Rolle der Akkus beim Forumslader

Hej,

ich bin gerade am Löten meines 12V+USB Forumsladers (Danke Jens fürs Zusenden der geätzten Platine!) und bin etwas verunsichert, welche Rolle die Akkus beim Forumslader einnehmen. Letztlich wirkt sich die Wahl der Akku-Bauart auch auf die zu verlötenden Dioden aus.

* Liege ich richtig in der Annahme, dass diese unterstützend wirken und die Ausgangsspannung am USB-Anschluss bzw. 12V-Anschluss konstant halten?
* Sollte ich in meiner Annahme richtig liegen: kann mir jemand bitte eine Empfehlung geben, welcher Akku-Typ sich hierfür am ehesten eignet, wenn es um Langlebigkeit und Wartungsfreiheit geht? Ich tendiere momentan zu einer Lithiom-Bauart.

Danke fürs Lesen und Gruß,
Dub

Bin kein Elektronikfreak (das kann jemand anderes sicher besser erklären). Meines Wissens sind dafür bei derartigen Ladegeräten eher die Platinen mit irgendwelchen Spannungsregler-Elementen da - die Akkus arbeiten vor allem als Puffer (also wenn du zu langsam fährst, an einer Ampel hälst oder Rast machst, laden die Batterien dein angeschlossenes Gerät über einen gewissen Zeitraum weiter).
Es gibt auch Fahrrad-Ladegeräte ohne Batterien, diese laden natürlich nur, solange man eine gewisse Minimalgeschwindigkeit hält.

In meinem Zzing sind (laut Homepage) Sanyo 2700 mAh AA Akkus verbaut, ob die nun besonders gut oder schlecht sind weiß ich nicht, aber bisher haben sie sich bewährt. Allerdings bietet der Hersteller Ersatzakku-Packs an, also irgendwann geben sie wohl mal den Geist auf...

Hallo Dub,

die Akkus sind beim Forumslader Energiespeicher. Du kannst durch diese auch bei langsamer Fahrt oder im Stand Energie entnehmen, wenn der Dynamo mehr Energie erzeugt als Du gerade verbrauchst wird hier dieser Überschuss aufbewahrt. Dadurch kannst Du auch durchaus mal mehr Strom verbrauchen als der Dynamo hergibt, das muss sich dann nur irgendwann mal wieder ausgleichen. Die Ausgangsspannung am USB-Ausgang ist geregelt- da hast Du solange Strom wie noch etwas in den Pufferakkus drin ist. Der 12V-Ausgang ist die direkte Verbindung zu den Pufferakkus, diese Spannung schwankt also je nach Ladezustand, Akkutyp und Zellenzahl.

Die meisten Langzeiterfahrungen habe ich mit NiMh-Zellen, 9 Zellen AA mit 2100mAh von GP haben bei mir 60000km gehalten und wurden dann mitsamt des Ladegerätes in noch sehr gutem Zustand abgebaut- die neuere Ladergeneration hatte einfach viel mehr Leistung.
Die vermutlich momentan langlebigsten Zellen (und auch die leistungsfähigsten) sind die recht neuen LiFePo oder Lithiumnanophosphat, es gibt sie in 1.2Ah und 2.3Ah- 4 Zellen werden hier benötigt. Diese Zellen sind hochstromfähig, eigensicher und bei meinen niedrigen Ladeströmen selbstbalancierend. Ich habe sie jetzt seit 20000km im Lader und bin begeistert. Der Ladewirkungsgrad ist ungleich höher (es wird bei der Umladung also weniger Energie verschenkt) und sie können Strom ohne Ende liefern (30A der 1.2Ah-Typ und 60A der 2.3Ah-Typ). Mit diesen Zellen als Puffer werden damit auch Netbooks über entsprechende KFZ-Adapter über den Nabendynamo ladbar ohne die Pufferakkus zu überfordern.
Diese Zellen wurden für E-Bikes und E-Cars entwickelt- hier darf auf keinen Fall nach 4 Jahren die sehr teure Batterie ausfallen- dann liessen sie die Dinger nicht mehr verkaufen. Laut Datenblatt sollte am Forumslader eine Lebensdauer von vielen tausend Ladecyklen zu erwarten sein, die Dinger sind auf jeden Fall weit langlebiger als LiPoly oder normale LiIon.
Einziger Nachteil- die Zellen sind gross für die Kapazität die sie bieten. Sehr kleine Ladegeräte lassen sich daher damit (noch) nicht bauen.

Grüsse von
Jens.

Hi,

vielen Dank für eure Rückmeldungen!



Verstehe ich das richtig, dass diese 4 Zellen dann in Serie ohne eine Ladeschaltung an den 12V-Ausgang des Forumsladers angeschlossen werden? An den 12V-Ausgang des Forumsladers würde ich außerdem parallel noch einen KFZ-Adapter anschließen, damit ich auch das Ladegerät für den Digital-Kamera-Akku mit Strom versorgen kann.

Schön langsam ergibt sich bei mir ein schlüssiges Energie-Konzept für unterwegs. :-)

Danke und LG, Rainer

Hallo Rainer,

der Forumslader selbst beinhaltet die Ladeschaltung für die Akkus.
Da die 4 Zellen zusammen um die 12V haben habe ich einen Anschluss an diese Akkus einfach mal als 12V-Ausgang bezeichnet .
Im Grunde baue ich ja eine ähnliche Anlage wie sie auch in Mopeds, Autos usw. verwendet wird: ein Generator (Nabendynamo, Lichtmaschine) lädt immer einen Pufferakku (4xLiFePo, Autobatterie) und von diesem entnehmen alle Verbraucher ihren Strom. Die Laderegelung ist im Auto in der Lichtmaschine- am Rad ist es meine Schaltung (ergänzt um etwas Gedöns wie einen Spannungswandler für USB, AnzeigeLEDs und Betriebsartumschalter).
Den KFZ-Adapter gestaltest Du dann einfach auch wie im Auto abziehbar (oder wenigstens ausschaltbar) damit er Dir nicht den Pufferakku leerzieht (ja, die Dinger verbrauchen auch etwas Strom wenn nichts angeschlossen ist).

Grüsse von
Jens.

Hallo Jens,

ich mal wieder. Ich habe mir das mal auch auf der Forumsladerseite angesehen, bin dadurch aber nicht klüger geworden. Lassen sich irgendwelche Faustregeln aufstellen, was man für eine Akkubestückung für was für Anwendungen wählen soll?

Oder ist es einfach nur so, je höher die Kapazität, desto länger ist man auf der sicheren Seite, wenn man die Akkus mal voll geladen hat.

Das gehört hier eigentlich nicht hin, aber letztendlich stellt sich das Problem in anderer Form noch einmal. Wann soll man zum 6V und wann zum 12V-Lader greifen?

GS

Hallo Stephan,

es gibt ja sehr unterschiedliche Vorlieben bezüglich der Akkutechnologie, deshalb empfehle ich immer etwas zurückhaltend. Mal ein paar Anhaltspunkte-
wenn Du sehr hohe Ströme entnehmen musst wie z.B. beim Laden von Netbooks müssen die Zellen das auch sicher liefern können. Hier fallen dann schonmal die ganz kleinen NiMh-AAA-Zellen und auch die Handyzellen raus. Funktionieren werden grössere NiMh-Zellen ab AA, LiFePo sowieso und auch LiPolys aus dem Modellbau würden gehen. Lipoly ist mit meiner Ladetechnik ohne Balancer nur mit einer zusätzlichen Schutzschaltung ladbar (und mancheiner wird sagen auch dann nicht- ich weiss)- deshalb empfehle ich diese sehr leistungsfähigen, leichten und kleinen Zellen nicht.
Minimal kleine Geräte hingegen erfordern sehr leistungsdichte Akkus- hier führt dann nichts an den kleinen NiMh-Zellen (AAA) oder den LiPoly-Handyzellen vorbei. Die Handyzellengeschichte ist manch einem nicht geheuer, derjenige sollte dann NiMh AAA nehmen.
NiMh hat generell höhere Umladeverluste als alle Lithium-Zellen, es wird also hier u.U. etwas vom kostbaren Strom verschenkt (deshalb bin ich inzwischen kein sehr grosser Freund der NiMh-Zellen mehr- aber diese Technologie ist sehr bewährt, robust und eigensicher).
LiIon und LiPoly haben das beste Verhältnis von Gewicht zum Energieinhalt, sind aber nicht eigensicher und erfordern daher zusätzlichen Aufwand über die Schutzschaltungen- ausserdem ist ihre Lebensdauer nicht so sehr hoch.
LiFePo ist eigentlich ein guter Kompromiss- enorme Stromlieferung, sehr hoher Ladewirkungsgrad und eigensicher ohne Schutzschaltung. Aber sie speichern weniger Energie wie LiIon/Lipoly, sind also bei gleicher Kapazität grösser. Achja, billig sind sie auch nicht- haben aber laut Datenblatt eine enorme Lebensdauer.

Es gibt im Moment nicht den für alle geeigneten Akku, ich persönlich habe mich aber in LiFePo verliebt (dadurch werden aber die Geräte grösser und teurer). NiMh ist bewährt, eigensicher, langlebig und wie LiFePo selbstbalancierend bei niedrigem Ladestrom- funktioniert also auf jeden Fall auch. Mit Hochstromzellen lassen sich sogar so exotische Geräte wie HID-Beleuchtung befeuern- aber das geht auch mit NiMh (ein Däne ist bereits vor 2 Jahren mit meinem 12V-Lader, einem 10-Zellen-Racingpack und Laptop um die Nordsee gefahren- NSCR).

Der 12V-Lader hat eine erheblich höhere Ladeleistung als der damalige 6V-Lader. Für den 6V-Lader gibt es ausserdem inzwischen reichlich kommerzielle Konkurenz (wo er entstand gab es gar keine Dynamoladegeräte zu kaufen- hier hat Markus damals absolute Pionierarbeit geleistet!!!). Dennoch ist der 6V-Lader auch heute noch einfach baubar und sehr funktionell- wem er von den Funktionen und von der Leistung her genügt der hat hier einen guten Entwurf für seinen Eigenbau.
Der 12V-Lader ist sehr leistungsstark und enorm universell in der Anwendung- auf seiner Basis lässt sich eine prima autarke Stromversorgung fürs Rad bauen die keine Anschlusswünsche offen lässt, ich möchte dieses Gefühl von Unabhängigkeit nicht mehr missen (auch wenn ich den meisten erzeugten Strom ganz profan nur für starkes Licht verwende).

Achja- natürlich ist grössere Kapazität nie verkehrt- die Energiereserve steigt, aber auch das Bauvolumen und das Gewicht. Da mein 12V-Lader eine hohe Ladeleistung hat braucht man aber für die normalen kleinen Verbraucher fast keine Kapazität- die Ladeleistung ist fast immer höher als der Stromverbrauch der angeschlossenen Geräte. Nur bei z.B. Netbooks sieht das anders aus- da ist auch immer Energie aus dem Pufferakku für die Ladung nötig.

Grüsse von
Jens.

Ich würde noch den Temperaturbereich in die Überlegungen einbeziehen. Ich hatte diesen Winter Probleme, da die bei mir verbauten Lithium-Polymer-Zellen scheinbar keine Ladung angenommen haben, als sie zu kalt waren. Musste das Ladegerät deshalb immer mit ins Warme nehmen, wenn ich das Rad draußen stehen ließ. Das funktionierte dann zwar, aber schön ist es nicht, wenn man auf das Licht angewiesen ist.

Habe deshalb jetzt auch mit dem Bau eines Laders mit LiFePo4-Zellen angefangen, die sollen auch bei -20°C noch ladbar sein.

Gruß, Georg

Hallo Georg,

LiFePo4 ist auf jeden Fall auch bei grosser Kälte ladbar- mit NiMh hatte ich da aber auch keine Probleme (war auch da bei Temperaturen um -20°C unterwegs).
Allerdings scheints auch mit LiPoly gelegentlich zu funktionieren- wenigstens gabs keine Klagen meiner Frau mit ihren Handyzellen (und das will was heissen ). Aber halt- sie fährt im Winter praktisch nur mit Licht über die Anlage, ein Laden ohne Verbraucher könnte evt. anders sein. Also jedenfalls ihr Licht ging und Standlicht hatte sie auch- sollte eigentlich alles ok sein (und das auch im 2. Winter mit dem gleichen Akkupack).

Aber Du hast Recht- LiFePo4 ist die einzige Zellchemie die laut Datenblatt für diese Temperaturbereiche geeignet ist (-30°C bis +60°C).

Grüsse von
Jens.