Hier möchte ich auf verschiedene Berechnungen rund um die Pedelec und E-Bike´s eingehen. Dazu gehören auch diverse Begriffe wie Akku 10S3P usw. Aber auch wie man den vorhandenen Akku recht einfach mit günstigen Mitteln ausrechnen kann.
Berechnen wir zunächst einfach, was der Akku Leisten sollte:
Bei einer Reichweitenberechnung, muss man bedenken, dass der Akku ja für dich die „Hubarbeit“ verrichten soll. Die Formel ist m*g*h.
G ist die Erdbeschleunigung in 9,81 m/s². Um es einfacher zu rechnen nehme ich 10. Bei so rund 100kg Systemgewicht (mal so angenommen, Fahrer, Rad und Gepäck) und 450 Hm(Höhenmeter) sind das 100*10*450=450.000 Ws, geteilt durch 3600 macht 125 Wh „Hubarbeit“ auf deinem Weg.
Dividiert durch einen geschätzten Wirkungsgrad von vielleicht 0,75 bedeutet das, der Akku müsste etwa 167 Wh zur Verfügung stellen, um dich OHNE Eigenleistung den 450Hm Berg hochzubringen. Das ist rein für die zusätzliche Hubarbeit berechnet, der Verbrauch für Überwindung von Luft- und Rollwiderstand kommt eigentlich ja noch hinzu (ist wie in der Ebene).
Du nimmst nur die Bergauf gefahrenen Hm. Aber nur die Höhe nicht die Länge der Strecke, also wenn du bei 100m üNN anfängst und bei 550m üNN aufhörst hast du die 450Hm gemacht. Hier im Beispiel ist die Strecke vielleicht 3 oder 4 km Lang, aber Du benötigst nur die Hubunterstützung bei der Bergauffahrt. Bergab benötigst Du nur die Bremskraft oder kannst mit zurückspeisen (rekuperation) den Akku wieder ein wenig aufladen…
Gehen wir von einem 250W/36V Motor aus und den 167Wh. Der Akku muss also 167Wh/36V = 4,63Ah bringen..
In der Ebene kann man so ca. 10Wh pro km rechnen. Also bei 50km OHNE Unterstützung wären das 10*50=500Wh /36V= 13Ah
Hier habe ich zwei Akkus, der eine ist ein BMZ Akku für ein Green Mover. Auf dem steht drauf 8,6 Ah und 36V. Im inneren sind 40 Batterien (18560er 3,6V pro Zelle mit 2150mA ) verbaut. Dann kann der Akku nur als 10S4P aufgebaut sein: 10 Batterien sind in Reihe geschaltet -> 10x 3,6 V = 36V / 2,15 Ah. Davon gibt es dann 4 Packs a 10 in Reihe/Serie. Diese 4 Packs sind dann Parallel geschaltet -> 36 V / 4x 2,15 Ah = 36 V / 8,6 Ah | 36 V x 8,6 Ah = 309,6 Wh
Der zweite Akku ist ein BionX Akku mit 9,6 Ah und 36V. Im inneren sind 50 Batterien (18560er 3,6V pro Zelle mit 1920mA ) verbaut.
Dann kann der Akku nur als 10S5P aufgebaut sein: 10 Batterien sind in Reihe geschaltet -> 10x 3,6 V = 36V / 1,92 Ah.
Davon gibt es dann 5 Packs a 10 in Reihe/Serie. Diese 5 Packs sind dann Parallel geschaltet -> 36 V / 5x 1,92 Ah = 36 V / 9,6 Ah | 36 V x 9,6 Ah = 345,6 Wh
Bild ein 10S4P ( 10 Batterien in Reihe und davon 4 Stück parallel )
Da ich nicht weiss, ob beide Akkus noch gut ist, bzw. ob die 8,6 Ah bzw. 9,6 Ah noch voll zur verfügung stehen, habe ich die Akkus mit einer entsprechenden Last über einen Zeitraum X getestet. Solange bis ich am Ausgang der Akkus jeweils keine 36V mehr hatte, sondern 32V.
Ich habe dafür die Akkugehäuse geöffnet ( geht nur ausserhalb der Garantiezeit ). Und die Spannung direkt an dem Akkupack ohne BMS abgegriffen. Wenn man ohne das Gehäuse zu öffen darankommt, umso besser.
Gemessen habe ich nun mit 3 in Reihe geschalteten 12V/40Watt Halogenfunzeln um auf 36V und 120W zu kommen.
Berechnung der Brenndauer, wenn der 8,6 Ah Akku noch 100% hätte: 120 W / 36 V = 3,33 A| 8,6 Ah / 3,33 A = 2,58 h * 60 = 154,8 min. Also knapp 2 Stunden und 35 min. müssten die Lampen brennen, bis die 32V Ausgangsspannung erreicht sind.
Berechnung der Brenndauer, wenn der 9,6 Ah BionX Akku noch 100% hätte: 120 W / 36 V = 3,33 A| 9,6 Ah / 3,33 A = 2,88 h * 60 = 172,9 min. Also knapp 2 Stunden und 53 min. müssten die Lampen brennen, bis die 32V Ausgangsspannung erreicht sind.
Zuerst habe ich die Akkus vollgeladen. Die Leerlaufspannung nach der Aufladung entspricht dabei ca. 41,2V. Mittels Schalter habe ich dann die 3 in Reihe geschalteten Halogenlampen eingeschaltet. Die Spannung unter Last lag bei beiden bei ca. 40,2V.
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Green Mover Akku (36 V / 8,6 Ah):
| 11:30 Uhr | 40,2 V |
| 12:00 Uhr | 37,9 V |
| 12:30 Uhr | 36,0 V |
| 13:00 Uhr | 34,3 V |
| 13:15 Uhr | 33,6 V |
| 13:26 Uhr | 31,9 V |
Stop der Messung sobald Spannung unter 32V fällt!… Sind hier 116 min.
116 min /60 = 1,93 h | 1,93 h x 3,333 A = 6,43 Ah
6,43 Ah x 36 V = 231,48 Wh
100 / 8,6 Ah x 6,43 Ah = 74,76% Restkappa des Akkus.. ( Stand 10.04.2017 )
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BionX Akku (36 V / 9,6 Ah ):
| 13:25 Uhr | 40,2 V |
| 14:00 Uhr | 37,9 V |
| 14:30 Uhr | 36,0 V |
| 15:00 Uhr | 34,3 V |
| 15:30 Uhr | 33,6 V |
| 15:38 Uhr | 31,9 V |
Stop der Messung sobald Spannung unter 32V fällt!… Sind hier 133 min.
133 min / 60 = 2,22 h | 2,22 h x 3,333 A = 7,38 Ah
7,38 Ah x 36 V = 265,99 Wh
100 / 9,6 Ah x 7,38 Ah = 76,87% Restkappa des Akkus.. ( Stand 23.04.2017 )
Da sich der Innenwiderstand natürlich mit der Temperatur ändert und auch der Strom entsprechend anders als 3,333 A ist, ist die Messung so Pi*Daumen zu sehen. Aber kommt dem echten Restkappa des Akkus schon recht nahe. Da die beiden Akku schon ein paar Jahre auf dem Buckel haben, sind die knapp 25% Verlust normal.
Die Formel ist bekanntlich: m*g*h. G ist dabei die Erdbeschleunigung in 9,81 m/s².
Wh ist bekannt bei den beiden Akkus. Green Mover: 231,48 Wh und der BionX: 265,99 Wh
Das Fahrrad wiegt ca. 23kg ich ca. 100kg. Ohne Gepäck also 123kg
231,48 Wh * 3600 = 833328/10/123 = 677,50 HM * 0,75 = 508,13 HM (Höhenmeter) ohne mein Zutun.
und bei dem BionX
265,99 Wh * 3600 = 957564/10/123 = 778,50 * 0,75 = 583,88 HM (Höhenmeter) ohne mein Zutun.
Bei dem Green Mover Akku habe ich einen Konion Akku parallel an den vorhandenen geschaltet, um höhere Strecken damit fahren zu können. Wichtig ist hierbei, das der Extender auch 36V Spannung hat und beide Akkus, wenn man diese Verheiratet gleiche Ladespannung haben.
Sind dann in Summe 6,75 Ah Extender + 6,43 Ah Original = 13,18 Ah (474,48 Ah)
Extender ist ein 10S3P – 36V, 6,75Ah mit Sony Konion. Das Fahrrad wiegt ca. 23kg ich ca. 100kg. Ohne Gepäck also 123kg
474,48 Wh * 3600 = 1708128/10/123 = 1388,72 * 0,75 = 1041,54 HM (Höhenmeter) ohne mein Zutun.
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Die LED Anzeige zeigt den Ladezustand beider Akku an:
Um die beiden Akku zu sichern, habe ich eine 15A Sicherung eingebaut.
Die beiden Akku werden mit einem XT60 Stecker zusammengesteckt und in einer geeigneten Tasche untergebracht.
Das Extender Pack habe ich als 1x 10S2P und 1x 10S1P wegen der Tasche ( kleiner Knick unten) aufgebaut.
Als Akkutasche habe ich ein „Blackburn Framebag“ schwarz/medium genommen:
https://www.bike-components.de/de/Blackburn/Outpost-Frame-Bag-Rahmentasche-p49876/
Das DIY Bike hat nen 250W GO Swiss Hinterad 26″ Motor (mit rundem RoPD – Rosenberger) mit dem
alten ANT+ System. Daher musste ich auch den Originalen Akku belassen. In diesem sind neben der ganzen
Steuerung auch das Funkset drin.. 🙁
Das umgebaute Copperhead 3 von Bulls wiegt mit dem Akkupack jetzt komplett 22,7kg
Ohne Motor und Akku ca. 11,5kg
