 8A Ladegerät schon 16Ah in zwei Stunden in den Akku pumpst, dann ist das eigentlich eine ganze Menge.
Wenn Dir das nicht reicht, dann darfst Du natürlich auch ein 25A Ladegerät anschließen. Das sind aber richtig große Klopper. Das BMS begrenzt dann den Strom.

Nicht ganz ernst gemeint, eins mit 4kW, damit könntest Du ein Auto laden :D
Gerade bei #eBayKleinanzeigen gefunden. Wie findest du das? 4000W Power Netzteil Sony Cisco 230V 3,3V 25A 12V 12A 42V 90,4A
 

Binsengelb

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Wie verhält sich ein Pedelec, wenn man einen [email protected] Motor mit einem 48V Akku betreibt und das Rad auf 25 km/h drosselt?

Hat der Motor weniger Drehmoment bei zB 10 km/h?
Läuft der Motor weniger/mehr effizient bei 25 km/h?
Ändert sich etwas an der Laufruhe?
Ist das System in Deutschland noch legal, wenn man die maximale Geschwindikeit nicht erhöht?
Das
hängt ganz viel vom verwendeten Controller und den möglichen parametrierungen ab.
Da man beim Kunteng normalerweise keinen direkten Zugriff auf die Motorstrombegrenzung hat, dürfte die bei 10 km/h und entsprechender Stromstufe schon wirksam werden. Das heißt, wenn die z.B. bei 30A liegt, dann spielt es fürs Drehmoment erstmal keine Rolle, ob 36V oder 48V.
Die Effizienz bei 25km/h und 48V wird vermutlich etwas sinken, da hier der Controller mehr ausregeln muss.
Ob sich an der Laufruhe was ändert wäre zum austesten. Es könnte durchaus sein, dass es im unteren Geschwindigkeitsbereich und beim Anfahren etwas mehr "brummt". Insgesamt dürfte sich das aber in Grenzen halten.
Allerdings wird das Abregelverhalten bei eingestellter 25km/h Begrenzung und je höher die eingestellter Leistung ist, deutlich abrupter, da der Motor bei 48V entsprechend höher drehen will (aus dem 200U wird dann nämlich ein 260U Motor).
Bezüglich Belastbarkeit sehe ich es eher unkritisch, insoweit die Leistung so angepasst wird, dass der Motor nicht überhitzt.
Bezüglich Legalität wird hier im Forum ja oft Diskutiert und letztliche Sicherheit diesbezüglich wird sich imho erst bei einen Rechtsstreit zeigen, da der Gesetzestext hierzu manchen Interpretationsspielraum lässt.
Wesentliche Bestandteile sind die 25km/h Begrenzung und die Nenndauerleistung von 250W, welche ja in deinen Fall weiterhin erfüllt werden sollten (250W Angabe des Motors und eingestellte Geschwindigkeitsbegrenzung).
 
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vulcanears

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Ich gebe zu, das wird schwer. Wenn ich allerdings sehe, dass Du mit dem 8A Ladegerät schon 16Ah in zwei Stunden in den Akku pumpst, dann ist das eigentlich eine ganze Menge.
Wenn Dir das nicht reicht, dann darfst Du natürlich auch ein 25A Ladegerät anschließen. Das sind aber richtig große Klopper. Das BMS begrenzt dann den Strom.

Nicht ganz ernst gemeint, eins mit 4kW, damit könntest Du ein Auto laden :D
Gerade bei #eBayKleinanzeigen gefunden. Wie findest du das? 4000W Power Netzteil Sony Cisco 230V 3,3V 25A 12V 12A 42V 90,4A
Wie oben im ersten Beitrag erwähnt, würde ich gern in der Mittagspause im Restaurant den Akku nachladen. Akku+Ladegerät müssen dafür in einen Rucksack passen, der nicht groß auffällt. Die meisten Ladegeräte mit mehr Ampere sind dafür einfach zu schwer oder zu groß oder haben 2 Lüfter, die schrecklich Krach machen.
 

Binsengelb

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@vulcanears
Hab mir Grad noch die Daten vom Cyclesatiator angeschaut und etwas nachgerechnet.
Der Ladegeschwindigkeitsvorteil bei 48 vs 36V wird durch die Leistungsbegrenzung auf 360W, deutlich niedriger ausfallen als du oben angenommen hast.
Bei einer z.B. angenommenen Ladestartspannung von 35V und Endspannung von 41,5V, beträgt die durchschnittliche Ladespannung ca. 38,25V. Diese Spannung mit 8A multipliziert, ergibt eine durchschnittliche Ladeleistung von 306W. Das wären dann in etwa nur 15% weniger als bei einem 48V System, da hier die Leistungsbegrenzung von 360W greift.
 

tomate67

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Was immer noch nicht gesehen wird, ein 9P Akku liefert mit den gleichen Zellen immer noch ca 25% mehr Ah als der 7P Akku. Die höher Laderate kommt nur Zustande, weil in einem höherem Spannungsbereich nachgeladen wird, den Du aber effektiv nicht nutzt.
 

vulcanears

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Was immer noch nicht gesehen wird, ein 9P Akku liefert mit den gleichen Zellen immer noch ca 25% mehr Ah als der 7P Akku. Die höher Laderate kommt nur Zustande, weil in einem höherem Spannungsbereich nachgeladen wird, den Du aber effektiv nicht nutzt.
Ich ging davon aus, dass hauptsächlich die Energie in Wh im Akku entscheidend sind und nicht die Ampere-Stunden. Was meinst du mit "nicht nutzen"? Fragt sich nun, ob sich der Motor mit 36V und 2.7A gleich fährt wie mit 48V und 2A (beides 100W).
 

Üps

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Der Controller passt Strom, Spannung und Leistung an. Bei guten Controllern kann man diverse Einstellungen, z.B. max. Akkustrom, max. Motorstrom und Geschwindigkeit einstellen.
Wenn nun die Akkuspannung höher ist, sollte der Strom für gleiche Leistung entsprechend geringer sein. z.B. statt [email protected] dann [email protected]
Der Wirkungsgrad wird etwas schlechter und die Verluste etwas höher, weil die Spannung stärker transformiert werden muss. Kürzere Impulse bei höherem Strom in der Wicklung und an den Transistoren führen zu geringfügig schlechterem Wirkungsgrad und damit etwas weniger Belastbarkeit vor allem am Berg.
Hatte das alles mal an einigen Beispielen online simuliert. Dramatisch war der Unterschied wirklich nicht.

Die ganz andere Frage ist aber, ob ein vom Hersteller mit 250W bei 36V spezifizierter Motor von der Obrigkeit dann im Zweifelsfall bei 48V Akkuspannung als legal angesehen wird oder nicht.
 

vulcanears

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Da man beim Kunteng normalerweise keinen direkten Zugriff auf die Motorstrombegrenzung hat, dürfte die bei 10 km/h und entsprechender Stromstufe schon wirksam werden. Das heißt, wenn die z.B. bei 30A liegt, dann spielt es fürs Drehmoment erstmal keine Rolle, ob 36V oder 48V.
Bei Kunteng Controllern kann man mit dem C5 Parameter die Maximal-Ampere reduzieren. Ich hab einige Kunteng Controller rumfliegen und könnte mir einen aussuchen, der genau meinen Ampere-Anforderungen entspricht.


Hab mir Grad noch die Daten vom Cyclesatiator angeschaut und etwas nachgerechnet.
Der Ladegeschwindigkeitsvorteil bei 48 vs 36V wird durch die Leistungsbegrenzung auf 360W, deutlich niedriger ausfallen als du oben angenommen hast.
Bei einer z.B. angenommenen Ladestartspannung von 35V und Endspannung von 41,5V, beträgt die durchschnittliche Ladespannung ca. 38,25V. Diese Spannung mit 8A multipliziert, ergibt eine durchschnittliche Ladeleistung von 306W. Das wären dann in etwa nur 15% weniger als bei einem 48V System, da hier die Leistungsbegrenzung von 360W greift.
Ja, das 360W Limit beim Satiator ist mir bewusst - Ich wollte erstmal klären, ob das technisch überhaupt Sinn macht, bevor ich mich auf die Suche nach alternativen Ladegeräten mache. Vielen Dank schonmal für deine Hilfe :)
 

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vulcanears

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tomate67

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Der Controller passt Strom, Spannung und Leistung an. Bei guten Controllern kann man diverse Einstellungen, z.B. max. Akkustrom, max. Motorstrom und Geschwindigkeit einstellen.
Wenn nun die Akkuspannung höher ist, sollte der Strom für gleiche Leistung entsprechend geringer sein. z.B. statt [email protected] dann [email protected]
Der Wirkungsgrad wird etwas schlechter und die Verluste etwas höher, weil die Spannung stärker transformiert werden muss. Kürzere Impulse bei höherem Strom in der Wicklung und an den Transistoren führen zu geringfügig schlechterem Wirkungsgrad und damit etwas weniger Belastbarkeit vor allem am Berg.
Hatte das alles mal an einigen Beispielen online simuliert. Dramatisch war der Unterschied wirklich nicht.

Die ganz andere Frage ist aber, ob ein vom Hersteller mit 250W bei 36V spezifizierter Motor von der Obrigkeit dann im Zweifelsfall bei 48V Akkuspannung als legal angesehen wird oder nicht.

Ich betrachte das mal rein physikalisch. Die elektrische Leistung ist zwar U×I, aber das Magnetfeld wird allein den dadurch fließenden Strom bestimmt, also die Anzahl der Elektronen die mit fester Geschwindigkeit durch das Kabel sausen.
Eine höhere Spannung(der Unterschied von Elektronenmangel und -Überschuss) macht es möglich, dass mehr durchsausen, also ein höherer Strom fließt. Aber genau diese Anzahl begrenzt Du ja durch die Einstellungen im Controller, dadurch wirst Du bei gleicher Leistung weniger Reichweite haben, denn ein 9p hat mehr Elektronen zu Verfügung als ein 7p.

Ein guter Vergleich ist ein Wasserspeicher. 1000l in 10m Höhe(9p) besitzen die gleiche Energie wie 10l in 1000m Höhe (7p). Lässt Du 1l pro Minute herablaufen, dann ist das höhere Resevior 100x schneller leer.
In Energie darfst Du nur rechnen, wenn ein Spannungstransformator im Controller die 48V in 36V umwandeln würde.
 

Binsengelb

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@vulcaners
mit den C5 Parametern wird aber nur der Akkustrom begrenzt. Der Motorstrom übersteigt bei Last und zunehmend mit kleiner werdender Drehzahl den Akkustrom teils erheblich. Die C5 Parameter greifen da nur indirekt.
 

tomate67

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Falsch. P=U*I. Der Controller ist kein Vorwiderstand und funktioniert, wie gerade geschrieben, auch nicht so.

Mir fallen nur drei Möglichkeiten ein den Motorstrom zu begrenzen.
a) Vorwiderstand
b) modulieren der Motorspannung
c) verkürzte Stromimpulse(macht wegen der Eigeninduktion wenig Sinn)

wie nun?
 

kfs

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Um es noch verwirrender zu machen - die Specifications dfes G310 sagen:
Rated Voltage: 36/43

Es gibt Kontroller, die haben keinen Anschluss, für einen Geschwindigkeitssensor und solche, die haben einen, funktionieren aber auch ohne. Deswegen kommt es auch noch auf den Raddurchmesser an:

36 V 205 rpm 28 Zoll
43V 275 rpm 26 Zoll
43V 275 rpm 28 Zoll​

Diese ersten beiden Kombinationen könnten legal sein, letztere eher nicht. Der Motorstrom (nicht der Akkustrom ! ), den der Motor auf die Dauer verträgt, ist bei beiden Spannungen gleich, somit auch das Drehmoment. Bei einem 26 Zoll Rad ist der Hebelarm kleiner, also die Kraft, die auf die Strasse übertragen wird, grösser als bei einem 28 Zoll Rad. Damit das 26 Zoll Rad trotzdem etwa gleich schnell ist, muss die Spannung grösser sein, damit eine höhere Radfrequenz erreicht werden kann.

Wähl die Akku-Spannung so, dass es legal ist und vergiss die Idee, die Ladezeit durch höhere Spannung verkürzen zu wollen.
 
Thema:

Was passiert wenn man 36V/200rpm Motor mit 48V betreibt und Geschwindkeit drosselt.

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