Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

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  • Kannix
    Kannix

    #1

    Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

    Hallo zusammen,

    die gestrige Inbetriebnahme meiner neuen Einzelzellüberwachung und die dabei gemachte Beobachtung habe ich zum Anlass genommen, mich etwas in das Thema einzulesen. Und jetzt würde ich es gerne genau wissen...
    Aber erst mal ganz von vorne:
    Mein Heli fliegt mit fünf Akkus 6s 3000 Ah, drei ältere der Marke "Blau" sind seit mindestens über einem Jahr in Betrieb, zwei Stück der Marke "Weiß" haben erst ein paar Zyklen hinter sich. Den Heli habe ich bisher immer nach Timer geflogen, also die Flugzeit anhand der eingeladenen Kapazität und der Nennkapazität des Akkus ermittelt und dabei großzügig die 80%-Regel berücksichtigt.
    Zum Ausprobieren hatte ich am Liposaver zwei Schwellen programmiert: Einmal eine Warnung, wenn ein Spannungspeak unterhalb 3,5 V liegt, zum Zweiten einen dauerhaften Alarm, wenn die Spannung einer Zelle unter 3,6 V fällt. Interessanterweise lösten die "Blauen" alle beim Einfliegen früher oder später die Peakwarnung aus, einer sogar den Daueralarm. Bei den "Weißen" gab der Liposaver jedoch keinen Mucks von sich. Beim Nachladen habe ich nach fünf Minuten Flugzeit in alle fünf Akkus ca.50% geladen, sieben Minuten gehen erfahrungsgemäß problemlos.
    Beim heutigen Versuch habe ich die Warn- und Alarmschwellen auf 3,5 V und 3,4 V bei 6:30 min Flugzeit gesetzt. Im Großen und Ganzen war kein Alarm festzustellen, bis auf einen Piepser beim Fahrstuhlfahren. Die "Blauen" konnten mit 66% ihrer Nennkapazität, die "Weißen" mit 70 % nachgeladen werden.
    Beim Recherchieren und Nachlesen ist mir klar geworden, dass die Kapazität eines Akkus eine Unbekannte ist: Sie kann größer oder kleiner als der Nennwert sein und ändert sich über die Zeit. Somit ist die Timermethode zur Festlegung und ßberwachung der Flugzeit nicht nur wegen des vom Flugstil abhängigen Leistungsverbrauches, sondern auch wegen der Kapazitätsdrift eines Akkus nicht wirklich geeignet.
    Es scheint, als ob die Spannungsüberwachung der Einzelzellen die Methode der Wahl ist, um je nach Akku und Flugstil die sicher mögliche Flugzeit auszunutzen. Leider ist so eine ßberwachung für mich eine Blackbox - weiß der Geier, ob das Ding auch anständig kalibriert ist und wie man die Funktionalität so prüfen und sichern kann, dass sich das Fliegen nach der Uhr erledigt hat.
    Momentan spiele ich mit dem Gedanken, die tatsächliche Kapazität der Akkus durch Entladung am Ladegerät experimentell zu bestimmen und dann neben der Spannungsüberwachung den Timer zur Sicherheit mitlaufen zu lassen. Aber welche Entladespannung sollte ich denn da einstellen? 3,0 V?
    Und welche Alarmgrenzen sind am Liposaver sinnvoll, wenn sich die Entladekurven von unterschiedlichen Akkutypen unterscheiden? Schließlich will man ja auch noch gemütlich landen bevor der Regler - ja, bei welcher Spannung eigentlich?- den Softcut aktiviert und runterregelt?
    Wie macht ihr das, und warum? Bisher hat sich der Timer ja sehr gut bewährt bei mir, aber die Tatsache, das die Einzelzellüberwachung bei älteren Akkus Alarm schlägt, gibt mir schon etwas zu denken.

    Gruß,
    Rolf
  • heli_jupp
    Member
    • 11.11.2003
    • 578
    • Klaus
    • Wohnen in der schönen Pfalz, fliegen in Gernsheim und hinterm Haus

    #2
    AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

    Hallo Rolf,

    die 3,5 / 3,6 V Einstellung ist schon O.K. Du musst immer bedenken, dass die "Klemmenspannung", also die Spannung an den Anschlüssen um den Spannungsabfall am Innenwiderstand Ri reduziert wird.

    Der Innenwiderstand verrät enorm viel über die Befindlichkeit deines Akkus, ist aber leider schwer (genau) zu messen.

    Zwei Vorgehensweisen haben sich bei mir in der Praxis bewährt:

    1. Wenn du den Akku innerhalb der angegebenen Spezifikation was die C-Rate angeht betreibst, solltest du 80% der angegebenen Kapazität raus holen können, ohne dass ein Alarm kommt. Ansonsten ist hat der Hersteller / Importeur sich beim drucken des Aufkleber vertan

    2. Du solltest ein Ladegerät verwenden, was den Innenwiderstand misst (wenn auch ungenau). Schreibe dir auf, wo die Innenwiderstände sich bei den ersten 5 Zyklen einpendeln. Kontrolliere die Innenwiderstände regelmäßig (alle 20 Zyklen). Wenn Sie bei gleichen Umgebungsbedingungen (vor allem Temperatur) etwa den doppelten Wert angenommen haben ist der Akku (für mich) hinüber. Das sollte erst so nach 100 - 150 Zyklen der Fall sein. Wenn das früher auftritt und du dem Akku nie "Gewalt" angetan hast, ist das der Zeitpunkt die Akkumarke zu überdenken.

    Sehr schön sind die "Akkubasics" seit neuestem unter diesem Link zu finden -und da gibt es auch die "weißen"

    Lipo-Leitfaden/FAQ!!! - Modellbau Akkus Stefansliposhop

    Grüße, Klaus
    "Nichts gibt so sehr das Gefühl der Unendlichkeit, als wie die Dummheit"
    �dön von Horváth

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    • LudwigX
      Senior Member
      • 12.06.2012
      • 4635
      • Thomas
      • Siegen

      #3
      AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

      Dass ältere Akkus stärker in der Spannung einbrechen ist völlig normal. Ganz egal ob weiß oder blau.

      Das gute ist, dass die Spannungslage des Akkus von der tatsächlichen Kapazität abhängt und nicht von der aufgedruckten, oder irgendwann einmal vorhanden Kapazität.
      Wenn eine Zelle nach einem Flug und ein weiteren 5 Minütigen Pause noch 3,7V hat musst du dir keine Gedanken machen. Dann hat diese Zelle noch ca 20% Restkapazität. Wenn du beim Nachladen aber 80% der aufgedruckten Kapazität in den Akku lädtst und die Zelle vorher weniger als 3,6V hatte, würde ich den Akku in Zukunft schonen, (entweder die Belastung oder die Flugzeit senken).

      Zitat von Kannix Beitrag anzeigen
      Und welche Alarmgrenzen sind am Liposaver sinnvoll,
      Die Problematik hast du hier leider selbst schon erkannt. Der Liposaver kennt nur die Spannung und die ist leider von vielen Faktoren abhängig die der Liposaver aber nicht kennt. Daher musst du einen Wert finden, der für dich in Ordnung ist.

      Zitat von Kannix Beitrag anzeigen
      ja, bei welcher Spannung eigentlich?- den Softcut aktiviert und runterregelt?
      Das ist von Regler zu Regler unterschiedlich. Auch wie der Regler runterregelt kann sich stark unterscheiden.
      Ein Krasser Gegensatz wäre hier z.B. ein Regler der ab einer bestimmten Spannung einfach runterregelt, egal was passiert. Bei dem würde ich die Unterspannungsabschaltung immer sehr niedrig einstellen.

      Auf der anderen Seite gibt es Regler, die bei einer Unterspannung die Motorleistung stark senken, sodass man es sofort bemerkt. Wenn man dann Belastung heraus nimmt, steigt die Spannung wieder und der Regler gibt so die volle Drehzahl wieder frei.

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      • Kannix
        Kannix

        #4
        AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

        Hallo zusammen,


        danke für euer Feedback bis hierhin.

        @ Klaus:

        Zitat von heli jupp
        Du musst immer bedenken, dass die "Klemmenspannung", also die Spannung an den Anschlüssen um den Spannungsabfall am Innenwiderstand Ri reduziert wird.
        Hm, der Innenwiderstand ist ja das eigentliche Problem bei der Alterung, oder?

        Ja, der liebe Innenwiderstand. Seitdem ein entsprechendes Ladegerät vorhanden ist, hatte ich angefangen, die Werte zu protokollieren. Mit Parallelladung ist das ein wenig zu kurz gekommen. Für die "Blauen" fehlt mir zudem der Startwert bei dem relativen Messverfahren. Den Temperatureinfluss kann ich auch nicht richtig abschätzen - kann man Messwerte vergleichen, die bei Raumtemperatur (15 bis 25°C) erhoben werden?

        Die Akkubasics hatte ich heute Mittag schon am Wickel - und die "Blauen" im Winter im Gemüsefach... Eingebrannt hat sich unter Last "nicht unter 3,3 V" pro Zelle, was direkt wieder die Frage aufwirft, wie genau denn der Liposaver misst und wie ich das überprüfen kann.

        Zitat von LudwigX
        Das gute ist, dass die Spannungslage des Akkus von der tatsächlichen Kapazität abhängt und nicht von der aufgedruckten, oder irgendwann einmal vorhanden Kapazität. Wenn eine Zelle nach einem Flug und ein weiteren 5 Minütigen Pause noch 3,7V hat musst du dir keine Gedanken machen. Dann hat diese Zelle noch ca 20% Restkapazität.
        Das ist ja der Punkt. Ich lade bei beiden Akkutypen 50% nach, aber bei einem der beiden ist die Spannung unter Last weiter eingebrochen. Das kann ich aus der Spannung beim Anschließen an den Lader nicht ablesen, die sind jeweils im grünen Bereich und unterscheiden sich nicht großartig.

        In dem Zusammenhang stellt sich auch die Frage, inwiefern eine Kapazitätsbestimmung sinnvoll ist, wenn man da gemütlich ein paar Ampère abnuckelt?


        Gruß,
        Rolf

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        • jguther
          jguther

          #5
          AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

          Gar nicht so einfach...

          Bei aktuellen LiPos sinkt die Spannung erst dann deutlich ab, wenn sie schon so gut wie leer sind. Wenn man als Abschaltkriterium die Spannung des Packs nimmt, bedeutet das fast zwangsläufig den Tod der schwächsten Zelle.

          Nimmt man als Abschaltkriterium die Spannung der schwächsten Zelle, ist das natürlich viel besser, aber die Vorwarnzeit ist trotzdem noch sehr kurz.

          Von der Spannungsüberwachung bin ich deshalb ganz abgekommen.

          Praxistauglich ist eigentlich nur die ßberwachung der entnommenen Kapazität. Wenn man die Akkukapazität ab und zu misst und dann jeweils nur 70-80% entnimmt, liegt man auf der sicheren Seite. Die Messung mit niedrigem Entladestrom ist genau genug.

          Da mir die erforderliche Telemetrie für diese optimale Lösung zu aufwendig und zu teuer ist, habe ich lieber in ein LiFeYPo4 Pack investiert, mit dem ich am Flugplatz nachladen kann. Jetzt fliege ich nach Timer, den ich sehr vorsichtig einstelle - meistens sind noch 30-50% im Akku. Das Nachladen dauert etwa 20min - schon mit 2 Packs kann ich mehr als genug fliegen. Als ich noch nicht auf dem Platz nachladen konnte, war ich dagegen immer versucht, mit jedem Pack so lange wie möglich zu fliegen.

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          • Der_Basti
            Senior Member
            • 17.07.2012
            • 1299
            • Sebastian
            • Abu Dhabi

            #6
            AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

            Ich fliege mit einer Graupner MX16 inklusive der Telemetrie ( Unilog).

            Ich überwache über den Sender auch die Einzelzellen. Der beste Wert für mich sind 3,6V je Zelle. Zusätzlich lasse ich aber noch im Hintergrund einen Timer laufen. Somit verbrauche ich nur selten mehr wie 80%. Wenn dem so ist, bin ich mir darüber aber auch bewusst, weil ich einfach länger fliege bzw. "härter" in der gleichen Zeit.

            Bis jetzt habe ich das Gefühl, die Lipos kommen damit gut zurecht.
            [CENTER]People fly airplanes...Pilots fly helicopters![/CENTER]

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            • Kannix
              Kannix

              #7
              AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

              Tjoa, Telemetrie mit Entnahmekapazität wäre auch was, wenn man regelmäßig im sinnvollen Abstand die Akkukapazität bestimmt. Wie das geht, wurde hier noch nicht beantwortet. Einfach auf 3,0 V entladen und dann schauen, was reinpasst?
              Fürderhin halte ich das mal so:
              Der Timer bestimmt meine Flugzeit. Wenn der Peakalarm kommt, muss der Flugstil angepasst werden und der Akku scheint nicht mehr der Frischeste zu sein. Bei Daueralarm sofort landen. Alarme weisen darauf hin, dass der Akku langsam dem Ende seines Lebenszykluses entgegengeht oder dass sich mein Flugstil in eine neue Richtung entwickelt.
              Es bleibt derweil bei 3,5 bzw. 3,4 V. Ich denke mal, das sollte so hinhauen.

              Gruß,
              Rolf

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              • rotation
                Member
                • 14.03.2011
                • 533
                • Jan
                • Bensheim / Wildflieger Mannheim

                #8
                AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

                Hi Rolf,

                ich weiß nicht was für einen Liposaver Du benutzt, in meinem 12S Heli habe ich den BS12 von MTTEC verbaut. Der hat eine Einzelzellenüberwachung bis 12S. Zum einen lässt sich neben der Warnspannung auch die Dauer einstellen, für die die Spannung unterschritten werden muss bis gewarnt wird. Zum anderen lässt sich nach dem Flug die absolute Mindestspannung aller Zellen abrufen.
                Ich fliege seit Beginn ausschließlich mit Lipowarner und denke, meinen Akkus geht es damit ganz gut. Im Drehzahlmix zwischen 1200 und 1900 upm kommt jeder Akku mit 3.7 bis 3.75 V Leerlaufspannung runter, egal ob 4000er oder 5000er Akkus. Im Winter mit kälteren Akkus oder generell schwächeren Akkus warnt er bei Peaks früher, dann passe ich den Flugstil daran an.
                Regler-Cutoff ist bei mir aus.

                Grüße
                Jan
                [FONT="Trebuchet MS"]Heli: Nemesis 780, TDRex 3.1, TDRex 550
                Sender: DX8[/FONT]

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                • Kannix
                  Kannix

                  #9
                  AW: Akkukapazität, Einzelzellüberwachung, Flugzeit

                  Ich hab den hier.

                  Gruß,
                  Rolf

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