TWIKE_net_Titel

Entladeschaltung für TWIKE

Grundlagen

NiCd-Batterien haben die Eigenschaft, dass sie ihre volle Kapazität nur zuverlässig liefern, wenn sie vorher ganz entladen wurden. Werden die Batterien immer wieder nach weniger als 80% Entladung aufgeladen, so führt dies nicht nur zu einer hohen Zyklenzahl, sondern auch zu einer Kapazitätsabnahme auch unter "Memory-Effekt" bekannt. (>>> interessanter Bericht dazu)

Um diesen Effekt zu vermeiden und dem Benutzer eine zuverlässige Kapazität zu liefern wurden verschiedene Theorien und Verfahren entwickelt. Die "Pulsladung" wurde als eine vielversprechende Lösung gepriesen. Leider hat sich aber in der Zwischenzeit gezeigt, dass die nur bei einer optimalen Anpassung von Zellen und Ladegerät funktioniert. Der technische Aufwand und vorallem der Entwicklungsaufwand dazu ist enorm und das Resultat nur in Einzelfällen überzeugend.

Das Einzige, was den unerwünschten Effekt garantiert vermeidet, ist eine tiefere Entladung der Batterie vor Ladung. Daher hat sich dies bei den Lademanagement-Chip Hersteller als Methode etabliert. Moderne Chips (z.B. bq2004 von TI) haben diese Logik bereits integriert. (Wurde von uns im dreifels - Ladegerät für das Dolphin-EBike verwendet.)

Entladen-vor-Laden

Die Batterien jeweils auf der Strasse ganz leer zu fahren ist eine recht zeitaufwendige Sache (Obwohl man das auch so betrachten kann, wie wenn man mit dem Hund spazieren gehen würde . . .) und zudem bedingt es, dass man unten am Berg wohnt, sonst kommt man ja nicht mehr bis zur Steckdose.

Häufig wird deshalb das Licht angeschaltet, um den Rest aus der Batterie zu saugen. Neben den Anrufen der Nachbarn ( "Bei Ihrem TWIKE brennt das Licht noch . . ") hat dies jedoch zur Folge, dass man immer wieder nachschauen muss, ob die Batterie jetzt genügend entladen ist und ja nicht vergessen darf dann das TWIKE zum laden einzustecken. Vereinzelt wurde auch der Defroster auf Dauerbetrieb blockiert, um die Energie zu verheizen.

Folgende Gefahren und Probleme sind aber daraus entstanden:
- Überhitzte Scheinwerfer, Risse im Glas oder Verformungen des Kunststoffteils
- abgeschmorte Defroster (der Thermoschalter funktioniert nicht bei Gleichspannung, daher haben wir die Einschaltzeit über den Timer begrenzt!)
- tiefentladene Batterien mit defekten Zellen, wenn man vergisst unmittelbar nach der Entladung zu laden.

Eine automatische Überwachung ist daher unumgänglich.

Abschaltspannung

Die grosse Frage ist, bei welcher Spannung die Entladung beendet werden soll. Folgende Varianten sind möglich:
- Sobald die Differenzspannungen der Zellenblöcke >5V sind
- Sobald die rote LED (310V Standardwert) leuchtet
- Beim Abschalten des DC-Wandlers (ca. 255V), rsp. wenn das Licht beginnt zu blinken

Die Entlade-Endspannung für NiCd Zellen liegt bei 0.9 - 1.0V d.h. ca. 280V. Da jedoch 280 Zellen in Serie sind werden einzelne Zellen früher leer sein als andere, sodass man einen Kompromiss eingehen muss. Die schlechteste Zelle bestimmt die nutzbare Kapazität, daher ist die Serienqualität der Zellen so entscheidend für die TWIKE Batterie.
Gibt es nun eine schlechte Zellen, so macht diese glücklicherweise einen satten Kurzschluss, wenn sie ausfällt. Die Gesamtspannung ist dann 1.2V (=0,35%) tiefer, also kaum spürbar.




Entladeleuchte 03

Bei der neu entwickelten Entladeleuchte 03 haben wir uns daher auf das Wesentliche konzentriert und dies in das exlusiv von Sepp Schnyder entworfene Design integriert:

  • Entladung mit 3x50W Halogenlampen (=12.5A)
    Der DC-Wandler, Kabel und Stecker werden dabei nicht zu heiss und die drei Halogenleuchten sind als Ersatz überall ab 2.-SFr pro Lampe erhältlich.

  • Die Entladung erfolgt ausserhalb des TWIKE, sodass die Wärmeentwicklung problemlos ist.
  •   Bild vergrössern
  • Bei einer Schnelladung wird die Entladeschaltung einfach weggelassen, sodass diese nicht mit 16A belastet wird, sondern nur bei 5A Normalladung zum Einsatz kommt.

  • Alles einstecken, gelben Knopf drücken und schlafen gehen!

    Die Entladeeinheit EL03 besteht aus folgenden Elementen:

  • 70.333.020.00 Schaltgerät EL03(kann entweder im TWIKE oder stationär verwendet werden)
  • 70.333.010.00 12V Steckdose 15A
  • 70.333.050.00 Verlängerungskabel EL03 3m
  • Entladelast
    70.333.040.00 Design-Leuchte EL03 3x 50W
    oder
    12V Heizlüfter (im Auto-Zubehörhandel)



  •   Bild vergrössern

    TEL 30 Entladelogik

    Eine etwas aufwändigere Ausführung ist die von Rolf Krähenbühl entwickelte Entladelogik TEL 30. Sie ist fest im TWIKE eingebaut und erlaubt auch das zeitgesteuerte Entladen und laden mittels einer externen Zeitschaltuhr.

    Die TEL 30 bietet folgende Eigenschaften:

  • Kompakt eingebaut startet man die Entladung mit Knopfdruck. Alles Übrige ist vollautomatisch.
  • Im Set inbegriffen ist ein Schlüsselschalter (wie Zündschloss beim Auto), die Betätigung des Notaus entfällt, als zusätzliche Diebstahl-Sicherung.
  • Da die TEL 30 auch ein Timerzusatz-Relais enthält kann dem Ladekabel eine Steckdosen-Schaltuhr "vorgesteckt" werden, wobei der Umrichter samt Lüfter während der "Aus"-Zeit abgeschaltet wird. Dann kann man z. B. wenn man länger in den Ferien ist die Akkus z.B. wöchentlich automatisch für kurze Zeit nachladen lassen, ohne dass man tiefentladene Akkus riskiert. Besonders ältere Akkus sollten nicht tiefentladen werden.
  • Für tiefentladene Batterien kann mit einem zusätzlichen Kippschalter "Ladung bei Tiefentladung" das Relais überbrückt werden werden.
  • Die TWIKE Entladelogik TEL 30 ist bereits über 80 mal in Fahrzeuge
    eingebaut worden und hat sich seit 2 Jahren ausgezeichnet bewährt. Die Endspannung vor dem automatischen Lade-Start kann individuell einprogrammiert werden. Die Akku-Lebensdauer und die erzielbare Reichweite
    der Fahrzeuge (und damit die Kunden-Zufriedenheit) wurden nachweislich
    verbessert.
  • Die Design-Leuchte zur Entladung der Batterien könnte über einen einfachen Sicherheits-Stecker an die Entladelogik angeschlossen werden.
  • Die TEL nutzt die Möglichkeiten der Software 5.30 zur überwachung der Batterien auf unsymmetrische Spannung, kann aber auch mit der 5.25 betrieben werden (bei alten oder schlechten Batterien).


  • Weitere Infos und Bestellung
    Bei Ihrem Vertriebspartner erhalten Sie gerne weitere Auskünfte über die beiden Systeme EL03 und TEL30.