LiFePo4 bei Minusgraden

[Idealist]

Holla die Waldfee! Luftemperatur beim Losfahren heute morgen -9 Grad (Temperartur zwischen den Akkus -5 Grad), Luftemperatur bei Rückkehr abends -6 Grad (Akku-Temperatur -1,5 Grad). Trotz sehr vorsichtigem Beschleunigen ging die Spannung auf 45,3 V runter (also ziemlich an die Grenze). Aber: Ich bin wieder nach Hause gekommen. Mein vorläufiges Fazit: Ohne Akkuheizung sind 20 km Reichweite bei -10 Grad das Maximum.

[MEroller]

Nach morgendlichen Temperaturen bis runter auf -15°C, und meistens auch -2 bis -4°C tiefer als vorhergesagt hat es letzte Woche kaum zu 15°C Batterietemp. beim morgendlichen Start gereicht, sondern eher zwischen 11 und 14°C. Aber auch das ging noch relativ ohne Einschränkungen, außer eben mit weniger Bums beim Beschleunigen und auch leicht reduzierter Höchstgeschwindigkeit. Hier das aktualisierte Diagramm, inzwischen erweitert um die mittlere Außentemp.:

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Entgegen den Erwartungen und trotz unbestritten dem bislang höchsten Heizenergieanteil diese Woche von 2,76kWh/100km blieb der Gesamtverbrauch mit 9,32kWh/100km noch unter dem von vorletzter Woche.
Das kann folgende Gründe haben:
- Morgens waren letzte Woche viele Autofahrer langsamer unterwegs als sonst, was auch den Stromverbauch meinerseits reduzierte
- Seit letzter Woche bekam mein Roller "Tagesasyl" in der Tiefgarage unter meinem Büro zugestanden, so dass die Batterie selten unter 8°C abkühlte tagsüber. Dabei muss ich aber immer mal wieder überprüfen, ob die Kollegen nach dem raus- oder reinfahren auch ordnungsgemäß das Rolltor wieder geschlossen haben. Bei offenem Tor war es am Freitagabend nur noch 2,nochwas °C warm in der Batterie, weshalb ich während einem Anschlusstermin am Freitagabend noch 2,5h lang meine Batterieheizung einstöpselte, so dass die Heimfahrt aus dem Neckartal heraus wieder relativ problemlos zu meistern war.
- die extrem kalten Außentemperaturen führen dank den ähnlich gut ausgekühlten Kupferkablen und -drähten zu weniger Ohmschem Widerstand und damit zu einem etwas höheren elektrischen Wirkungsgrad.
Weil auch Freitagnacht -15°C herrschten bin ich dann am Samstag Morgen mit auf -7,5°C ausgekühlter Batterie so 5km gefahren, mit mehreren Beschleunigungsvorgängen aus dem Stand, ohne Rücksicht auf Verluste und beharrlichem Ignorieren der roten Unterspannunglampe, und habe eine Minimalspannung von 62,5V gesehen (bei ca. 2 bis 3C Batteriestrom). Natürlich war alles noch ein bisschen träger als sonst bei leicht über 0°C Batterietemp., aber das BMS hat noch nicht wegen Unterspannung der schwächsten Zellen per over-discharge den Strom zum Controller unterbrochen. Natürlich war die Batterie Freitag Nacht noch voll aufgeladen worden, was sicherlich zu diesem für mich überaschend positiven Leistungsverhalten beigetragen haben mag. Aber die Höchstgeschwindigkeit war mit etwas unter 70km/h bei leichter Bergabfahrt schon bedenklich eingebrochen.
Werde also weitherin fleißig vorheizen, diese Woche voraussichtlich nochmals mehr als letzte Woche. Vielleicht reicht es dann diesmal zum Reißen der 10kWh/100km Grenze...

[MEroller]

Die bislang kälteste Woche in diesem Winter hat dazu geführt, dass mein Roller nun doch recht deutlich die 10kWh/100km Grenze überschritten hat: 12,5, um genauer zu sein. Nicht nur ein horrender Heizenergieverbrauch von 4,35kWh/100km hat dazu geführt, auch der Fahranteil ist auf 8,13kWh/100km gestiegen. Dies wohl vor allem deshalb, weil es selten möglich war, morgens 15°C in die Batterie zu zaubern (nur an einem Tag gelang das, ansonsten lagen die Batterietemp. morgens zwischen 8 und 12°C), und Abends, trotz Tagesassyl in der aber auch schon -1°C kalten Tiefgarage musste ich mit Batterietemp. zwischen 4,5 und -1°C heimfahren bzw. schleichen. Trotzdem bin ich immer die steile Strecke direkt aus dem Neckartal rausgefahren, da die anfangs flachere Strecke 3km länger ist und die Steigung erst relativ spät kommt bei enstprechend aus der Puste geratenem Ladestand. Bei -1° waren noch ca. 45km/h bergauf drin, bei noch 62,5V Spannungslage. Zumindest scheinen die 24 GBS Zellen in recht gutem Gleichlauf zu sein, da keine Einzelzelle mit unter 2,5V das BMS zur Stromabschaltung animierte
Es war aber auch wirklich kalt mit einmal sogar um -19°C morgens Deshalb hatte ich jetzt auch die mittlere Morgentemp. der Woche in mein Verbrauchsdiagramm aufgenommen, und man erkennt schon den gegenläufigen Verlauf zum Stromverbrauch:

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Ich bin mir noch nicht sicher, ob sich der Wirkungsgrad meiner Batterieheizung inzwischen verschlechtert hat, so dass ich selten die anvisierte Batterietemp. erreicht habe, oder ob schlicht die viel tieferen Umgebungstemperaturen den Aufheizgradienten selbst beeinflussen. Das sollte sich kommende Woche zeigen, die wieder viel "wärmer" sein soll mit selten unter 0°C. Da wird dann auch das Fahren wieder angenehmer

[MEroller]

Da mir inzwischen das abendliche aus-dem-Tal-Schleichen bei Batterietemp. <5°C gehörig auf die Nerven geht, und ich auch die manuelle Strombegrenzung auf <80A per Drehgriff als recht lästig empfinde, bin ich schon seit geraumer Zeit auf der Suche nach einem Umrichter, der es mir ermöglicht, das 230V / 120W Heizkabel auch aus der 72V Batterie zu betreiben.
Erstaunlicherweise haben aber bislang 3 teils ausgedehnte Internetsuchen keinen geeigneten Umrichter zutage gefördert.
Was ich suche ist ein Umrichter, der aus 72...85V dc 230V Wechsel- (oder Gleich)spannung machen kann, mit einer Nennleistung zw. 150 und 300W. Er sollte dabei eine Größe von etwa 200 x 150 x 70mm möglichst nicht überschreiten, und einen perfekten Sinus brauche ich im Fall von Wechselspannungsausgang auch nicht, da das Heizkabel eigentlich zu 100% eine Ohm'sche Last ist von etwa 450 Ohm.

Was leider nicht zielführend ist wäre die Batteriespannung direkt auf das Heizkabel zu geben, weil dabei lediglich eine Heizleistung von P=U²/R = (78V)² / 450 Ohm = 13,5W dabei herauskäme. Damit könnte ich wahrscheinlich selbst bei ganztätiger Bestromung nicht mal die Auskühlung verhindern...

Hat jemand hier eine Ahnung, an wen ich mich hierzu wenden kann, oder gibt es Bausätze oder Bauanleitungen für ein solches Gerät? Oder wäre z.B. Gerri willens und in der Lage, sich diesbezügich Gedanken zu machen? Hauptproblem scheint tatsächlich die Eingangsspannung zu sein, denn für bis zu 48V= wie auch für über 100V= gibt es käufliche Lösungen, aber eben nicht für 72 bis 85V=...

Im Nachinein betrachtet wäre die 12V Variante des Heizkabels sicher die variabler einsetzbare Lösung gewesen...

[MEroller]

Mein Kästchen kann angeblich 300W.
Mich stören zwei Sachen an der doppelten Wandlung: Zum einen wird der DC/DC-Wandler vom Zündschloss ein- und ausgeschaltet, da müsste also eine separate Überbrückung her für unbeaufsichtigtes Batterieheizen, denn mit Schlüssel im Zündschloss steckend werde ich meinen Roller garantiert nicht draußan auf der Straße abstellen.
Zum anderen wären die Verluste relativ erschreckend, so dass ich wahrscheinlich für die 120W Heizleistung bis zu 180..190W Batterieleistung abrufen müsste. Bei einem durchschnittlichen Fahrenergíeverbrauch von 50Wh/km würde das für die voraussichtlichen 2h Heizdauer also theoretisch etwa 360Wh/50Wh/km=7,2km Reichweitenverlust bedeuten. Mit einem 80%-wirkungsgradigen 78Vdc / 230V ac Wandler wären das dann etwa 6km Reichweitenverlust.

Aber man sollte ja auch den Kapagewinn der wärmeren Batterie mit einfließen lassen in diese Rechnung. Mit 2h Heizen bei den 120W und 5°C Ausgangstemp. wären dann ca. 11°C in der Batterie, was etwa 1,7km Reichweitengewinn erwirtschaften würde. Sprich -6km + 1,7km = -4,3km Reichweite. Das wäre gerade noch so zu verkraften. Über 5km weniger dagegen könnte schon wieder kritisch werden.

Also die Frage bleibt: Wo kriegt man einen Umrichter her, der aus 72...85V dc 230V Wechsel- (oder Gleich)spannung machen kann, mit einer Nennleistung zw. 150 und 300W?

[Peter51]

Die bezahlbaren Wechselrichter machen immer aus 12VDC oder 24VDC 230VAC. Wie wäre es mir 12V Carbon Heizmatten (Sitzheizung) aus dem Kfz-Bereich und diese aus dem DC DC Wandler des Rollers versorgen?

[MEroller]

Das Heizkabel ist mäanderartig links und rechts zwischen Batteriekastenwand und Batterie eingeklemmt. Tiefer wäre nur es noch UNTER der Batterie. Das mache ich freiwillig nie wieder, so tief zu graben, und vor allem nicht, um das 230V gegen ein 12V Kabel zu tauschen, das ein Forenmitglied vor kurzem in der 5m Fassung unter sein Batteriepack versenkt hat.
Zur Erinnerung: So sah es vor Batterieheizung aus, mit Zwischenraum - hindurchzuschau'n - zwischen Alu-Endplatten der 4er Blöcke und der Batteriekastenwand:


In den Zwischenraum kam links und rechts das da rein, in der vollen Länge der Batterie:


Und in diesem Bild kann man links und rechts der Batterie das weiße Styropor noch erahnen, unter dem ganzen Kabelgewirr, Ladegerät und Controller:

Das war die Hölle, die vorkonfektionierten Styropor-Trittschalldämpferstücke da reinzupfriemeln

Mit 12V heizen ist also absolut OUT, leider...

[Peter51]

Dann vielleicht 4 Stück LiFePo4 Zellen à 40Ah zusammen mit einem 150W Wechselrichter (12VDC auf 230VAC) ins Helmfach oder Topcase bauen.
(Fotos sind immer gut, aber auch an einen Schaltplan sowie Beschriftung der Kabel denken, sonst findet man nach 2-3 Jahren, hoffentlich nunmehr störungsfreien Betrieb, nicht mehr durch).

[MEroller]

Ja, auf das mit separater 12V Batterie und kleinem 12V=/230V~ Wechselrichter könnte es auch hinauslaufen, aber 40Ah wäre leider zu fett, wenn auch notwendig für die benötigte Heizleistung. Helmfach brauche ich vor allem für die Zeitschaltuhren und 2-Fachsteckdose, sowie für meinen Schlechtwetter-Rucksack, und das Topcase brauche ich für den Helm an bestimmten Tagen, taugt also auch nicht als Dauerbleibe.
Das ist ein Elend, da hat man eine 2,8kWh-Batterie im Keller und kann sie nicht für ein simples Heizkabel nutzen, nur weil es eine Angebotslücke von 52V gibt zwischen 48 und 100V= /230V Wechselrichtern. Klar ist der Markt für sowas sehr eingeschränkt, aber es muss doch möglich sein, einen recht großen Eingangsspannungsbereich abzudecken mit den heutigen Bauteilen.

Kabel beschriften ist tatsächlich eine sehr empfehlenswerte Sache. Alles, was in den Kelly reingeht ist schon von denen beschriftet, das ist gut. Der Rest lässt sich recht schnell verfolgen und lässt dadurch Rückschlüsse auf die Funktion zu.Was ich beschriftet habe sind die diversen Service-Stecker (RS232) und der Boot-Schalter in meinem Servicefach, denn die haben mich schon sehr gründlich zum Narren gehalten, indem partout der Kelly RS232 Stecker keine Verbindung zur BMS Programmierung herstellen wollte. Bis ich das gemerkt hatte vergingen ein paar Tage und vergebliche Versuche der Kontaktaufnahme

[MEroller]

Vielleicht habe ich endlich was gefunden, von Mean Well den ISI-500. Ist eigentlich ein Solar-Batterielader und 230V / 500W Inverter, der aber im Solarpaneleingang beim Modell 248 zwischen 70 und 160V= vertragen soll. Bin gerade am Erkunden, ob das also für meinen Zweck geeignet sein könnte. Ist aber nicht ganz billg, das gute Stück...