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Sonntag, 18. Dezember 2011

UltraFire 4000mAh = Industrieschrott ?

Ich habe nun auch nach der zweiten, sehr zeitraubenden Testreihe kein besseres Ergebnis zu melden.

Alle sechs Zellen wurden bis zu den vorgegebenen Werten geladen:
4,200V und 0,018A. 0,01A ist angegeben, aber das sollte für unseren Test genau genug sein.
Alle Zellen wurden mit 0,729A bis 0,765A konstant bis 2,5V enladen.
Die Zellen hielten zwischen 61 bis 75 Minuten und gaben zwischen 756mAh und 928mAh Strom ab.
Sehr ernüchternd, die aufgedruckten 4000mAh wurden nicht annähernd erreicht.
Wer also verlässliche Stromversorgungen benötigt, sollte sich einen anderen Typ LiFePo4 Zellen kaufen.
Zelle 1:
Zelle 2:
Zelle 3:
Zelle 4:

Mittwoch, 14. Dezember 2011

Manuelles Laden einer UltraFire Zelle

Nachdem zwei weitere Entladetests erschreckende Ergebnisse geliefert haben, habe ich mich daran gemacht, den bisherigen Ablauf und die Daten genauer zu betrachten.
Wie es scheint, sind die angegebenen 4000mAh von UltraFire nur zu erreichen, wenn das "nicht exisitierende" Datenblatt befolgt wird ;)
Laden bis 4,2V @ 0,01A, entladen bis 2,5V @1A.
So habe ich mich gestern noch einmal daran gemacht, bis auf drei Stellen hinter dem Komma genau die Vorgaben zu erfüllen ... fast unmöglich!
Der Ladevorgang verlangsamt sich zum Ende hin dermaßen, dass ich wohl noch bis 5:00 Uhr morgens auf die Instrumente hätte schauen können.
So habe ich um 01:00 Uhr die Ladung abgebrichen, bei einem Stand von 4,198V und 0,037A.
Ich rechne für das frühere Abbrechen 80mAh zu den Ergebnissen dazu, mehr wäre wohl nicht mehr in den Akku geflossen.
Heute abend werde ich die Zelle "2" wieder an den Arduino anschließen und erneut entladen.
Dieses Mal allerdings bis 2,5V.
Schauen wir mal, was uns das bringt.

Dienstag, 13. Dezember 2011

Arduino Alternative: TinkerForge

Ich möchte euch eine Alternative zum Arduino vorstellen, die aus Deutschland kommt.
Es handelt sich dabei um das Projekt TinkerForge.
Das Prinzip ist recht ähnlich. Eine Hauptplatine, hier MasterBrick genannt, steuert unzählige Bricks und Bricklets, die wie beim Arduino Sensoren, Funktmodule, Servomotoren etc. sein können.
Ein entscheidender Vorteil dieses Systems ist, dass man weniger "fliegende" Leitungen auf dem Tisch hat, die BreadBoards damit zum größten Teil überflüssig werden und man viel weniger bis gar nicht löten muss, um ans Ziel zu kommen.
Zudem ist man nicht nur auf Processing / C++ beschränkt, sondern kann seinen Code in C, C++, C#, Java und Python schreiben. PHP, Ruby, Flash und mehr sollen bald folgen.

Wer also noch nicht damit begonnen hat, sich einen Vorrat an Arduino Shields und Sensoren zuzulegen, sollte hier mal einen Blick riskieren.

1 Jahr mit dem eigenen Elektroauto

Es ist nun ein Jahr vergangen, seit unserer bestandenen TÜV-Prüfung im letzten Dezember.
In diesem Jahr haben wir einges optimiert, ausgetauscht und Pläne geschmiedet.

In Zahlen:
7886,6km haben wir elektrisch zurückgelegt
1.953 kWh Energie haben wir verfahren
371 Euro haben wir für den Strom bezahlt
4,70 Euro pro 100km
229 Ladevorgänge wurden gestartet
38,94% der Energie wurden im Schnitt verfahren
89 Zyklen wurde dafür verbraucht*
62 Sponsoren und Interessenten haben uns unterstützt
52 Leute waren auf unserem Helferfest
45 Zellen haben wir verbaut
3 Monate war der Wagen wegen Umbauten stillgelegt
2 Motoren haben wir getestet
1 Rallye haben wir besucht

* Wenn man den Ausführungen von Professor Jay Whitacre glauben darf, der sich über einen Langen Zeitraum intensiv mit den LiFePo4-Zellen beschäftigt hat, dann steigt die Zahl der verfügbaren Zyklen pro exponentiell an.
80% Entladung = ~ 2.000Zyklen
70% Entladung = ~ 3.000Zyklen
60% Entladung = ~ 6.000Zyklen
50% Entladung = ~ 12.000Zyklen
40% Entladung = ~ 24.000Zyklen
...
Wenn sich das bestätigen sollte, hätten wir 89 von 24.000 möglichen Ladezyklen aufgebraucht :)
Aber auch bei den angegebenen 3.000 Zyklen wäre die zu erwartende Lebensdauer der Zellen bei noch 260.000 zusätzlichen Kilometern.
Danach sind die Akkus nicht einfach "kaputt" oder "unbrauchbar", die Kapazität würde nur unter 80% des jetzigen Wertes fallen können.

Montag, 12. Dezember 2011

SD-Karten Shield mit Echtzeituhr

In der vergangenen Woche habe ich Post vom Zoll bekommen, dass eine Zustellung auf mich wartet, die ich bitte persönlich abholen soll.
Da ich im Moment auf drei Sendungen aus dem Ausland warte, wusste ich nicht genau, was auf mich wartet und so bin ich mit drei Rechnungen und Uberweisungsnachweisen zum Zollamt.
Die Spannung war nur von kurzer Dauer, denn das Paket kam aus Tailand und beinhaltete ein weiteres Bauteil für meine Arduino-Versuchsaufbauten.
Es ist ein SD-Karten-Shield, mit dem ich lesen und schreiben kann. Soweit nichts besonderes und ja auch schon vorhanden, aber mit diesem kann ich auch SDHC Kartenbis 32GByte nutzen.
Das wichtigste ist allerdings eine integrierte Echtzeituhr, damit die Daten mit der aktuellen Uhrzeit versehen werden können.

UltraFire LiFePo4 - mehr Schein als Sein

Wie erwartet, hat sich bei dem Test der ersten Zelle gezeigt, dass die angegebenen 4000mAh nicht erreicht werden.
Die Versuchsparameter:
Zelle geladen bis: 4,2 V (0,05 A)
Zellspannung bei Start: 4,04 V
Lastwiderstand: 4,12 Ohm
Zelle entladen bis: 3,0 V @ ~ 0,2C

Spannungsmittelwert: 3,543 V
Strommittelwert: 0,826 A
max. Strom: 0,984 A

Testdauer: 69 Minuten
Entnommene Energie: 3,358 Wh
theoretische Enerige: 3,7 V * 4000 mAh = 14,8 Wh


Ich habe mit einer nutzbaren Größe von etwa 2600mAh gerechnet, da ich ja schon einiges über die Zellen gelesen hatte, doch dieses negative Ergebnis überrascht mich allerdings etwas.
Mal schauen, was die anderen Zellen hergeben und ob sie das erste Ergebnis bestätigen.

Für den Versuchsaufbau an sich war es ein Erfolg, denn die Schaltung und Messung hat exakt so funktioniert, wie geplant.

Mittwoch, 7. Dezember 2011

Instrumente von Xantrex. TBS, Victron und Co.


Ich wurde nach meiner Meinung zu einem Batteriemonitor gefragt und da ich denke, dass sich so einige damit beschäftigen, stelle ich das mal hier hinein.

Es geht um Anzeigen wie z.B.
Victron BMV 600, BMV 602, BMV 600S
TBS Electronics E-Xpert Pro, E-Xpert Lite
AlphaLINE E-Xpert Pro, E-Xpert Lite
Xantrex Link Pro, Link Lite

Im Grunde genommen, sind sich diese Anzeigen sehr ähnlich, in Teilen sogar identisch.
Das Xantrex Pro ist baugleich mit dem TBS/AlphaLINE E-Xpert Pro, ebenso sind die drei "Lite"-Versionen identisch. Sie unterscheiden sich ledigleich im Preis und in der Verfügbarkeit.
Der Unterschied zwischen der jeweiligen "Lite" und "Pro" Version ist allerdings einen Blick wert. So erfassen beide die Spannung, Strom, verbrauchte Amperestunden und die übrige Kapazität, aber nur die Pro-Version bietet darüber hinaus programmierbare Alarmpunkte oder die Anzeige, wie lange man noch bei dem aktuellen Verbrauch fahren kann (in Zeit). Auch bietet die Pro-Version einen Temperatursensor, eine isolierte RS-232 Schnittstelle, eine isolierte USB Schnittstelle und Windows 98/ME/2000/XP Software.
Bei einem Preisunterschied von etwa 50,- Euro, etwa 200,- für E-xpert Pro und 150,- für Lite, muss jeder überlegen, was er benötigt. Ich würde die Pro-Version empfehlen.
Die Victron sind ebenfalls zwischen 150,- und 200,- zu haben.
Die Xantrex Link sind in der Regel noch einmal 50,- Euro teurer, obwohl baugleich.

Der Vorgänger dieser Anzeigen ist das Xantrex Link10, welches wir anfänglich benutzt haben.
Diesen Typ gibt es nur noch gebraucht zu kaufen.

Alle messen den Strom über einen Messshunt, einen Widerstand mit einem festen Spannungsabfall pro Ampere Stromdurchfluss. In der Regel werden die Instrumente mit einem 500A 50mV oder 75mV Shunt geliefert, welches unter Umständen gegen ein größeres getauscht werden muss.


Ebenso ist der Messbereich für die Spannung begrenzt und muss, je nach Batteriepack, durch einen Spannungsteiler (Prescaler) erweitert werden.


Mean Well Netzteile

Ich habe mir mal alle Netzteile zusammengesucht, die ich in den letzten Jahren für die unterschiedlichsten Anforderungen bestellt habe.
Neben zwei Mean Well SP-75-3.3 (wovon eins noch abzugeben ist) habe ich ein RS-150-3.3, ein S-40-5 und ein S-40-12 aus dem Auto ausgebaut und an den Schreibtisch geholt.
Damit werde ich ein bisschen herumspielen, die ein oder andere Zelle laden, das Arduino Board versorgen und so weiter.

Erste UltraFire Zelle geladen

Die einzelnen UltraFire LiFePo4 Zellen sind alle mit einer unterschiedlichen Spannung angekommen.
3,892 V
3,871 V
3,866 V
3,840 V
3,793 V
3,758 V
Die erste habe ich schon geladen.
Bis 4,200V und 0,01A habe ich dem Internet entlockt.
Die Stromstärke ist für die Anzeige auf dem Manson NSP-2050 zu klein. Auch ist das Justieren der Spannung nicht so einfach, denn die eingestellte Spannung "springt" von ~0,05V bis ~0,1V pro "Raster" des Poti. So muss ich zwei zurück - ein vor und manchmal auch ein paar mal hintereinander, um auf die richtige Spannung zu kommen.
Ich stelle die CV Phase (constant voltage) also mit Daumen und Zeigefinger ein.
Ist eben alles noch Handarbeit ;)



Dienstag, 6. Dezember 2011

UltraFire BRC 18650 4000mAh

Die Akkus zum Test meiner Schaltung sind angekommen.
Es sind sechs UltraFire BRC 18650 4000mAh, die mit der Post aus China gekommen sind.

Was ich bisher über diesen Typ gelesen habe, ist eher ernüchternd, wenn man nur auf die reale Kapazität schaut. Von 2400mAh bis 3400mAh habe ich schon gelesen, aber keine war annähernd bei den aufgedruckten 4000mAh.
Wer also nur auf das Datenblatt schielt und möglichst große Energiereserven auf kleinem Raum benötigt, sollte zu Panasonic und Co. greifen, statt zur UltraFire.
Dessen war ich mir bewusst, aber für 2,50 Euro pro Stück inkl. Versand kann man nicht mehr erwarten.
Ich möchte die Zellen in erster Linie zum Testen nutzen.
Sollte sich herausstellen, dass vier Zellen ganz in Ordnung sind, verbaue ich diese evtl. in dem Elektroauto meiner Tochter :)
Nun wird erstmal geladen ...
  • Nominal Voltage: 3.7V
  • Cut-off Voltage: 2.5V
  • Internal Impedance: less or equal to 180  milli-ohm (with PTC)
  • Cycle Performance: 90% of initial capacity at 400 cycles
  • Cycle life: > 500 cycles
  • Charge: Current = 0.5C (~2000mA) Voltage = 4.2 V End Current = 0.01 mA
  • Discharge: Current = 0.5C (~2000mA) End Voltage = 3.0V
 
Wenn jemand ein komplettes Datenblatt zu der Zelle findet, wäre ich dankbar für einen Link.