Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Notebookakku für Motorantrieb verwenden


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von Peter (Gast)


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Hey,

ich bin gerade dabei, einen Antrieb für ein kleines 
Schlauchboot/Luftmatratze zu machen. Der Propeller wird 3D-gedruckt, als 
Motor wollte ich einen ausrangierten Akkuschrauber verwenden. Damit der 
Akku nicht nach 10 min. leer ist, würde ich diesen gerne großzügig 
dimensionieren, ich dachte so an 200-300Wh. bzw. eine 3s7p Konfiguration 
aus 18650-er Li-Ion Zellen, also insg. 21 Stück. Bei einem Stückpreis 
von 4-5€ wären es so um die 100€ allein für den Akku.

Nun gibt es bei Ebay und Amazon auch fertige Notebook-Akkupacks, wo man 
auf 3€ und weniger pro Zelle kommt, und die auch durchaus gekauft und 
gut bewertet werden. Kann man diese Zellen bedenkenlos nutzen, oder sind 
die Ströme zu groß? Ich habe den endgültigen noch nicht vorliegen, aber 
ich schätze mal dass da Ströme bis zu 40-50A fließen werden, also bis zu 
2,5C.

Viele Grüße
Peter

von THOR (Gast)


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Alte Notebookakkus (18650er) haben in der Regel so 1300-1600mAh übrig 
und sollten dann wegen des deutlich erhöhten Innenwiderstands auch nicht 
dauerhaft mit mehr als 1C entladen werden. Ich hab da häufig son knappes 
Ohm gemessen.

Du brauchst also mehr Zellen. Und ein Temperatursensor schadet auch 
nicht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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VOn alten Akkus würde ich keine brauchbare leistugn erwarten.

Ich habe auch Zweifel an der Stabilität deiner Schiffsschraube. 3D 
Drucker sind IMHO für sowas nicht geeignet. Kaufe lieber eine fertige - 
gibt's sogar in manchen Baumärkten.

von Der Andere (Gast)


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Mir fallen da spontan folgende Fragen ein:
1. Was machst du wenn deine Luftmatratze umschlägt?
2. Ein Akku Bohrschrauber-Motor dürfte wohl kaum eine mittlere 
Einschaltdauer von mehr als 50% haben. Wäre interessant zu sehen wie 
lange der die 40-50A verkraftet, bevor er so heiß wird daß er sich durch 
dein Schlauchboot durchschmilzt und das die Titanik spielt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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THOR schrieb:
> Alte Notebookakkus (18650er)

Stefan U. schrieb:
> VOn alten Akkus

Ich lese im Eingangsposting überhaupt nichts von 'alten' Akkus, sondern 
nur von fertigen Notebookakkus. Es handelt sich um Neuware.
Und ja, man kann kräftig Strom aus den Akkus ziehen, muss aber selber 
für niederohmige Verbindungen sorgen und sollte auch kräftige Schalter 
nehmen, da die sonst gerne mal festschweissen, wobei die Luftmatratze 
dann Amok läuft.
Die Verbinderei von Notebookzellen ist allerdings nicht ganz einfach, 
weil die ja fertig mit Schienen verdrahtet sind im Pack. Eins ist klar, 
die Elektronik muss aus dem Notebook Akku verschwinden und ums Laden 
musst du dich selber kümmern.

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


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Der Andere schrieb:
> das die Titanik spielt.

Die Titanic hat zum Sinken diverse Stunden gebraucht.

Aber diese Fragen sind eigentlich Wurst. Mehr als ein nasser Kapitän und 
ein kaputter Elektromotor kann nicht passieren. Die Elektronik würd ich 
wasserdicht einpacken, nech.

von Stephan (Gast)


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Peter schrieb:
> ich schätze mal dass da Ströme bis zu 40-50A fließen werden

Kommt mir hoch vor. Profigeräte kommen auf die Leistung (kurz), aber 
eher bei 18V.
Einfache Geräte mit 700er oder gar 500er Motor: max. 20/15A und das nur 
kurz (Sekunden). Dauernd vielleicht die Hälfte.


Peter schrieb:
> Der Propeller wird 3D-gedruckt, als
> Motor wollte ich einen ausrangierten Akkuschrauber verwenden.

Akkuschrauber mit oder ohne Getriebe?
Ohne Getriebe wird die Drehzahl sehr hoch > Schraube sehr klein > Schub 
eher gering
Große Schraube und kleine Drehzahl ist prinzipiell effizienter und vmtl. 
das einzige was das Schlauchboot überhaupt in Bewegung setzen kann.

Allerdings muss Schraubengröße und Steigung zum Motor (und Drehzahl) 
passen. Zu groß / zu steil und der Motor brennt durch oder kann nur mit 
reduzierter Spannung (=Leistung) betrieben werden. Zu klein und du 
verschenkst Antriebsleistung.
Das wird nur über mehrere Versuche laufen.

Schnell wird in jedem Fall aber was anderes sein. Ich würde dafür keine 
100,- in Akkus investieren.

von Peter (Gast)


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Hallo zusammen, vielen Dank für eure Anregungen!

Ich würde natürlich neue Akkus holen, z.b. 
www.ebay.de/itm/NOTEBOOK-LAPTOP-AKKU-BATTERIE-10-8V-8800mAh-SCHWARZ-fur- 
HP-Pavilion-G7-/291023662178

Es geht mir vor allem um die Sicherheit, also dass die Akkus sich nicht 
aufblähen und platzen. Langlebigkeit der Akkus steht erstmal außen vor, 
da so ein Akku sowieso einen halben Tag zum laden brauchen würde und man 
ja auch nicht jeden Tag am See ist. Mehr als 30 Tage pro Jahr wird das 
Teil also sowieso nicht eingesetzt werden, 100-200 Ladezyklen 
Lebensdauer wären also völlig akzeptabel.

Temperatursensor wäre wohl sinnvoll, den würde ich einbauen.

Die 3D-gedruckte Schiffsschraube dürfte halten, das ist stabiler als man 
denkt. Der Kunststoff bricht auch nicht direkt ab sondern ist durchaus 
biegsam, und mit bloßer Hand ist der Propeller kaum kaputt zu bekommen. 
Außerdem ist es ja kein Hochleistungsantrieb, wenn ich auf 2-3km/h komme 
bin ich schon zufrieden.

40-50A sind auch als kurzfristige Obergrenze gemeint, mehr als 20A im 
Dauerbetrieb sollten es nicht werden. Bei bedarf werde ich es künstlich 
runterregeln.

Generell soll alles wasserdicht gebaut werden, also auch die Elektronik 
und der Schalter. Falls das Gerät also mal zwischendurch umkippt, sollte 
nichts passieren.

von ASinus (Gast)


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Nur zur Orientierung
Ich betreibe zwei alte Akkuschrauber (18Volt) (incl. Getriebe) an 
(wirklich alten) Notebookakkus (ca. 9Ah gemessen)(einen Akku pro Motor) 
im Dauerlauf bis "Saft alle" (34igste Ladung hängt gerade am Lader).
Da wird nichts so heiß, daß eine Gummititanic durchschmelzen würde.

Irgendwie mache ich mir nur gerade Sorgen...
Kopfkino: ...schön auf der LuMa im lauwarmen Meerwasser vor mich 
hindümpeln und unter mir "zwirbelt" so ein Schräubchen vor sich hin...
Gab es nicht mal einen Sommerhit mit einer Textzeile wie "... 
AiiiijjAiiiijjAiiii..."

von Peter (Gast)


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Stephan schrieb:
> Akkuschrauber mit oder ohne Getriebe?
> Ohne Getriebe wird die Drehzahl sehr hoch > Schraube sehr klein > Schub
> eher gering
> Große Schraube und kleine Drehzahl ist prinzipiell effizienter und vmtl.
> das einzige was das Schlauchboot überhaupt in Bewegung setzen kann.

Ich würde gerne den kompletten Motorstrang vom Akkuschrauber as-is 
nehmen, also Motor + eingebautes Getriebe. Propeller hat 17cm 
Durchmesser und 4 Blättern (https://www.thingiverse.com/thing:986079), 
mehr kann mein 3D-Drucker nicht, bzw. würde der Druck zu lange dauern 
(sind jetzt schon 14h bei optimierten Einstellungen).

> Schnell wird in jedem Fall aber was anderes sein. Ich würde dafür keine
> 100,- in Akkus investieren.

Eben, es soll ein reines Spaßprojekt sein, da will ich keine 3-stelligen 
Summen ausgeben um zu merken, dass es doch nicht so gut funktioniert.

ASinus schrieb:
> Nur zur Orientierung ...
Ah gut zu wissen, dann brauche ich vllt gar keinen so großen Akku. Muss 
wie gesagt eh erstmal den endgültigen Motor besorgen.

> Kopfkino: ...schön auf der LuMa im lauwarmen Meerwasser vor mich
Nur um dein Kopfkino weiter voranzutreiben: genauer gesagt wird es gar 
keine Luftmatratze, sondern ein riesiges aufblasbares Einhorn ;)

von Stephan (Gast)


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Peter schrieb:
> 40-50A sind auch als kurzfristige Obergrenze gemeint, mehr als 20A im
> Dauerbetrieb sollten es nicht werden.

Ich hatte mal ein Akkuschrauberexperiment. War ein Bosch, glaube PSR 
12V, ca. > 10 Jahre alt. Akku mit 1.4Ah (natürlich defekt).
Drehzahlregler war ein MosFet mit 25A Strombelastbarkeit.
Am Lithium-Akku wären locker 50A drin. Der Original-Regler funktioniert 
nur weil der Original-Akku bei hohem Strom einbricht.

Jedenfalls war der Motor nach 1 Minute bei +-20A Toast. Verbaut war eine 
550er Silberbüchse.

von Harald W. (wilhelms)


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Der Andere schrieb:

> Wäre interessant zu sehen wie
> lange der die 40-50A verkraftet, bevor er so heiß wird daß er sich durch
> dein Schlauchboot durchschmilzt und das die Titanik spielt.

Vielleicht kann man den Motor ja unter Wasser betreiben. :-)

von ASinus (Gast)


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Peter schrieb:
> Ich würde gerne den kompletten Motorstrang vom Akkuschrauber as-is
> nehmen, also Motor + eingebautes Getriebe.

Kannst du. Das ist ohnehin eine Einheit. Der Motor ist ans Getriebe 
geschraubt. Du mußt an deiner aufblasbaren Einhornente also nur das 
Getriebe befestigen. Geht mit einer Schlauchschelle erstaunlich 
langlebig.

17cm, 4 Blatt dürfte für einen Akkuschrauber etwas zu viel sein.
An meinem Canadier habe ich drei Blatt mit 20cm. Aber der Motor ist 
stärker.
Vmax ist dabei "zum mitPaddeln" zu schnell ;-)
Deine Stromkalkulation stimmt auch nicht so ganz.
Unter Berücksichtigung der Gezeiten sind wir (zwei Erwachsene, ein Hund, 
ein großer Picknickkorb) von Buxtehude (Moorende) nach Neßsand und 
zurück gefahren. bei 12 Volt und 65 Ah.

Wenn du schon einen 3D - Drucker hast, dann denk doch mal an zwei 
Motoren mit Schrauben als Impeller nach. Hat nicht nur einen besseren 
Wirkungsgrad bei reduziertem Verletzungsrisiko...

von Stephan (Gast)


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ASinus schrieb:
> 17cm, 4 Blatt dürfte für einen Akkuschrauber etwas zu viel sein.
> An meinem Canadier habe ich drei Blatt mit 20cm. Aber der Motor ist
> stärker.

Wieviel stärker und bei welcher Drehzahl und welcher Steigung?

Ich kenne die Grundlagen nur für Luftpropeller und da auch nur grob. 
Sollte aber grob übertragbar sein.
Bei Luftpropellern bedeutet jedenfalls halbe Drehzahl ca. 1/8 Leistung 
bei gleichem Propeller.

von ASinus (Gast)


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Moin Stephan,

ich fürchte mit der Diskussion über Schiffsschrauben driften wir ein 
wenig in den Off Topic dieses Forums.
Da auch weder die Geschwindigkeit, noch der Wasserwiderstand des 
"Schwimmkörpers" , noch die Gesamtmasse vergleichbar sind, werden dir 
die Daten meines Antriebes nicht viel bringen.
Dazu kommt, daß der Antrieb am Canadier kein Akkuschraubermotor ist und 
er zusätzlich über eine elektronische Drehzahlregelung fast 
ausschließlich gedrosselt betrieben wird.

Ein Anhaltspunkt dürfte aber aus dem Modellbaubereich die Ausstattung 
der Schleppschiffe sein.
Im Buxtehuder Hafen hat mich spaßeshalber mal ein ca 1 Meter langer 
Eisbrecher gezogen.
Das Ergebnis war beachtlich!

von Der Andere (Gast)


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ASinus schrieb:
> Ich betreibe zwei alte Akkuschrauber (18Volt) (incl. Getriebe) an
> (wirklich alten) Notebookakkus (ca. 9Ah gemessen)(einen Akku pro Motor)
> im Dauerlauf bis "Saft alle" (34igste Ladung hängt gerade am Lader).
> Da wird nichts so heiß, daß eine Gummititanic durchschmelzen würde.

Kommt halt auf die Belastung des Motors an. Im Leerlauf wird der kaum 
warm, aber da zieht er keine 50 und auch keine 20A

von Blackbird (Gast)


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So einen E-Antrieb (5 Stufen vo und 5 zurück, max 38W) mit 12V-Akku 
(60Ah) für ein Schlauchboot (2,9m lang) habe ich auch, der Propeller ist 
ca. 20cm im Durchmesser und die Drehzahlen eher langsam bei etwas mehr 
als 8km/h mit 1 Mann Besatzung. Laufzeit bei "Vollgas" 1,5 Stunden, bei 
"Drittelgas" ca. 5 Stunden. Der Akku ist dann aber immer noch 1/3 voll!

Die Werte nur mal als Vergleichsbasis für eigenen Optimierungen.

Wenn Du einen 3D-Drucker und ein paar Meßgeräte/Meßmethoden 
(Spannung/Strom/Drehzahl/Geschwindigkeit) hast, kannst Du Dich ja per 
Versuch und Irrtum an den für Dein Equipment optimalen Arbeitspunkt 
herantasten.
Wobei ich den Akkuschrauber als Antrieb für etwas zu laut einschätze.

Die an die Boote anhängbaren E-Antriebe sind fast ausnahmslos ohne 
Getriebe aufgebaut und damit sehr leise.


Blackbird

von Blackbird (Gast)


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... maximal 380W, nicht 38W.

Blackbird

von Peter (Gast)


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Gestern habe ich einen Versuch mit meinem normalen B&D 14.4V 
Akkuschrauber unternommen, der 17cm 4-Blatt Propeller scheint wirklich 
etwas überdimensioniert zu sein. Im zweiten Gang (Leerlaufdrehzahl 
angeblich so 1500U/m) schaltet der eingebaute Regler bei Vollgas ab. 
Genaue Stromstärke konnte ich nicht messen, weil ich diesen 
Akkurschrauber nicht auseinandernehmen möchte. Den endgültigen werde ich 
diese Woche besorgen, dann kann ich auch genaue Strommessungen machen.

@ASinus,  Blackbird
Was wäre euer Vorschlag zu der Propellergröße? Der max. Bauraum vom 
3D-Drucker ist 20x20cm, und der Propeller sollte aus einem Stück sein. 
Kortdüse würde ich natürlich auch dranbauen, allein schon wegen 
Schutzgründen. Diese darf aber aus zwei teilen bestehen, d.h. der 
Propeller kann die maximale Baugröße voll ausnutzen. Würdet ihr sagen 
ein Zweiblatt-Propeller mit 20cm Durchmesser ist Ok? Ich will nicht das 
allerletzte Prozent an Effizienz rausholen (aber auch keine 50% 
verschenken), deshalb brauche ich nur einen groben Richtwert. Ich werde 
natürlich auch etwas experimentieren, aber das Filament ist nicht 
umsonst, und so ein Druck braucht auch 10h+ Stunden.

Zurück zu der Akkufrage: Wahrscheinlich werde ich wohl doch keine 
Notebookakkus nehmen, sondern eher auf Blei-Gel ausweichen. Hatte 
gestern eine Powerbank aus 18650-er Zellen in der Hand, und diese wurden 
schon beim Laden eines Handys ziemlich warm. Die Notebookakkus dürften 
sich wohl nicht viel anders verhalten. Und ob der Akku nun 1 oder 3Kg 
wiegt, dürfte bei 1-2 Personen auf dem Einhorn kaum einen unterschied 
machen. Denn auch wenn die Akkus im Wasser sind, werde ich eine Hülle 
dafür drucken, und der Kunststoff ist kein guter Wärmeübertrager und 
beginnt ab ca. 60°-70° zu erweichen.
An dem Motor werde ich ein Kühlblech anbringen, sodass er aus der Hülle 
rausragen kann und im direkten Kontakt mit dem Wasser steht. Bei einem 
Akkupack aus mehreren zylindrischen Zellen wäre dies wegen der 
Außenkontur deutlich komplizierter und deshalb nicht erwünscht.

von Blackbird (Gast)


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Zu den Akkus:
Suche mal nach Shido Motorradakkus, das sind LiFePo4-Akkus, die statt 
Bleiakkus schon seit Jahren problemlos eingesetzt werden.  So ab 50€ 
aufwärts. Vorteil ist, Du kannst sie bis zum Ende entladen, was bei 
allen Blei-Typen nicht geht.

Zweiblattpropeller mit geringer Steigung und, Deinen Meßwerten folgend, 
vielleicht nur 12 bis max. 15 cm Durchmesser.
Es lohnt sich vielleicht, mal auf die Web Pages von den 
Schiffsmodellbauern zu schauen, die verwenden auch Kortdüsen und 
Querstrahlruder für kleinere Geschwindigkeiten und Jet-Antriebe für die 
etwas flottere Fortbewegung.

Die Dimensionierung ist nicht ganz einfach, deshalb eben mein Vorschlag, 
von sinnvollen Werten ausgehend einfach probieren und messen und sich 
dem Optimum mitverschiedenen Propellerdurchmessern, -steigungen und 
Düsenmantel zu nähern.

Blackbird

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