Kaufgesuch 45 km/h bergtauglichkeit

[wiewennzefliechs]

Seit 150 Jahren steht bei allen Antriebsmotoren (egal ob Elektroantrieb, Verbrenner- oder Dampfantrieb) auf dem Leistungsschild (Typenschild) die an der Motorwelle ABGEGEBENE Leistung drauf.

Das ist zwar richtig, ich würde aber nicht meine Hand dafür ins Feuer legen wollen, dass das auch auf jeden China-Motor zutrifft

Zumindest beim Motor meines Rollers scheint es aber zu stimmen. Ich habe mal bei einer Bergfahrt die Geschwindigkeit gemessen und anschließend anhand von Roller-Gewicht, Steigung, Roll- und Luftwiderstand die Leistung ausgerechnet, die der Motor dabei abgeben musste. Das Ergebnis stimmte ziemlich genau mit der Leistung überein, die auf dem Motor draufsteht. Da der Motor diese Leistung außerdem über einen ganzen Kilometer abgeben musste (und auch abgegeben hat), kann man davon ausgehen, dass es sich nicht um eine Spitzenleistung handelt, die nur kurzfristig zur Verfügung steht.

Gruß

Michael

[Andreas64]

Moin Michael,

trotz deiner Beobachtungen und daraus erfolgten Erklärung, bin ich immer noch nicht davon überzeugt, dass in deinem EMCO die Akkus im "Stromverteiler" parallelgeschaltet werden

Dass sich die Ladestandsanzeige mit einem Akku anders verhält als mit zwei Akkus ist sicher auch anders als durch Parallelschaltung erklärbar. Ebenso, dass bei zwei eingesetzten Akkus auch bei Kurzstrecken beide Akkus teilentleert werden.

Bei der Ladestandsanzeige wird es halt immer die Summe der Gesamtkapazität sein, die dir da angezeigt wird. Die ist bei zwei vollen Akkus nun mal immer höher als bei einem vollen Akku

Dass stets beide Akkus gleich belastet werden, lässt sich ebenfalls anders als durch Parallelschaltung realisieren. Da braucht dieser "Stromverteiler" nur von Zeit zu Zeit von einem auf den anderen Akku umgeschaltet werden. Z.B. immer dann, wenn du mal das "Gas" ganz wegnimmst.

Sorry, ich kann mir das mit dem Parallelschalten nicht sinnvoll vorstellen. Es macht aus meiner Sicht einfach keinen Sinn. Wenn du z.B. die ersten Jahre nur einen Akku gehabt hättest und dann später einen frischen dazukaufst, was ja wohl durchaus einen Möglichkeit ist, die von EMCO-Fahrern genutzt wird, da ein zweiter Akku ein erheblicher Kostenfaktor ist, dann kannste dich auf den Kopp stellen, aber eine saubere Parallelschaltung kriegste damit nicht mehr gewährleistet. Dass dieser Stromverteiler dafür sorgt, dass beide Akkus gleichmäßig belastet werden, mag aus einigen Gründen durchaus sinnvoll sein, nur ist das eben auch ohne das Parallelschalten möglich.

...und Ausgleichsströme sind für mich eine nette Umschreibung für das sinnlose verbraten von Energie. Erinnert mich an diese Akkupacks zum Smartphoneaufladen für unterwegs. Die haben z.T. die mehrfache Kapazität des Smartphoneakkus. Nur schaffste es halt wegen dieser Ausgleichströme nicht mit diesem Akkupack für unterwegs das Smartphone damit auch mehrfach zu laden. Bei einer dreifachen Kapazität schaffste das in der Praxis nicht einmal. Die meiste Energie wird halt sinnlos verbraten. Klar, besser als nix wenn man gerade keine Steckdose zum Laden zur Verfügung hat, aber mehr auch nicht. In einem E-Roller, in dem ein zweiter Akku eingesetzt wird um die Reichweite entsprechend der Akkukapazität zu erhöhen macht das keinen Sinn...

Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren, in dem mir mal von EMCO die Funktionsweise dieses "Stromverteiler" als Schaltplan gezeigt wird - 'ne Paralleschaltung zu erkennen, traue ich mir trotz mehr als 30 Jahre ohne Theorie auf diesem Gebiet noch zu;)

Gruß
Andreas

[MEroller]

Weiterhin ist bei allen genannten Antrieben richtig gesagt die Leistungsangabe auf die Motorwelle bezogen. Und nicht berücksichtigt was im Übertragungsstrang an Kräften verlorengeht und schlussendlich auf die Strasse kommt.

Was heißt das nun für unsere Radnabenmotoren? Die Motorwelle ist dort ja unser Hinterrad, und alles, was es an Verlusten bis zur Straße noch gibt ist der Rollwiderstand, daher nix cosphi, sondern nur noch µr (Reibwert)

Und zu wiewennzefliechs: Wie es der Zufall so haben will habe ich aus einer Zeit, als der Leistungsprüfstand von erider noch nicht defekt war, die Leistungsmesswerte von meinem 5kW Motor, ermittelt auf einem Rollenprüfstand, mit 24 liFePO4 Zellen und einem block-kommutierenden Controller. Leider ist mir die Gegenmessung hier in D bislang noch nicht gelungen mangels zweiradgeeignetem Rollenprüfstand in E-Roller-Reichweite.

[Andreas64]

Bei meinem Roller gehen 5kW rein und über die Reifen 4kW raus ( hatten wir das nicht schonmal? )..... ( 80Ampere x 64Volt ((nachgemessen )), und das nur kurzfristig

Wie misst man denn so was?

Schon die Stromaufnahme unter Belastungsbediengungen zu messen, stelle ich mir nicht ganz sooooo trivial vor. Wie verhält sich denn die Spannung, wenn man aus einem z.B. 50 Ah Akku 80 A zieht? Bricht die da nicht sogar erheblich zusammen, selbst wenn der Akku voll ist?

Das was am Reifen rauskommt zu messen, scheint mir für den Ottonormalverbraucher hingegen eher kaum möglich zu sein....

[Andreas64]

DANKE

Hast du dir das alles selbst an deinen Roller gebastellt

[wiewennzefliechs]

trotz deiner Beobachtungen und daraus erfolgten Erklärung, bin ich immer noch nicht davon überzeugt, dass in deinem EMCO die Akkus im "Stromverteiler" parallelgeschaltet werden

Direkt miteinander verbunden werden sie ja auch nicht. In der Stromverteiler-Box (die lt. Forumsmitglied Herby auch als Hauptsicherung dient) befindet sich eine elektronische Schaltung, die Ausgleichsströme bei unterschiedlichen Akku-Spannungen verhindert. So etwas lässt sich mit Mosfets und ein paar passiven Bauteilen recht simpel aufbauen. Dafür, dass die Stromverteiler-Box auch Halbleiter-Komponenten enthält, spricht auch der Umstand, dass sie zumindest beim Laden einen nahezu konstanten Spannungsverlust von 0,2 Volt produziert. Das kann man feststellen, wenn man die Akkus im Roller lädt (dann fließt auch der Ladestrom durch die Stromverteiler-Box) und anschließend die Leerlaufspannung der Akkus misst. Sie liegt dann unabhängig vom vorherigen Ladestand der Akkus um besagte 0,2 Volt niedriger als wenn man das Ladegerät direkt an den Akku anschließt, d. h. wenn keine Stromverteiler-Box in der Zuleitung liegt.

Dass sich die Ladestandsanzeige mit einem Akku anders verhält als mit zwei Akkus ist sicher auch anders als durch Parallelschaltung erklärbar.
Ebenso, dass bei zwei eingesetzten Akkus auch bei Kurzstrecken beide Akkus teilentleert werden.

Bei der Ladestandsanzeige wird es halt immer die Summe der Gesamtkapazität sein, die dir da angezeigt wird. Die ist bei zwei vollen Akkus nun mal immer höher als bei einem vollen Akku

Die Ladestandsanzeige zeigt keine (Rest-)kapazitäten an, sondern ist ein schlichtes Voltmeter, d. h. es wird die Versorgungsspannung des Controllers gemessen. Starke Veränderungen dieser Anzeige deuten auf starke Spannungsschwankungen hin. Und genau diese Spannungsschwankungen (und damit die Ausschläge der Ladestandsanzeige) fallen beim Betrieb mit zwei Akkus selbst dann erheblich schwächer aus, wenn die Akkus zu einem ähnlichen Grad entladen sind wie bei einer Fahrt mit einem Akku. In der Praxis äußert sich das so: wenn ich mit einem Akku unterwegs bin, ist der nach ca. 20 km Fahrstrecke zu ca. 40% entladen (d. h. es befinden sich dann noch ca. 60% Restladung im Akku). Wenn ich dann aus dem Stand mit "Vollstrom" beschleunige, fällt der Zeiger der Ladestandsanzeige auf ca. 75%. Mit zwei Akkus muss ich logischerweise doppelt so weit (also 40 km) fahren, damit jeder Akku noch 60% Restladung enthält. Theoretisch müsste dann die Ladestandsanzeige beim Beschleunigen dasselbe Verhalten zeigen wie nach 20 km Fahrt mit einem Akku. Praktisch tut sie das aber nicht. Im Gegenteil, der Zeiger klebt dann immer noch auch beim Beschleunigen wie angenagelt auf der 100%-Position. Er fängt erst ab ca. 50 km an, sich überhaupt zu bewegen. Die 75%-Marke hat er aber auch bei der weitesten Strecke, die ich bisher mit 2 Akkus gefahren bin (ca. 60 km), noch nie erreicht. Das beweist ganz klar, dass beim Betrieb mit 2 Akkus die Spannungseinbrüche unter Last geringer sind, was wiederum ein Indiz dafür ist, dass sich beide Akkus die Last teilen. Ein weiteres Indiz ist die Höchstgeschwindigkeit, die der Roller erreicht: sie ist mit 2 Akkus höher als mit einem.

Dass stets beide Akkus gleich belastet werden, lässt sich ebenfalls anders als durch Parallelschaltung realisieren. Da braucht dieser "Stromverteiler" nur von Zeit zu Zeit von einem auf den anderen Akku umgeschaltet werden. Z.B. immer dann, wenn du mal das "Gas" ganz wegnimmst.

Viel zu umständlich. Eine Schaltung, die sicherstellt, dass Strom aus den Akkus nur in Richtung Motor, aber nicht zum jeweils anderen Akku fließen kann, genügt völlig. Sowas ist wie erwähnt mit Mosfets und ein paar passiven Bauteilen recht simpel machbar.

Sorry, ich kann mir das mit dem Parallelschalten nicht sinnvoll vorstellen. Es macht aus meiner Sicht einfach keinen Sinn.

Wenn du die Möglichkeit hast, kannst du es ja mal ausprobieren. Vielleicht gibt es ja einen Emco-Händler in deiner Nähe, bei dem sich ein Novantic, Novi oder Nova mit 2 Akkus probefahren lässt (Novantic, Novi und Nova sind die 3 Emco-Modelle, in die man 2 Akkus einsetzen kann).

Wenn du z.B. die ersten Jahre nur einen Akku gehabt hättest und dann später einen frischen dazukaufst, was ja wohl durchaus einen Möglichkeit ist, die von EMCO-Fahrern genutzt wird, da ein zweiter Akku ein erheblicher Kostenfaktor ist, dann kannste dich auf den Kopp stellen, aber eine saubere Parallelschaltung kriegste damit nicht mehr gewährleistet.

Ich war auch skeptisch, was die Parallelschaltung von 2 Akkus mit jeweils eigenem BMS betrifft. Es funktioniert bei meinem Roller aber perfekt, und das obwohl ich den zweiten Akku erst ein Jahr später angeschafft habe.

...und Ausgleichsströme sind für mich eine nette Umschreibung für das sinnlose verbraten von Energie.

Genau deswegen werden die ja auch durch den Stromverteiler verhindert.

Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren, in dem mir mal von EMCO die Funktionsweise dieses "Stromverteiler" als Schaltplan gezeigt wird - 'ne Paralleschaltung zu erkennen, traue ich mir trotz mehr als 30 Jahre ohne Theorie auf diesem Gebiet noch zu;)

Der Stromverteiler ist eine Metallbox mit Kühlrippen dran. Hier gibt es ein Bild davon:
http://www.elektroroller-forum.de/viewt ... 046#p41046

Vielleicht ist Herby ja bereit, mal einen Schaltplan der Stromverteiler-Box hier zu posten. Ob er das tut, hängt natürlich auch davon ab, ob er es darf.

Gruß

Michael

[herby87]

Vielleicht ist Herby ja bereit, mal einen Schaltplan der Stromverteiler-Box hier zu posten. Ob er das tut, hängt natürlich auch davon ab, ob er es darf.

den Schaltplan hätte ich auch gerne, leider ist das Ding auch für mich eine Blackbox

[Andreas64]

Vielleicht ist Herby ja bereit, mal einen Schaltplan der Stromverteiler-Box hier zu posten. Ob er das tut, hängt natürlich auch davon ab, ob er es darf.

den Schaltplan hätte ich auch gerne, leider ist das Ding auch für mich eine Blackbox

Unabhängig von dem auch für dich nicht erhältlichen Schaltplan, würd' mich schon mal deine Meinung interessieren was die Parallelschalterei betrifft. Meinste, dass diese Blackbox die Akkus eher parallelschaltet, oder doch eher umschaltet?

@Michael: Sorry, ich will dir nicht zu Nahe treten und dir deine Kompetenz absprechen. Ich bin doch nur ein Newbie der E-Mobilität echt klasse findet und versucht ein Mindestmaß der dahintersteckenden Technik zu verstehen. Auch wenn mein Wissen um das Elektirische herum nicht mehr ganz taufrisch ist, meine ich zumindest immer noch ein gewisses Maß an Grundverständnis inne zu haben. Paralleschalten von Akkus kenne ich halt aus der Vergangenheit als problembehaftet. Ich will gar nicht anzweifeln, dass sich auf dem Gebiet was getan hat, nur zumindest ansatzweise möchte ich das schon so verkickert bekommen, dass ich das auch begreifen kann. Die berühmte Blackbox, bei der niemand so recht weiß was darin abläuft, hilft mir da nicht wirklich weiter

Mit 50+ bin ich halt auch nicht mehr so drauf, dass ich einfach alles glaube was so in den Raum geworfen wird - sorry

[Andreas64]

Der Stromverteiler ist eine Metallbox mit Kühlrippen dran. Hier gibt es ein Bild davon:
viewtopic.php?p=41046#p41046

Hm, so wie es auf dem Foto scheint, ist das Dingen ja recht klein.

Bei den Kühlrippen wird mir recht mulmig. Für was braucht es die, wenn darin nicht Energie verbraten wird, die dann letztendlich nicht mehr da ankommen kann wo sie eigentlich hin soll - am Motor -, die dann zu einer Hitzeentwicklung führt, die das Ableiten von Wärme nötig hat

[wiewennzefliechs]

Hm, so wie es auf dem Foto scheint, ist das Dingen ja recht klein.

Bei den Kühlrippen wird mir recht mulmig. Für was braucht es die, wenn darin nicht Energie verbraten wird, die dann letztendlich nicht mehr da ankommen kann wo sie eigentlich hin soll - am Motor -, die dann zu einer Hitzeentwicklung führt, die das Ableiten von Wärme nötig hat

In dem Teil steckt Leistungselektronik drin. Es sollen ja Ausgleichsströme verhindert werden. Das kann man einerseits mit Dioden machen, aber die haben eine relativ hohe Durchlasspannung und produzieren folglich relativ viel Verlustleistung. Eine andere Möglichkeit wären Mosfets. Bei denen ist die Durchlassspannung und damit die Verlustleistung geringer.

Die entstehende Verlustleistung und deren Auswirkung auf die Reichweite lässt sich recht einfach berechnen:
Der Motor meines Rollers kann maximal 2 kW mechanische Leistung abgeben. Bei (geschätzten) 80% Wirkungsgrad nimmt er dabei 2,5 kW elektrische Leistung auf. Bei 48 Volt resultiert daraus ein Strom von ca. 52 Ampere. Schickt man diesen Strom durch eine (Schottky-)Diode mit ca. 0,5 V Durchlassspannung, entsteht eine Verlustleistung von 26 Watt. Schickt man denselben Strom durch einen Mosfet mit ca. 0,2 Volt Durchlassspannung, beträgt die Verlustleistung sogar nur 10,4 Watt. Zu beiden Leistungswerten passt die Größe der Kühlrippen an der Stromverteiler-Box perfekt. Im ungünstigeren Fall mit 26 Watt Verlustleistung würden auf 100 km (für die der Roller bei konstant Vmax etwas mehr als 2 Stunden brauchen würde) um die 0,06 kWh verlorengehen (da man aber in der Praxis so gut wie nie 2 Stunden lang kontinuierlich die maximale Motorleistung abruft, dürfte der reale Verlust deutlich niedriger sein). Bei einem Verbrauch meines Rollers von ca. 3 kWh/100 km ab Akku entsprechen 0,06 kWh der Energie, die der Roller für 2 km Fahrstrecke benötigt. Um diese Strecke verkürzt sich also die Reichweite, allerdings nur unter sehr ungünstigen Bedingungen. Das halte ich für akzeptabel, zumal der Reichweiten-Verlust beim Betrieb mit 2 Akkus durch andere Effekte (z. B. die bei geringeren Entladeströmen höhere nutzbare Akku-Kapazität) zumindest teilweise wieder ausgeglichen werden dürfte. Für wahrscheinlicher halte ich es sowieso, dass keine Dioden, sondern Mosfets zum Einsatz kommen. In diesem Fall würde der Verlust auf 100 km nur ca. 0,024 Wh betragen. Das würde die Reichweite nur um läppische 800m verkürzen.

Wie du bereits richtig angemerkt hast, sind die Ausgleichsströme das Hauptproblem bei der Parallelschaltung von Akkus. Verhindert man diese jedoch durch geeignete Maßnahmen, kann man Akkus problemlos parallelschalten. Mit moderner Leistungselektronik lässt sich so etwas auch auf recht einfache Weise realisieren.

Gruß

Michael