Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akkubau für ein Ebike aus Powerbanks


von Humpster (Gast)


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Hallo,
ich bin derzeit am überlegen, mir ein Ebike zu bauen. Beim Akku, habe 
ich mir, die durchaus etwas verrückte, Idee überlegt diesen aus 
Powerbanks zu bauen. Also die Powerbanks, die normalerweise für das 
Laden von Handys gedacht sind. Ich komme an diese recht günstig ran und 
wollte auch mal etwas mehr basteln.

Die Powerbanks, die ich verwenden will haben 10000 mAh und bestehen aus 
3x LGABF1L1865 3350mAh und 3,6V. Die 3 Zellen sind parallel in der 
Powerbank verschaltet. Maximaler Entladestrom der Zellen ist mit 1,5C 
angegeben. Am besten ist denke ich aber eine Entladung von maximal 1C. 
Somit wären 3 * 3350 = 10 A möglich. Das sollte reichen.

Ich habe mir überlegt 10 dieser Powerbanks zu kaufen und diese dann zu 
öffnen und direkt an den Zellen in Serie zu schalten. Damit hätte ich 
36V, was genau für den Motor/Controller passt. Kapazität ist damit auch 
ausreichend für mindestens 35 km Fahren. Der Controller schaltet bei 
etwa 30V ab. Damit ist die Unterspannungsentladung verhindert. Da die 
Zellen auch alle sehr gleich sind würde ich gerne auf ein BMS 
verzichten.

Ich habe mal eine kurze Skizze der Schaltung angehängt.

Laden will ich die Powerbanks aber wieder gerne über den USB Anschluss, 
da ich so eine gute Kontrolle des Ladevorgangs habe. Die Frage ist hier 
ob ich dafür die Serienschaltung auftrennen muss. Wenn ich einfach 10 
USB Ladegeräte nehme sollten diese doch voneinander isoliert sein, oder? 
Und wie sieht es mit Ladegeräten aus, die 5 Ports haben?

Falls die Powerbanks zum Laden wieder getrennt werden müssten, könnte 
man dies ja mit einem Stecker/Schalter realisieren. Problem sind hier 
die vielen Sicherungen, die man dann benötigen würde. Kann man auch 
einfach auf die Sicherungen verzichten? Beziehungsweise wie viel 
Verluste verursachen die Sicherungen im Entladekreis?

Ich weiß, dass das Kaufen eines fertigen Ebike Akkus wohl einfacher 
wäre, aber würde gerne etwas selbst bauen. Was sagt ihr zu der Idee und 
den Fragen?

Viele Grüße

von Humpster (Gast)


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Schaltskizze

von Stephan H. (Gast)


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Humpster schrieb:
> Was sagt ihr zu der Idee und
> den Fragen?

Unfug.

10A sind wenig. Die Verkabelung wird auch nicht dafür ausgelegt sein. 
Hohe Verluste durch dünne Kabel und viele Verbinder. Schutzschaltung 
nicht für 10A ausgelegt, geschweige denn für den Anlaufstrom. ...

Laden geht mit 10 einzelnen Ladegeräten. 5-fach-Lader o.Ä. gehen nur mit 
Auftrennen des Packs.

von Der Andere (Gast)


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Die vielen Sicherungen und Schalter in Reihe sind Unfug. Viel zu hohe 
Übergangs/Durchlasswiderstände.
10A sind garantiert viel zu wenig für den Anlauf bzw. Blockierstrom des 
Motors, aber Motortyp/Daten sind ja nicht genannt.

Normale multi USB Lader kannst du ohne auftrennen nicht nehmen, da die 
eine gemeinsame Masse haben (Da hätten die Sicherungen wieder Sinn, 
damit dir nur der Multilader abraucht und nicht noch die Akkupacks dazu)
Du bräuchtest also 10 USB Lader mit galvanisch getrennten Ausgängen.

Überlege dir warum Millionen von Modellbauern, E Bike Herstellern ein 
Akkupack mit einem Balancer bauen, statt deine Idee umzusetzen.

von Humpster (Gast)


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Hier mal ein Bild der Anschlüsse der Powerbank. Sind die Leitungen nicht 
groß genug? Man könnte diese ja noch verbessern. Und man kann ja auch 
größere Kabel nehmen.

Mit 10 A komme ich auf eine Leistung von 360 Watt. Würde den Motor aber 
eher mit 250W betreiben. Zudem könnte man eine Antiblitzschaltung für 
den Anschluss verwenden.

von Humpster (Gast)


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Ok, das mit Anlauf und Blockierstrom habe ich nicht bedacht. Beim Motor 
handelt es sich um einen Prophete Trio 36V 250W. Genauere Daten habe ich 
leider keine gefunden.

von Stephan H. (Gast)


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Humpster schrieb:
> Ok, das mit Anlauf und Blockierstrom habe ich nicht bedacht.

Hängt letztenendes vom Regler des Motors ab.

Humpster schrieb:
> Sind die Leitungen nicht
> groß genug?

Hatte im 1.Post überlesen, dass du direkt an die Akkus willst.
Für 10A sind die ok. Ich frag mich trotzdem warum man sich die 
Verkabelung und Laden mit 10 Ladegeräten antun sollte.

Stephan

von Stefan (Gast)


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Nimm nur die Zellen uns schmeiße den ganzen anderen Quatsch weg.

Battery Manager für 10 Zellen gibt es als einzelnen IC. Auch wenn die 
Zellen noch so gut sind, würde ich auf den nicht verzichten.
Das Laden finde ich da weniger kritisch als das Entladen. Du sagst, de 
Controller schaltet bei 30V ab? Du weißt aber nicht, ob du dann eine 
einzelne Zelle aus dem Stack schon tiefentladen hast. Der Manager 
überwacht das und schaltet den Pack ab, wenn sowas passiert und 
verhindert damit, dass du die Zelle noch stärker schädigst.
Beim Laden hätte ich bei den billig Ladern Angst, dass die 
Ladeschlussspannung untereinander zu verschieden ist, was evtl. auf die 
Lebenszeit der Zellen geht (wenn zu hoch) oder aber zumindest das oben 
genannte noch verschlimmert.

Anlauf und Blockierstrom können bei modernern BLDCs wirklich extrem hoch 
sein. Das sollte der Controller allerdings sinnvoll begrenzen, den seine 
FETs vertragen diese Ströme auch nicht unbedingt. Also würde ich eher da 
nach Infos zum max. Strom suchen.

von Humpster (Gast)


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Der Controller ist mit 14 A angegeben. Bis 15A sind die Zellen ja 
tauglich. Und man gibt ja auch nicht immer Vollgas beim losfahren und 
fahren.

Aber schon einmal danke für eure Antworten. Es wird also wenn dann nur 
mit den 10 getrennten Ladegeräten gehen. Allerdings könnte man diese ja 
wieder in einem Stecker zusammenlegen.
Ich schau mir jetzt mal noch die Möglichkeit an den Akku aus anderen 
Einzelzellen (z.B Sony Konion) zusammen zu bauen. Ohne die Powerbank.

von Steffen W. (derwarze)


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Dein Idee ist so Müll, besorg dir lieber ein fertiges Akkupack. Mit der 
Bastelei aus Einzelzellen zahlst Du mehr Lehrgeld als ein fertiger Akku 
kostet.
Den Akku musst Du schon darauf auslegen das der Ströme bis 20A 
kurzzeitig bringen kann und dauernd mindestens 10A liefern kann.
Übrigens steht bei der Leistungsangabe 250W nichts von der 
Eingansleistung in Gesetz, es gibt ja immer den Wirkungsgrad zu 
beachten. Wenn ich also 250W 'auf die Straße' bringen will ist die 
Eingangsleisung natürlich höher.
Beim Anfahren kann so ein Teil schon mal über 15A ziehen, wobei manche 
Controller die Motorleisung unnötig schon beim Anfahren stark begrenzen.

Hat man ein vernüftiges Akkupack aus ausgemessenen Zellen (von einem 
seriösen Hersteller) kann man auf das Balancing verzichten, ich habe 
einen Pack seit über 2 Jahren im Einsatz bei dem die Zellenspannungen 
nur minimalst auseinandergelaufen sind. Dafür kann ich diesen auch mit 
bis 15A laden was für Rückspeisung beim Bremsen auch nötig ist. Die 
meissten der Fahrradakkus können das wegen ihres billig ausgelegten 
Balancing das nur 2-3A Ladestrom zulässt nämlich nicht.

Controller die eine 'AntiBlitzschaltung' brauchen gehören in die Tonne.

von Stefan (Gast)


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Steffen W. schrieb:
> Die
> meissten der Fahrradakkus können das wegen ihres billig ausgelegten
> Balancing das nur 2-3A Ladestrom zulässt nämlich nicht.

Das hat aber nichts miteinander zu tun. Der Balancer wird erst im CV 
Bereich aktiv, wenn der Ladestrom schon sehr stark abgesunken ist. 
Üblicherweise muss man da nur ein paar mA umleiten. Wenn der Balancer 
früher eingreifen muss, dann kannst du dir sicher Sein, dass die 
betroffene Zelle im A... ist. Und dann wärs auch sehr gut, dass man das 
mitbekommt.

von Ernst O. (ernstj)


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In jeder der 10 Powerbanks arbeiten Boost converter (und 
Schutzschaltungen gegen Überladung un Tiefentladung) die die Spannung 
von 3,6V auf 5V hochsetzen. Du müsstest entweder mit den 
Wandler-Betriebsverlusten leben oder gleich alles auseinander reissen.

Wenn du ohne BM arbeitest, ist der Akkupack von vorneherein dem sicheren 
Untergang geweiht.

18650er Akkus mit mehr als 2600 mAh Zellenkapazität würde ich nicht ohne 
weiteres über den Weg trauen, besonders nicht wenn es bei dem Gerät so 
rustikal zugeht wie bei einem e-Bike. Tesla fährt auch mit 18650er 
Zellen, aber die sind nicht so hoch gezüchtet und werden nach allen 
Regeln der Kunst gehätschelt, kontrolliert und geschützt (und bei Bedarf 
gekühlt).

von Humpster (Gast)


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Ich denke jetzt auch, dass das Risiko zu hoch ist die Zellen aus den 
Powerbanks zu nehmen. Hier nochmal eine Datenübersicht. Bei niedrigen 
Temperaturen würde der Entladestrom auf jeden Fall nicht mehr reichen.

Deshalb werde ich wohl eher diese hier verwenden:
http://www.nkon.nl/sony-us18650vtc4-flat-top.html

Wie ich diese verschalte muss ich allerdings noch klären. Eventuell auch 
mit BMS.

von Ernst O. (ernstj)


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Humpster schrieb:
> Deshalb werde ich wohl eher diese hier verwenden:

Hast du ein passenes Punktschweissgerät? Löten schädigt die Zellen und 
Batteriehalter mit Federkontakten sind nicht zuverlässig bei 
Erschütterungen.

Humpster schrieb:
> Wie ich diese verschalte muss ich allerdings noch klären. Eventuell auch
> mit BMS.

"Eventuell"??? UNBEDINGT!

Baue etwas solides, du wirst dich sonst nur ärgern.

von Humpster (Gast)


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Ernst O. schrieb:
> Löten schädigt die Zellen

Punktschweissgerät habe ich leider nicht. Aber es wurden auch schon gute 
Erfahrungen beim Löten gemacht: 
http://www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/akkus-18650er-l%C3%B6ten-empfehlenswerte-zellverbinder.14525/

von Steffen W. (derwarze)


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>Das hat aber nichts miteinander zu tun. Der Balancer wird erst im CV
>Bereich aktiv

Schön wäre es wenn die so arbeiten würden.
Nahezu alle Fahrradakkus (LiFeMn und LiFePo) die ich in den Händen hatte 
gaben im Datenblatt den maximalen Ladestrom mit 3A selten 4A an und 
schalteten den Akku bei höheren Ladestrom (gleichgültig zu welcher 
Zeit/Ladezustand) ab. Mitunter akzeptierten einige wenige das Laden über 
die Fahrstromkontakte mit höheren Strömen. Schnelladen mit Strömen über 
4A an den Ladeanschlüssen ging nur bei einem.

... Den Vogel hat 15Ah 36V Akku abgeschossen der mit 15A Entladestrom 
angegeben war, max.2A Ladestrom zulies und eine Glassicherung (natürlich 
in den kleinen Sicherungshaltern die nur für 6A/10A Spitze zugelassen 
sind) mit 15A hatte. Der Akku wollte nicht mehr, die Sicherung war 
heile. Auf er Akkuschutz-Platine waren zusätzlich Einlötsicherungen 
verbaut mit 6,3A im Laststrombereich und 1,5A im Ladestromkreis. Die 
waren natürlich durch.

>Aber es wurden auch schon gute Erfahrungen beim Löten gemacht

Da würde ich mich nicht drauf verlassen, steht auch viel Mist in den 
Foren.
Wenn Löten überhaupt geht ohne die Zellen zu schädigen dann nur mit 
speziellem Lötgerät, mit einem 60W Baumarktbräter geht das mit 
sicherheit nicht.

Besser Du schaust mal bei www.Liofit.com vorbei, die machen Akkupaks 
nach Kundenwunsch zu bezahlbaren Preisen.

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


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Kauf dir keine Powerbanken mit irgendwelchen windigen noname Zellen!
Kaufe richtige Powertoolzellen und versehe diese mit einer brauchbaren 
Schutzschaltungen.
Wenn Du hochstromfähige Akkus mit Lötfahnen kaufst kannst Du darauf zum 
Zusammenbau auch wieder relativ problemlos löten.
ICH würde dir momentan welche von LG ans Herz legen  da diese gerade bei 
akkuteile.de das beste Preis-Leistungsverhältnis aufweisen.
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/18650/lg/lg-icr-18650-he4-2500mah-3-6v-3-7v-20a-lithium-akku-loetfahne-z/a-1006932/

PS: ich hab mit denen nix zu tun, bin aber mit der gelieferten Ware 
zufrieden gewesen.

Noch ein Nachtrag: die Schutzschaltungen der Powerbank em werden dir 
sofort beim ersten Abschalten um die Ohren fliegen da die abschaltende 
Elektronik dann die volle Spannung der restlichen Zellen ab bekommt, 
dies aber nicht verkraftet!
Mit den genannten Zellen bist Du dann auch, was den Maximslstrom angeht 
vollkommen auf der sicheren Seite.

: Bearbeitet durch User
von Humpster (Gast)


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Ich weiß ihr haltet es für Unfug, aber ich habe jetzt noch einmal andere 
Powerbänke gefunden, die 22400 mAH haben. Für meine Strecke sollten mir 
3 von denen reichen. Würde mir dann einen 24V Motor zulegen. Die 3 in 
Serie kommen auf etwa 23V (4p6s). Ich habe für die 3 nur insgesamt 40€ 
bezahlt, also ist es auch nicht so schlimm, falls die nicht lange 
halten. Es sind diesmal Samsung Akkus mit 2C.

Da es nur 3 sind, würde ich diese dann mit 3 potentialfreien Ladegeräten 
laden. Sind diese einfachen USB-Ladegeräte für Handys galvanisch 
getrennt?

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