Stromversorgung bei Männer-Motoren in 1:28 mit AAA

[diets]

Eigentlich ist von den Tamiya Mini 4WD Motoren abzuraten. Die sind, wie schon mal erörtert ja nur für einen Spannungsbereich zwischen 2,4 und 3 Volt gedacht. Wenn also der Fahrtregler nicht abraucht, dann ist zumindest mit einer sehr kurzen Lebensdauer des Motor's zu rechnen.

diets - wird mal den ultra-dash im baja bug testen - jetzt

[bluefishes]

... mmmh - dass einzige was ich machen würde ist den anker rausschmeissen und z.b. den x-speed anker reinhängen wg. der guten magnete.

ich glaube, da holt man sich aber besser die super-mega-magnete bei rc-mart

[Richie]

O.k. - wieviel Ampere liefern jetzt die AAA-Akkus? Also mehr also mindestens 7,5 A? Ist das ein gesicherter Fakt?

Denn wo ist dann der Flaschenhals? O.k. - der Motor. Da kann man ja richtige Motoren kaufen...und was sonst? Die Platine und ihre Bauteile sowie die Kabel. Weiß da wer was über die Belastungsgrenzen?


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Arbeit ist der Fluch der trinkenden Klasse (O. Wilde)

[bluefishes]

Nochmal für Richie :

Der Innenwiderstand der Zellen ist der Flaschenhals.

Vielleicht kann ich da ja einen kleineren einlöten -> Nein, Spaß bei Seite -> die Spannung bricht Dir zusammen -> die Zellen 'drücken' an Ampere alles raus was geht, nur die Spannung wird immer kleiner, o.k.!

[Richie]

Hab ich nicht kapiert. Also könnten die Cars bei gleicher Voltzahl schneller beschleunigen/fahren, wenn es bessere Akkus wären? Auch schon mit Serienmotor, X-Speed, GPM MH038? Wie groß ist der Innenwiderstand der AAA? Und bei welcher Ampere-Belastung bewirkt er welchen Spannungsabfall? Wären andere Zellen deutlich besser? Z.B. die hier:


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[bluefishes]

o.k. kein prob, wenn's die anderen nicht nervt, erklär ich nochmal.

Der Einfachheit halber nehmen wir 2 Szenarien an:

A) Mein Auto bzw. der Motor braucht während dem Rennen 'so wenig' Strom, dass selbst wenn ich Mono-Zellen-Akkus (die einen viel kleineren Innenwiderstand haben) bei gleichem Gewicht (wie 4 Micro-Akkus) zur Verfügung hätte es gefühlsmäßig nichts bringen würde.

-> mit 'gefühlsmäßig' meine ich Steigerungen im Prozentbereich. Was weis ich, ich würde zum Beispiel behaupten, dass Du einen Leistungs-Steigerung von 10 Prozent nicht wirklich merken würdest (Eine Annahme, die nur darlegen soll, das sich so kleine Verbesserungen ergeben können, die man aber nicht wirklich merken kann )

Ob der Benz jetzt 180 PS oder 190 PS hat, den Unterschied merkt man nicht ! (is' selbst mit 300 PS immer noch ein Opa-Auto )

B) Meine Auto bzw. der Motor braucht während des Rennens 'ordentlich' Strom. D.h. bei der Beschleunigung zieht der Motor locker 6-8 Ampere.

So, Richie, jetzt aufgepasst !

Die Akkus liefern Dir die 6-8 Ampere ABER die Spannung am Akku geht runter -> man sagt auch: Die Spannung bricht zusammen.

Warum ?

Der Akku hat einen Innenwiderstand -> den kann man nicht ausbauen oder sehen -> Der ist bauartbedingt, alterungsabhängig, vom Ladezustand abhängig etc. etc.

Dieser Innenwiderstand ist eine 'abstrakte' Personifizierung eines Verlusfaktors. Je kleiner die Zelle ist (je weniger mAh eine Zelle hat) desto größer ist dieser Verlust.

Dieser Verlust macht sich aber nur bei höheren Stömen bemerkbar. Je größer der zu entnehmende Strom desto mehr macht sich der Verlust bemerkbar.

o.k. so?

[Zerbi]

Ich hab hier mal ne teoretische Rechnung aufgestellt die
einen Anhaltspunkt geben soll wieviel die Akkus leisten könnten:

4,8v x 0,8Ah = 3,84W/h

3,84W/h x 4 = 15,36W/15min : 4,8v = 3,2A
3,84W/h x 6 = 23,04W/10min : 4,8v = 4,8A
3,84W/h x 12 = 46,08W/5min : 4,8v = 9,6A

Jegliche reale Verluste sind natürlich nicht berücksichtig.
Aber das wäre schon ziehmlich viel Leistung die die Bauteile aushalten müssten.
Dann ist es auch kein wunder das die FETs schnell heiß werden.

Und wenn man die oben genannten Werte halbiert auf 2,4v dann ergibt das einfach die doppelte Amperezahl.
Was wiederum sehr unrealistisch wäre weil die Akkus ja keinen eingebauten Transformator haben.

Also fällt nicht nur die Spannung bei hoher belastung sondern auch die teoretische Gesammtabgabe der Akkus durch den Innenwiederstand und Wärmeverluste usw.


Generel muss man aber noch bedenken das die Wärmeverluste bzw. Wärmeabgaben in allen belasteten Leitungen (also auch in den FETs) steigen, bei weniger Volt und gleichzeitigem anstieg der Ampere. Das gilt besonders dür Leitungen mit geringem Querschnitt(Platine!), sollte ja bekannt sein.

Mein Fazit ist also auch das bessere Akkus her müssen bei so hoher belastung. Vielleicht aber auch noch mehr FETs!

Edit: Wie wärs mit kleinen Passivkühlern auf den FETs? Sinnvoll? Platztechnisch möglich?

( Stimmt das was ich da geschrieben hab bluefishes? )

[Richie]

Tja, danke bluefishes. Ich frage hier mal weiter und nicht per PN, weil ich glaube, dass das viele nicht verstanden haben.

Aber du hast meine Fragen nicht beantwortet. Denn meine letzten Fragen zeigten ja schon, dass ich es theoretisch verstanden habe, aber nicht die praktische Auswirkung. Also: bei wieviel Ampere bricht die Spannung um wieviel ein? Ist das ein kontinuierlicher oder plötzlicher Einbruch? Also: wieviel bleibt von nominal 4,8 V über, wenn ich 2A, 4A, 6A, 10A abfordere? Wie ermittle ich den Innenwiderstand einer Zelle? Und wieso hängt der direkt von der Kapazität ab? Genau genommen glaube ich das auch nicht. Denn die abgebildeten Sanyos gelten als extrem Powerful und werden bevorzugt in Flugzeugen und Rennbooten mit 400er Motoren genutzt. Gerade in der Luft wäre ein Spannungsabfall nicht so toll. Aber sie haben nur 500mAh, also weniger als die GP AAA...
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Arbeit ist der Fluch der trinkenden Klasse (O. Wilde)

[bluefishes]

o.k. no prob ... weiter geht's

>bei wieviel Ampere bricht die Spannung um wieviel ein?
beanworte ich später, o.k. -> a)

>Ist das ein kontinuierlicher oder plötzlicher Einbruch?
ersteres, ein kontinuierlicher = linear (rein wissenschaftlich korrekterweise-> jein, da noch andere Faktoren mitspielen aber das ist in diesem Kontext Kleinkackerei)

>wieviel bleibt von nominal 4,8 V über, wenn ich 2A, 4A, 6A, 10A abfordere?
beanworte ich später, o.k. -> b)

>Wie ermittle ich den Innenwiderstand einer Zelle?
Aus dem Datenblatt der Hersteller o. selbst ermittlen.

>Und wieso hängt der direkt von der Kapazität ab?
Zellen in der Folge Micro, Mignon, Baby, Mono werden (aus einer Herstellerserie) immer hochkapazitiver und der Innenwiderstand sinkt (wird niederohmig)

Vielleicht ist es an realen Autos einfacher zu verstehen: Dieselfahrzeuge haben meist höherkapazitive Autobatterien als Benziner, weil der Starter mehr Ampere beim Starten, weil die Motor höher komprimiert sind etc. etc.

Nehmen wir mal meine Akkus: Sanyo NiMH 800 mA, Typ: HR-4U

Datenblatt:
1. Bei Sanyo: http://sanyo.wslogic.com/pdf/pdfs/HR-4U.pdf
2. Bei reichelt.de: Siehe Artikel -> SA HR4U-1Z

Zitat: Internal Impedance -> About 35mOhm (at 1000Hz)

Zu a): Bilder sagen mehr als 1.000 Worte



Zu b): Man muss die Kurve nach unten ergänzen. Die nächste Kurve unter der lila Kurve. Rein rechnerisch bleibt bei 10 Ampere, 1,2 Volt Zellspannung im Leerlauf und 35 mOhm Innenwiderstand pro Zelle: 1,2 Volt - (10 A x 0,035 Ohm) = 0,85 Volt übrig

Als weiteren Fakt schau Dir mal die Daten von der Mono-Zelle von Sanyo an: http://sanyo.wslogic.com/pdf/pdfs/HR-D.pdf Diese Zelle hat einen Innenwiderstand von 5 mOhm

>Genau genommen glaube ich das auch nicht.
Du sollst mir ja auch nicht glauben, ich bin doch kein Pfaffe

Rechenhilfe: Strom (in Ampere) x Innenwiderstand (in Ohm) = Spannungsverlust (in Volt)

35 mOhm = 35 milli Ohm = 0,035 Ohm

Richie, bitte sage jetzt, dass ich erlöst bin und Du alles verstanden hast.

Weitere Datenblätter:

Panasonic Ni-Cd: http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/niccad/index.html
Panasonic Ni-MH: http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/nicmet/index.html

Golden Peak (GP) Ni-Cd: http://www.gpina.com/industrial/batteries/NiCd/NiCdspecs.htm
Golden Peak (GP) Ni-MH: http://www.gpina.com/industrial/batteries/NiMH/NiMHspecs.htm

Sanyo Ni-Cd und Ni-MH: http://sanyo.wslogic.com/

[Richie]

Danke, verstanden. Du bist erlöst (falls jetzt nicht ein anderer Fragen hat). Die Frage, die du nicht beantwortet hast, nämlich was mit meinen Sanyo N-500AR Akkus ist, konnte ich mir dank dem Link selbst beantworten:

Sie sind bestens geeignet für einen Umbau, weil sie nur 9mOhm Innenwiderstand trotz der kleinen Bauform haben, also obergeil.
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[Clystron]

Ich will dabei noch anmerken dass eine Spannungslage der vollen Zelle unter 1V bei Volllast schon gesundheitsschädlich ist, oder anders gesagt die 800er Sanyo ist mit 10A hoffnungslos überfordert.

Die 500AR ist ne bekannte kleine Hochstromzelle, wird bis 20A verwendet.

Ne Alternative ist auch die 650er KAN, die ist gleich gross und schwer wie ne 800er Sanyo, hat aber auch nur 12-16mOhm Innenwiderstand.

Und wenns mit dem Strömen in diese Grössenordnung geht ist die Standardbatteriebox ebenfalls überfordert, dann sind verlötete Akkus Pflicht.

mfG
Clystron
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[bluefishes]

@Richie: Sanyo N-500AR -> die kenne ich noch gar nicht !? Kein Wunder, hab ja kaum Zeit zum basteln -> ich werde mich mal auf die Suche nach dem Datenblatt machen ...

Weist Du, wo man diese Zelle zu einem guten Kurs bekommt ?

@Clystron: Ja, habe ich mir auch schon Gedanken drüber gemacht -> Ladeschlussspannung heisst das Zauberwort -> bei NiCd warens glaub ich 0,9 Volt -> ab da darf man nicht mehr ziehen, weil sonst die Zelle tiefentladen ist und Schäden nehmen kann


@All: Auch wenn Richie's & Clystron's Akkus nur 500 bzw. 650mAh haben ... geringerer Innenwiderstand ist viel wichtiger, als 5 Minuten mehr fahren

Korrektur: Unten das Sanyo-Datenblatt beschreibt die HR-4U als 750er Variante. In dieser Version hat die Zelle 35mOhm.

Ich habe auf meiner Festplatte ein weiteres Datenblatt von Sanyo zu der 800er Variante (meine Zellen) gefunden -> in dem haben die Zellen sogar 40 mOhm -> also müsste die korrekte Rechnung mit 0,04 Ohm gemacht werden: 10 A x 0,04 Ohm = 0,4 Volt Verlustspannung

Interessant für alle:

http://www.sanyo.com/batteries/specs.cfm
Hier mal suchen lassen nach:
Chemistry: Ni-Cd oder Ni-MH
Capacity: less than 1000 mAh
Size: AAA oder leer lassen

P.S. leider sind bei den Ni-MH's die Innenwiderstände nicht in der Ergebnis-Übersicht

[Clystron]

Wenn ichs mir recht überlege: Die 500er Sanyo ist doch eine 2/3A Zelle, wer die nicht grade zu hause rumliegen hat kann auch hier als günstige Alternative zur 1050er KAN greifen. Die sollte etwa gleich gross und schwer sein und spielt auch bis 20A mit.
Allerdings sind die Dinger mehr als doppelt so schwer wie ne AAA Zelle.

@bluefishes:

Wenn man sich die Sanyo-Entladekurve anschaut stellt man fest dass die schon bei 1.4A nur noch ~600mAh liefert. Die 650er KAN topt das locker bei 1.4A entladung, hat also mehr effektive Kapazität bei diesem Laststrom.
Von der 500AR hab ich keine Daten aber die hat bei 1.4A sicher auch noch >=500mAh nutzbare Kapazität.

mfG
Clystron
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[Richie]

Die Daten der 500AR sind hier:

http://sanyo.wslogic.com/pdf/pdfs/N-500AR.pdf

Meine Frage ist, aus welcher der vielen Kurven da man sehen kann, wieviel V bei wieviel A realisiert wird? Ich seh da nix.

Vorteil der 500AR ist das Gewicht von 19g, also nur 5g mehr als eine typische AAA Batterie und die Baulänge: Zwei passen hinter einander zwischen die Radkästen. Der Durchmesser ist auch o.k., so dass Karosserien noch locker passen.
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[bluefishes]

> Wenn man sich die Sanyo-Entladekurve anschaut stellt man fest dass die schon bei 1.4A nur noch ~600mAh liefert

Ich bin verwirrt

Die Sanyo N-500AR spielt eigentlich in einer ganz anderen Liga !

Ich muss jetzt nach hause, deshalb mach ich's heute mal kurz.

Stellt Euch vor, ich würde das ganze Volumen des Elektrolytes in einen breiten und kurzem Eimer giessen (Die Gehäuseform der Sanyo N-500AR). Da hat der Strom 'richtig Bock' durchzufließen schön breite Strassen und kurze Strecke = niedriger Innenwiederstand.

Jetzt gießt das gleiche Volumen in einen länglichen schmalen Zylinder (Die AAA Form) - ist doch klar, das diese Form tendenziell einen höheren Innenwiederstand hat !!

Sucht Euch selber die PDF's zusammen und vergleicht die Zellen.

Fast alle 750-800er AAA's als Ni-MH haben um die 35-40 mOhm.

Fast alle 250-300er AAA's als Ni-CD haben fast die Hälfte des Innenwiderstandes ihrer Ni-MH-Brüder.

Ich kann nicht ein Fahrzeug vergleichen, was 4x die coole 9 mOhm Sanyo-Zelle hat, weil die mit 19 Gramm/Zelle fast doppelt so schwer ist, wie eine AAA

Dann kommt es auch drauf an, für welchen Zweck ein Hersteller eine Zelle hergestellt hat.

Uns würde nur ein Markenübergreifender Test aller in Frage kommenden AAA's helfen und evtl. die fette Sanyo als Referenz-Zelle.

Aber wer soll den machen ?!?! Ich hann keen Zick dofüü dat zu maache r egal wie gerne ich das Thema behandele

[Richie]

Ich glaube, clystron hat einmal Sanyo AAA und einmal 2/3A gemeint.

Quote:

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Ich kann nicht ein Fahrzeug vergleichen, was 4x die coole 9 mOhm Sanyo-Zelle hat, weil die mit 19 Gramm/Zelle fast doppelt so schwer ist, wie eine AAA

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Gem. Datenblatt wiegt die N-500AR 19g - die von dir angeführte Sanyo 750 AAA wiegt 13g...Es würde pro Satz 24g Mehrgewicht entstehen. Das ist m.E. nicht schlimm, da die Wagen eh zu leicht sind und man durch geschicktes Anbringen der 500er sogar den Schwerpunkt absenken und eine Austarierung des Fahrverhaltens bewirken könnte.
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[bluefishes]

> 19 vs. 13 Gramm
mmmh, ich habe zum eigenen Test mal die 10 g schwere Panasonic P-25AAAR mit Lötfahne und 17 mOhm Innenwiderstand bestellt:
http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_NiCd_P-25AAAR-FT.pdf

> ... Schwerpunkt absenken und eine Austarierung des Fahrverhaltens ...

sehr gute Idee -> trotz meines seltenen Fahrens habe ich immer das Gefühl, dass auf der HA zu wenig Gewicht ist.

[Richie]

Quote:

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habe ich immer das Gefühl, dass auf der HA zu wenig Gewicht ist.

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Absolut richtig. Bin letzten Montag mit voll-gesperrtem Diff gefahren: Im Anzug und beim Geradeauslauf ein Quantensprung. In Kurven deutlich schlechter, noch nervöser. Ich hoffe, dass der gleiche Effekt mit Gewicht auf der Hinterachse zu erzielen sein könnte.

Hm, die Panasonic klingt nicht schlecht. Aber eher was für den X-Mod, wenn man die Batterie-Kästen nicht durch AA-Exemplare ersetzen will.
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[Clystron]

Quote:

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> Wenn man sich die Sanyo-Entladekurve anschaut stellt man fest dass die schon bei 1.4A nur noch ~600mAh liefert

Ich bin verwirrt

Die Sanyo N-500AR spielt eigentlich in einer ganz anderen Liga !

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Ich meinte die Entladekurve der 800er AAA Sanyo die du gepostet hast, schon bei 1.4A Entladung wird sie von der 650er KAN überholt was nutzbare Kapazität und damit Laufzeit angeht.

Alle die wegen dem Innenwiderstand auf bessere AAA-Zellen umsteigen möchten sollten dann auch die Federn rauskicken und die Akkus verlöten. Der Übergangswiderstand einer Batteriebox mit Federn ist ein Graus, die Stahlfedern leiten nicht so gut wie Kupfer und es ist nur unnötige Leitungslänge die unerwünschte Induktivität in den Stromkreis reinbringt.

mfG
Clystron


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[bluefishes]

Ja dann würden wir drei jetzt die LXX-Tuning-Liga eröffnen

Also es gibt die LXX-StandardLeague:

4 Zellen NiCd o. NiMH

Akkus an den Seiten bzw. werde ich meine Batterie-Kästen nach hinten aufbohren, damit ich die AAA's nach hinten rausschieben kann, um mehr Gewicht auf die HA zu bekommen.

Und es gibt die LXX-OpenLeague:

4 Zellen NiCd o. NiMH

Akku egal, Akku-Bauform egal, Platzierung am Chassis egal

@Clystron: KAN = Tecxus ?!? wo gibt's den die PDF's dazu ? Hab ich glaube ich verpeilt zu finden

@Richei: Die 250er Panasonic sind ein Experiment ... der Innenwiderstand 'liest' sich gut, was dahinter steckt sehe ich dann, wenn ich den Akkupack zusammengelötet habe.

Was mich nachdenklich stimmt ist, dass bei meinen ersten groben Messung die 800er GP's zum Zusammenstecken schlechter abgeschnitten haben, als mein Sanyo-Lötfahnenpack. Der innenwiderstan ist ja fast gleich. Muss aber erst mal voll laden und dann weiter sehen.

Das würde beweisen, was Clystron sagt mit den Kontakten als Übergangswiderständen.

d.h. auch hier kann man noch was rausholen !

btw. Ein zusammengelötetes Pack wird immer besser abschneiden