Posted by: elwoodianer
Re: Akku aufladen per Dynamo? - 06/19/06 09:46 AM
Moin!
Habe mir gerade einen 2ten Dynamo zugelegt, da ich auf Reisen etwas mehr Strom brauche: Kamera, Kurzwellenempfänger, Taschenlampe, Fernlicht (Sigma Mirage :=).
Gestern fuhr ich eine längere Strecke (60km) und ließ dabei den Zweitdynamo als Akkulader laufen. Der Dynamo ist ein Axa HR Trail. Die interne Begrenzerdiode habe ich abgeklemmt, da diese die Spannung auf ca. 8V begrenzt - und das ist zu wenig, um 6 NiMH/NiCD-Zellen in Folge zu laden. Geladen wurde ein 6er-Pack NiCD-Zellen mit 2400 mAh, fast leer.
Für 6 Zellen braucht man anfänglich über 7 Volt, gegen Ende des Ladevorgangs bis zu 9,6V. Am besten achtet man auf die Zellentemperatur: steigt sie deutlich an, ist der Akku voll und das Laden muss beendet werden.
Die Ladenschaltung ist einfach, aber primitiv: Dynamo, Gleichrichter, Akkus, Volt- und Amperemeter. Vorwiderstand: entfällt.
Messergebnisse bei 6 ca. halbvollen NiCD-Zellen am Axa HR Trail:
Die Spannung wurde direkt am Akku gemessen (1. Wert) und der Gleichrichterverlust (1,7V) anschließend addiert. Die Leistung ist die vom Dynamo abgegebene.
Dabei fällt auf, dass bei der hohen Spannung, die notwendig ist, kaum nennenswerter Ladestrom bei niedrigem Tempo fließt :die nominalen 3W gibt der Dynamo bei den erforderlichen 11V, also erst bei 20 km/h ab.
Die Spannung in den verwendeten NiCD-Zellen stieg um bis zu 1V beim Laden, es tritt also zusätzlicher Energieverlust auf. Die Zellen sind allerdings fest miteinander verbunden (RC-Akkupack). In einem Batteriehalter wären die Spannungsverluste noch höher gewesen.
Die Zellentemperatur stieg dabei überhaupt nicht; erst beim anschließenden vollständigen Aufladen mit einem Ladegerät stieg die Temperatur am Ende auf ca. 10°C über Raumtemperatur; beobachtet bei 1/10C, hier also 240mA.
Ich habe 5 NiMH-Akkus in den Lenker eingebaut und lade diese regelmäßig mit dem Nabendynamo (Shimano HB-NX32). Der Spannungsanstieg ist dabei wesentlich kleiner, der Verlust also auch. Andererseits kann man bei NiMH-Akkus nicht unbedingt die volle Kapazität nutzen, wenn man eine starke Last anschließt, z.B. die Sigma Mirage-Leuchte mit 5W (833mA bei 6V): dann halten 1700mAh-Zellen gerade noch eine Stunde, es ist nur die halbe Leistung verfügbar.
Ergebnisse eines anderen Tests: Der Shimano HB-NX32 lädt dabei 4 NiCD-Zellen auf, die in einem Batteriehalter stecken, der für jede Zelle ein eigenes Fach mit Kontaktfedern hat. In solchen Batteriehaltern tritt ein besonders hoher Spannungsverlust an den Kontaktübergängen zwischen Akku und Feder auf.
Messergebnisse bei 4 ca. halbvollen NiCD-Zellen am Shimano HB-NX32:
Auch hier ist die Spannung wieder ohne/mit Gleichrichterverlust. Der Verlust ließe sich durch Verwendung von Schottkydioden (z.B. BYV27) noch etwas reduzieren.
Ab 6 Zellen aufwärts könnte man es mit einem Zweiweggleichrichter versuchen: ein Anschluss des Dynamos führt an die Verbindung der beiden mittleren Akkus einer Kette (ab 6 Zellen aufwärts, bis zu 12), der andere Anschluss über 2 Dioden an die beiden Enden der Kette. Damit fielen je nach Diodentyp zwischen 0,7 und 1,0V Verlust weg. Im Test mit 6 Zellen und dem Axa HR würde der Strom so von 350mA auf 380mA steigen - theoretisch, ohne den Innenwiderstand des Dynamos zu berücksichtigen.
Nicht empfehlen kann ich die Zweiweggleichrichtung bei nur 4 oder sogar nur 2 Zellen: der Dynamo wird dabei heiß. Meinen "Nordlicht" habe ich auf diese Weise recht schnell "geschafft"...
Habe mir gerade einen 2ten Dynamo zugelegt, da ich auf Reisen etwas mehr Strom brauche: Kamera, Kurzwellenempfänger, Taschenlampe, Fernlicht (Sigma Mirage :=).
Gestern fuhr ich eine längere Strecke (60km) und ließ dabei den Zweitdynamo als Akkulader laufen. Der Dynamo ist ein Axa HR Trail. Die interne Begrenzerdiode habe ich abgeklemmt, da diese die Spannung auf ca. 8V begrenzt - und das ist zu wenig, um 6 NiMH/NiCD-Zellen in Folge zu laden. Geladen wurde ein 6er-Pack NiCD-Zellen mit 2400 mAh, fast leer.
Für 6 Zellen braucht man anfänglich über 7 Volt, gegen Ende des Ladevorgangs bis zu 9,6V. Am besten achtet man auf die Zellentemperatur: steigt sie deutlich an, ist der Akku voll und das Laden muss beendet werden.
Die Ladenschaltung ist einfach, aber primitiv: Dynamo, Gleichrichter, Akkus, Volt- und Amperemeter. Vorwiderstand: entfällt.
Messergebnisse bei 6 ca. halbvollen NiCD-Zellen am Axa HR Trail:
Geschw. - Ladestrom - Spannung - Leistung
* 15 km/h: 150mA, 8,5V/10,2V, 1,5W
* 17 km/h: 200mA, 8,7V/10,4V, 2,1W
* 19 km/h: 250mA, 8,9V/10,6V, 2,65W
* 22 km/h: 300mA, 9,3V/11,0V 3,3W
* 26 km/h: 350mA, 9,45V/11,15V, 3,9W
* 31 km/h: 400mA, 9,6V/11,3V, 4,52W
* 36 km/h: 450mA, 9,6V/11,3V, 5,1W
Die Spannung wurde direkt am Akku gemessen (1. Wert) und der Gleichrichterverlust (1,7V) anschließend addiert. Die Leistung ist die vom Dynamo abgegebene.
Dabei fällt auf, dass bei der hohen Spannung, die notwendig ist, kaum nennenswerter Ladestrom bei niedrigem Tempo fließt :die nominalen 3W gibt der Dynamo bei den erforderlichen 11V, also erst bei 20 km/h ab.
Die Spannung in den verwendeten NiCD-Zellen stieg um bis zu 1V beim Laden, es tritt also zusätzlicher Energieverlust auf. Die Zellen sind allerdings fest miteinander verbunden (RC-Akkupack). In einem Batteriehalter wären die Spannungsverluste noch höher gewesen.
Die Zellentemperatur stieg dabei überhaupt nicht; erst beim anschließenden vollständigen Aufladen mit einem Ladegerät stieg die Temperatur am Ende auf ca. 10°C über Raumtemperatur; beobachtet bei 1/10C, hier also 240mA.
Ich habe 5 NiMH-Akkus in den Lenker eingebaut und lade diese regelmäßig mit dem Nabendynamo (Shimano HB-NX32). Der Spannungsanstieg ist dabei wesentlich kleiner, der Verlust also auch. Andererseits kann man bei NiMH-Akkus nicht unbedingt die volle Kapazität nutzen, wenn man eine starke Last anschließt, z.B. die Sigma Mirage-Leuchte mit 5W (833mA bei 6V): dann halten 1700mAh-Zellen gerade noch eine Stunde, es ist nur die halbe Leistung verfügbar.
Ergebnisse eines anderen Tests: Der Shimano HB-NX32 lädt dabei 4 NiCD-Zellen auf, die in einem Batteriehalter stecken, der für jede Zelle ein eigenes Fach mit Kontaktfedern hat. In solchen Batteriehaltern tritt ein besonders hoher Spannungsverlust an den Kontaktübergängen zwischen Akku und Feder auf.
Messergebnisse bei 4 ca. halbvollen NiCD-Zellen am Shimano HB-NX32:
Geschw. - Ladestrom - Spannung - Leistung
* 8 km/h: 100mA, 6,8V/8,5V, 0,85W
* 10 km/h: 150mA, 6,8V/8,5V, 1,5W
* 12 km/h: 200mA, 6,8V/8,5V, 1,7W
* 14 km/h: 250mA, 6,8V/8,5V, 2,15W
* 16 km/h: 300mA, 6,8V/8,5V, 2,55W
* 18 km/h: 350mA, 7,0V/8,7V, 3,05W
* 22 km/h: 400mA, 7,2V/8,9V, 3,56W
* 26 km/h: 425mA, 7,3V/9,0V, 3,7W
* 35 km/h: 450mA, 7,4V/9,1V, 4,2W
Auch hier ist die Spannung wieder ohne/mit Gleichrichterverlust. Der Verlust ließe sich durch Verwendung von Schottkydioden (z.B. BYV27) noch etwas reduzieren.
Ab 6 Zellen aufwärts könnte man es mit einem Zweiweggleichrichter versuchen: ein Anschluss des Dynamos führt an die Verbindung der beiden mittleren Akkus einer Kette (ab 6 Zellen aufwärts, bis zu 12), der andere Anschluss über 2 Dioden an die beiden Enden der Kette. Damit fielen je nach Diodentyp zwischen 0,7 und 1,0V Verlust weg. Im Test mit 6 Zellen und dem Axa HR würde der Strom so von 350mA auf 380mA steigen - theoretisch, ohne den Innenwiderstand des Dynamos zu berücksichtigen.
Nicht empfehlen kann ich die Zweiweggleichrichtung bei nur 4 oder sogar nur 2 Zellen: der Dynamo wird dabei heiß. Meinen "Nordlicht" habe ich auf diese Weise recht schnell "geschafft"...