Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kälteunempfindliches Akkupack


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von Luca B. (luca_b)


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Hallöchen,

ich bin begeisterter Radfahrer, aber im Winter muss ich immer von 
Akkus(für die Lampen) weg und auf Batterien umsteigen, da die normalen 
AAA-Akkus auf Kälte ziemlich empfindlich reagieren. Das Geld dafür würde 
ich mir sehr gerne sparen. Deshalb würde ich mir gerne selber ein 
Akkupack basteln, dass gegen Temperaturschwankungen(vor allem in die 
Minusgrade) unempfindlich ist.

Ich dachte hierbei an einen Akku bestehend aus einigen LiFePo4-Zellen, 
da diese laut einigen Foren und anderen Quellen relativ unempfindlich 
gegenüber Kälte sind.

Da ich eigentlich nicht wirklich ein Bastler bin wollte ich mal wissen, 
wie ich das ganze umsetzen soll. Mein erster Gedanke war, die Akkus mit 
einem LiIo-Ladeboard zu verlöten. Außerdem noch einen Spannungswandler 
auf die benötigte Voltzahl mit der ich die Lampe betreiben muss.

Ich wollte mal wissen wie realistisch die Pläne sind. Falls ihr Angst 
habt, dass ein völlig unerfahrener mit Lithium-Akkus rumhantiert könnt 
ihr beruhigt sein. Aus meiner Modellbauerfahrung habe ich die meisten 
Tücken von LiPo/LiIo-Zellen schon kennen gelernt.

LG Luca

von Jobst Q. (joquis)


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von Klaus R. (klaus2)


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Was bedeutet kalt? Wieviel Strom wird benötigt? Welche Spg?

Klaus.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Luca B. schrieb:
> LiFePo4-Zellen

sind keine LiIO... Ladeschlußspannung ist 3,6V. Der Vorteil ist ja, daß 
sie eigentlich keine Tücken haben. LiFePo4 in AAA haben ca. 200mAh, wie 
weit Du damit zurecht kommst, mußt Du wissen. Warum die Akkus nicht 
einfach in einen passenden LiFePo4 loader stecken und dort laden?

Bei -20 Grad dürften sie noch ca. 50% der Kapazität haben, die Spanung 
ist nach dem Laden sehr schnell auf ca. 3,3V (auch ohne Last), unter 
3,05V kann man sie eigentlich schon als entladen ansehen, es geht dann 
steil bergab.

Alles jetzt bezogen auf meine paar 2/3AA (300mAh), AA (600mAh) und 18650 
(1500mAh) Billigzellen in meinen Sensoren.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von jemand (Gast)


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Luca B. schrieb:
> Ich wollte mal wissen wie realistisch die Pläne sind. Falls ihr Angst
> habt, dass ein völlig unerfahrener mit Lithium-Akkus rumhantiert könnt
> ihr beruhigt sein. Aus meiner Modellbauerfahrung habe ich die meisten
> Tücken von LiPo/LiIo-Zellen schon kennen gelernt.

Bei LiFePO4 hätte ich sowieso keine Angst. Ein riesiger Vorteil der 
Technik ist ja auch, dass sie recht sicher sind.
Mit der Temperatur hast du recht - die sind neben einigen Bleiakkus gut 
für tiefe Temperaturen geeignet. Also für Temperaturen wo du radfahren 
willst, gehen auch die Akkus.

Du brauchst aber einen Laderegler für LiFePO4. Die haben eine andere 
Spannung.

Theoretisch geht bei 4 Zellen in Reihe (Balancer nicht vergessen!) ein 
Ladegerät für 12V Bleiakkus. Man bekommt sie damit aber nicht ganz voll.

von Luca B. (luca_b)


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> Was bedeutet kalt? Wieviel Strom wird benötigt? Welche Spg?
>
> Klaus.

Normale deutsche Wintertemperaturen. Also auch gerne mal bis -5°C 
runter. Bin da relativ hart im nehmen...


>LiFePo4 in AAA haben ca. 200mAh, wie
>weit Du damit zurecht kommst, mußt Du wissen. Warum die Akkus nicht
>einfach in einen passenden LiFePo4 loader stecken und dort laden?
>
>Bei -20 Grad dürften sie noch ca. 50% der Kapazität haben, die Spanung
>ist nach dem Laden sehr schnell auf ca. 3,3V (auch ohne Last), unter
>3,05V kann man sie eigentlich schon als entladen ansehen, es geht dann
>steil bergab.

Ich werd die Lampen nicht direkt mit AAA betreiben. Das das nichts wird 
war mir klar. Es geht mir eher drum, mindesten eine 18650er-Zelle in 
einer kleinen Tasche am Oberrohr zu befestigen, und diese fest mit den 
Lampen zu verkabeln. Natürlich mit Steckverbindern, so dass der Akku 
nicht bei Kälte geladen wird.
Aufs Gewicht kommts mir hierbei eher weniger an. Die ganze Konstruktion 
kann also gerne auch ein Kilo wiegen...

Liebe Grüße Luca

von oszi40 (Gast)


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Luca B. schrieb:
> mit AAA betreiben

Statt AAA gibt es auch AA und Monozellen wo die Kapazität es höher ist 
und demzufolge bei Kälte bei 50% noch was übrig ist.

von MaierMüllerSchulz (Gast)


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Michael U. schrieb:
> Bei -20 Grad dürften sie noch ca. 50% der Kapazität haben...

Ich sehe eben in der Praxis bei LiFePo und +5°C bereits deutlich unter 
50% Kapazität. Und das bei 2 Jahre alten Zellen, nicht mal 50 Zyklen und 
bei absolut schonender Nutzung (0,4C Laden/Entladen). Das Akkuzeugs 
taugt einfach nichts, da hilft auch kein Schöngerede. Letzteres hilft 
einzig beim Verkaufen.

von nochwas (Gast)


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Luca B. schrieb:
> Aufs Gewicht kommts mir hierbei eher weniger an. Die ganze Konstruktion
> kann also gerne auch ein Kilo wiegen...

-> Bleigel. Gibt nix besseres für kalte Umgebungen.

zb Panasonic LC-R061R3P

https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.farnell.com/datasheets/516746.pdf&ved=2ahUKEwiLsuyu2dzeAhXSPOwKHS7UB4cQFjAAegQIBBAB&usg=AOvVaw3wxmemrfdZF8GfVoiUF0op

von Armin X. (werweiswas)


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Pack dir,je nach Spannungswunsch, 10 - 15 LiIon-Zellen in eine 
ausgeweidete 0,5l Edelstahl Thermosflasche. Dazu noch eine 
Schutzschaltung die vor Teifentladung schützt. Die Zellen umwickelt Du 
vor dem Reinstopfen mit Zellschaum und Gut ist.
Bin mit so einem 11,1V Pack mit 15 Zellen und anfänglich etwa 10Ah über 
10 Jahre gefahren. 360Tage im Jahr. Versorgt hatte der Pack eine 
abgesägte 10W LED Taschenlampe. Das funktionierte auch bei fast Minus 20 
Grad. Dabei wirds allerdings für den Radler schon schwierig warm zu 
werden und sich dabei die Nase nicht abzufrieren... ich musste da halt 
unbedingt die neue Lampe ausprobieren...

: Bearbeitet durch User
von Walta S. (walta)


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Einpacken und warmhalten würde ich als erstes probieren.

Walta

von Dieter (Gast)


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Im Winter zeigt sich, dass doch nur ein klassischer Dynamo am Rad auch 
bei sehr tiefen Temperaturen gut funktioniert.

Bei der Kälte macht die Probleme vor allem die stark reduzierte 
chemische Reaktionsgeschwindigkeit. Statt Packs mit AAA funktionieren 
daher eher Packs mit AA Zellen, ggf. muss man auch zwei parallel 
betreiben. Man schalte diese aber besser über Schottky-Dioden parallel 
zusammen.

Wieviele Akkus/Batterien in Reihe, dh. welche Spannung benötgt wird, 
fehlt als Angabe hier jedoch.

Wenn dort 4 in Serie für 6V benötigt werden, muss man experimentieren, 
ob bei der Parallelschaltung zweier AA-Packs über Dioden, vier oder fünf 
Zellen in Serie besser funktionieren.

von Luca B. (luca_b)


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>Im Winter zeigt sich, dass doch nur ein klassischer Dynamo am Rad auch
>bei sehr tiefen Temperaturen gut funktioniert.

Geht bei mir leider nicht. Andere Felge mit Nabendynamo ist wegen der 
Scheibenbremsen nicht drin. Und n normaler Dynamo geht ans Rad auch 
nicht ran.

>Wieviele Akkus/Batterien in Reihe, dh. welche Spannung benötgt wird,
>fehlt als Angabe hier jedoch.

Da muss ich selbst nochmal nachmessen. Bis jetzt läuft die ganze 
Angelegenheit mit 3 AAAs. Ich denke also entweder 1,5V mit 
entsprechender Stromstärke oder eben 4,5V.

von Schreiber (Gast)


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Ganz normale Eneloop Akkus und dazu ein vernünftiges Ladegerät

von loxxy (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Luca B. schrieb:

> Eine Zelle in einer kleinen Tasche am Oberrohr zu befestigen,

Vielleicht solltest Du die Zellen eher an Deinem eigenen
"Oberrohr" (=Brustkorb) befestigen. Dann gibts auch keine
Temperaturprobleme.

von Karl K. (karl2go)


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Dieter schrieb:
> Im Winter zeigt sich, dass doch nur ein klassischer Dynamo am Rad auch
> bei sehr tiefen Temperaturen gut funktioniert.

Oh ja, vor allem wenn Schneematsch am Reifen klebt und der Dynamo nur 
noch durchrutscht. Ein Nabendynamo geht vielleicht, aber das ist dann 
nicht klassisch.

von Dieter (Gast)


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Genau, Radseitenläufer- oder Radnabendynamo.

Bei drei AAA würde ich entweder auf eine LED mit Vorwiderstand tippen, 
wie bei vielen hellen Taschenlampen mit LED.

Kleine Kontantstromschaltung denke ich ist da weniger verbaut und auch 
kein Schaltwandler.

Im Batteriefach einfach eine kleine dünne doppelseitige Platine 
dazwischenklemmen und von dort die Kabel zur externen Schaltung führen, 
wäre eine praktische Ausführung einer Zusatzbeschaltung.

von Karl K. (karl2go)


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Andererseits: Was ist an LiIon so schlecht? Mein Akkuschrauber mit 
18650er Zellen funktioniert auch bei -5°C, und der zieht mehr 
Anlaufstrom als eine LED.

von Rainer (Gast)


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Ich habe einen Nierengurt, in dem man Wärmepads mit Knickplättchen in 
Taschen einlegen kann. Die halten eine ganze Weile vor und sind immer 
wieder verwendbar - durch Erhitzen im Wasserbad.
In diesem Gurt liegen im Winter bei Wanderungen oder Fahrten mit dem Rad 
auch meine Akkus - meist LiOn - mit drin. Einen Abfall der Kapazität bei 
Nichtgebrauch konnte ich nicht festellen.
Es bleibt also physikalisch dabei, Kälteschutz im Winter ist die beste 
Garantie für längere Ausdauer von Akkus.

von dagobert (Gast)


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Einfach Akku überdimensionieren, Problem erledigt... wenns hart auf hart 
kommt, nimmt man einen Heizwiderstand.

Luca B. schrieb:
> Also auch gerne mal bis -5°C
> runter. Bin da relativ hart im nehmen...

Was für ein harter Typ! :o

von Arno (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Ganz normale Eneloop Akkus und dazu ein vernünftiges Ladegerät

Empfehle ich auch, die sind wesentlich kälte-unempfindlicher als 
herkömmliche NiMH-Zellen.

Sanyo hat damals - wenn ich mich richtig erinnere - sogar sehr schöne 
Datenblätter dazu veröffentlicht, Panasonic anscheinend hauptsächlich 
Marketing-Geblubber...

...aber es gibt ja Nerds im Netz, die sowas messen: 
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/59430-eneloop-Mignon-2000-versus-Sanyo-2-700?p=552404&viewfull=1#post552404

MfG, Arno

von Georg M. (g_m)


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Harald W. schrieb:
> Vielleicht solltest Du die Zellen eher an Deinem eigenen
> "Oberrohr" (=Brustkorb) befestigen. Dann gibts auch keine
> Temperaturprobleme.

Richtig, aber nicht direkt am Körper – so warm muss der Akku nicht sein 
– sondern irgendwo dazwischen, so dass er sich im günstigen 
Temperaturbereich befindet. Dann braucht man nur noch eine unauffällige 
aber bequeme Verkabelung. Wichtig ist: die Kupplung kommt von der 
Batterie, der Stecker kommt vom Verbraucher (nicht umgekehrt!).

von gopro (Gast)


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Die GoPro Kamera Akkus haben meines Wissens nach eine Akkuheizung 
(zumindest die, meiner Hero 2).
Vielleicht hilft dir das.

von Rainer (Gast)


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Georg M. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Vielleicht solltest Du die Zellen eher an Deinem eigenen
>> "Oberrohr" (=Brustkorb) befestigen. Dann gibts auch keine
>> Temperaturprobleme.
>
> Richtig, aber nicht direkt am Körper – so warm muss der Akku nicht sein
> – sondern irgendwo dazwischen, so dass er sich im günstigen
> Temperaturbereich befindet. Dann braucht man nur noch eine unauffällige
> aber bequeme Verkabelung. Wichtig ist: die Kupplung kommt von der
> Batterie, der Stecker kommt vom Verbraucher (nicht umgekehrt!).

Leider falsch, ich habe den Akku meiner Cam - der in den winterlichen 
Bergen kurz vor Ende stand - in der Hand aufgewärmt, für 15 - 20 
Minuten. Danach hat er sich nochmal gemeldet. Körpertemperatur ist ideal 
für Akkus. Ich helfe im Nierengurt mit Wärmepads nach.

von Stefan M. (derwisch)


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Wie wär es mit NiCd Zellen ( AAA ).
Die sind -soweit ich es noch weiss- nicht so kälteempfindlich wie NiMh.

von Dieter W. (dds5)


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Luca B. schrieb:
> Andere Felge mit Nabendynamo ist wegen der Scheibenbremsen nicht drin.

Es gibt - zumindest von Shimano - auch Nabendynamos mit Flansch für 
Scheibenbremse.

von dudley (Gast)


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evtl ist ja das reelight oder magnic light eine alternative für dich
könnte man ggfs auch selber bauen

bevor man das gefummel mit akkus anfängt die gewartet werden müssen
was dann wieder fummeln bedeutet..

nur so eine überlegung

von dudley (Gast)


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hier noch ein paar alternative nachbauten aus fernost
Ebay-Artikel Nr. 132285149361

Ebay-Artikel Nr. 302810328195

von Jacko (Gast)


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Wer täglich und bei jedem Wetter mit dem Fahrrad unterwegs ist,
sollte nicht an der Sicherheit sparen. SOVIEL kostet die nicht.

Akku- / Batteriebeleuchtung ist was für Sonntagsradler.

Auch wenn es dir Spaß macht, mit Akkus zu basteln:
Such dir dafür ein besseres Spielfeld.

Nabendynamos kosten kaum Tret-Kraft und LED-Leuchten mit
Standlichtfunktion liefern brauchbares und auch im Stand (!)
sicheres Licht.

Wozu das Akku-Gehudel???

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