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Umrüsten auf Lithium-Ionen-Batterie
13 Dez 2023 10:29 #224
von sputz
140 PS HD, EZ 11/2012, AHK, Ford Grillzange,
Vorher 1990er AD,
sputz antwortete auf Umrüsten auf Lithium-Ionen-Batterie
Hallo Michael und Mario,
Danke für eure Antworten. Dann lasse ich das mal lieber.
Aber ganz allgemein:
Dann kann aber entweder die Aussage nicht stimmen, die ich mehrfach in diesem Thread gelesen habe, dass der Maximalstrom durch das relativ lange Kabel zur Aufbaubatterie begrentzt wird oder der von euch beiden angesprochene Kabelbrand ist pauschalisiert.
Ich hätte ja keinen Klingekdraht genommen. Und Fachleute könne Kabeldurchmesser auch berechnen.
Aber ein Booster ist natürlich die bessere Lösung. (Mario, wenn ich zwei von den günstigen Batterien kaufe, habe nicht nur Geld für den Booster übrig, sondern kann mir auch noch was auf mein Sparbuch legen
)
Viele Grüße Thorsten
Danke für eure Antworten. Dann lasse ich das mal lieber.
Aber ganz allgemein:
Dann kann aber entweder die Aussage nicht stimmen, die ich mehrfach in diesem Thread gelesen habe, dass der Maximalstrom durch das relativ lange Kabel zur Aufbaubatterie begrentzt wird oder der von euch beiden angesprochene Kabelbrand ist pauschalisiert.
Ich hätte ja keinen Klingekdraht genommen. Und Fachleute könne Kabeldurchmesser auch berechnen.
Aber ein Booster ist natürlich die bessere Lösung. (Mario, wenn ich zwei von den günstigen Batterien kaufe, habe nicht nur Geld für den Booster übrig, sondern kann mir auch noch was auf mein Sparbuch legen
)Viele Grüße Thorsten
140 PS HD, EZ 11/2012, AHK, Ford Grillzange,
Vorher 1990er AD,
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15 Dez 2023 20:40 - 15 Dez 2023 21:53 #229
von mmame
Die Rechnung stimmt zwar aus mathematischer Sicht, ist in der Praxis jedoch irrelevant. Denn sie gilt nur für denn theoretischen Fall, dass die Batterie 0V Spannung hat - und das kann - abgesehen von Fehlerfällen, bei welchen entweder eine Sicherung fliegt oder gar nix geladen wird - nicht auftreten. Angenommen, die LiFepo ist praktisch leer z.B. 10%. Dies entspricht einer Zellspannung von ~12V. Nehmen wir wieder die genannte Generatorspannung von 14.4V. Das bedeutet, dass bei maximal möglichem Ladestrom 14.4V - 12V = 2.4V Spannung über Kabel, Stecker & Co abfallen "müssen". Angenommen seien wieder die 20A von oben, so kommen wir auf einen maximal zulässigen Leitungswiderstand von 2.4V/20A = 0.12Ohm
Als Verlustleistung von Kabel & Co ergibt dies: 2.4V * 20A = 48W (oder für die ganz Schlauen I^2R -> 20A^2 * 0.12Ohm = 48W)
Aber auch 48 Watt Verlustleistung sind immer noch mehr als genug für die paar Meter Kabel. Also wenn Du wirklich runter auf 20A willst, braucht es zwingend einen Laderegler - alles Andere ist Murks.
Als Ergänzung noch die Rechnung mit der immer wieder genannten 60A Limitierung bei den <2013-ern auch ohne Ladebooster, sofern die LiFepo nicht extrem entladen ist:
Annahmen:
LiFePo SOC 30% --> 13.0V
Generatorspannung: 14.4V
Imax: 60A
dV = 14.4V - 13.0V = 1.4V
Rleitung = 1.4V/60A = 23mOhm, also 0.023Ohm
Pleitung = 60A^2 * 0.023Ohm = 82.8W
Edith sagt: Blödsinn gerechnet und korrigiert - Asche über mein Haupt
Fazit aufgrund der korrigierten Rechnung: Ich muss wirklich mal nachschauen, ob da irgendwas warm wird oder die Generatorspannung sinkt und dadurch der Strom (und damit auch die Verlustleistung) abnimmt.
Edith2: So und noch die Rechnung anhand des im Forum gefundenen Aufbaubatterie-Leitungsquerschnittes von 16mm^2:
Annahmen
- Widerstand Kupfer: 0.0178 Ohm*mm^2/m
- Kabelquerschnitt Plusleitung: 16mm^2
- Kabellänge: 10m (keine Ahnung inwieweit das passt)
Bei 16mm^2 hat das Kabel also einen Widerstand von
0.0178 / 16 = 1.112mOhm/Meter
Damit haben wir bei 10m Leitung 1.112mOhm * 10 == 11.12mOhm. Das Ganze noch zurück via Karosserie wird mutmasslich ein Widerstand in ähnlicher Höhe sein. Damit sind wir bei obig grobschlächtig berechnetmn Widerstand von ~23mOhm.
Bei Kabeln ist aus Sicherheitsüberlegungen insbes. die Verlustleistung pro Meter interessant:
60A^2 * 1.112mOhm/m = 4W/Meter
Vergleich zu einem handelsüblichen 230V-Verlängerungskabel mit 1.5mm^2:
Imax: 13A
0.0178 / 1.5 = 11.86mOhm/Meter. Allerdings sind beim Stomkabel P & N direkt nebeneinander, d.h. der Widerstand verdoppelt sich zu 2 * 11.86 = 23.73mOhm/m
Leistung pro Meter: 13A^2 * 23.73mOhm/m --> 4W/Meter
mmame antwortete auf Umrüsten auf Lithium-Ionen-Batterie
In der Praxis ist das durchaus der Fall.Dann kann aber entweder die Aussage nicht stimmen, die ich mehrfach in diesem Thread gelesen habe, dass der Maximalstrom durch das relativ lange Kabel zur Aufbaubatterie begrentzt wird.
Es gelten immer - auch für Nugget-Fahrer - die physikalischen Gesetzmäßigkeiten:
U = R*I
I = U/R
R = U/I
[...]
Die elektrische Leistung in einem solchen Stromkreis läge bei P = U * I = 288 Watt.
[...]
Der Einfachheit halber lässt sich also sagen, dass bei großzügig dimensionierter Masse fast 300 Watt in der Zuleitung verbraten werden müssten, um den Strom auf 20A zu reduzieren.
Die Rechnung stimmt zwar aus mathematischer Sicht, ist in der Praxis jedoch irrelevant. Denn sie gilt nur für denn theoretischen Fall, dass die Batterie 0V Spannung hat - und das kann - abgesehen von Fehlerfällen, bei welchen entweder eine Sicherung fliegt oder gar nix geladen wird - nicht auftreten. Angenommen, die LiFepo ist praktisch leer z.B. 10%. Dies entspricht einer Zellspannung von ~12V. Nehmen wir wieder die genannte Generatorspannung von 14.4V. Das bedeutet, dass bei maximal möglichem Ladestrom 14.4V - 12V = 2.4V Spannung über Kabel, Stecker & Co abfallen "müssen". Angenommen seien wieder die 20A von oben, so kommen wir auf einen maximal zulässigen Leitungswiderstand von 2.4V/20A = 0.12Ohm
Als Verlustleistung von Kabel & Co ergibt dies: 2.4V * 20A = 48W (oder für die ganz Schlauen I^2R -> 20A^2 * 0.12Ohm = 48W)
Aber auch 48 Watt Verlustleistung sind immer noch mehr als genug für die paar Meter Kabel. Also wenn Du wirklich runter auf 20A willst, braucht es zwingend einen Laderegler - alles Andere ist Murks.
Als Ergänzung noch die Rechnung mit der immer wieder genannten 60A Limitierung bei den <2013-ern auch ohne Ladebooster, sofern die LiFepo nicht extrem entladen ist:
Annahmen:
LiFePo SOC 30% --> 13.0V
Generatorspannung: 14.4V
Imax: 60A
dV = 14.4V - 13.0V = 1.4V
Rleitung = 1.4V/60A = 23mOhm, also 0.023Ohm
Pleitung = 60A^2 * 0.023Ohm = 82.8W
Edith sagt: Blödsinn gerechnet und korrigiert - Asche über mein Haupt
Fazit aufgrund der korrigierten Rechnung: Ich muss wirklich mal nachschauen, ob da irgendwas warm wird oder die Generatorspannung sinkt und dadurch der Strom (und damit auch die Verlustleistung) abnimmt.
Edith2: So und noch die Rechnung anhand des im Forum gefundenen Aufbaubatterie-Leitungsquerschnittes von 16mm^2:
Annahmen
- Widerstand Kupfer: 0.0178 Ohm*mm^2/m
- Kabelquerschnitt Plusleitung: 16mm^2
- Kabellänge: 10m (keine Ahnung inwieweit das passt
)Bei 16mm^2 hat das Kabel also einen Widerstand von
0.0178 / 16 = 1.112mOhm/Meter
Damit haben wir bei 10m Leitung 1.112mOhm * 10 == 11.12mOhm. Das Ganze noch zurück via Karosserie wird mutmasslich ein Widerstand in ähnlicher Höhe sein. Damit sind wir bei obig grobschlächtig berechnetmn Widerstand von ~23mOhm.
Bei Kabeln ist aus Sicherheitsüberlegungen insbes. die Verlustleistung pro Meter interessant:
60A^2 * 1.112mOhm/m = 4W/Meter
Vergleich zu einem handelsüblichen 230V-Verlängerungskabel mit 1.5mm^2:
Imax: 13A
0.0178 / 1.5 = 11.86mOhm/Meter. Allerdings sind beim Stomkabel P & N direkt nebeneinander, d.h. der Widerstand verdoppelt sich zu 2 * 11.86 = 23.73mOhm/m
Leistung pro Meter: 13A^2 * 23.73mOhm/m --> 4W/Meter
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