Selbstentladung?

[segfortuna]

Hi.
Beim harten Kampf um tiefere Erkenntnisse ist mir folgendes aufgefallen: Zwischen dem Herstellungsdatum der Akkus und des Segways liegen teilweise mehrere Monate. Nach unserer Annahme, der Akku müsse spätestes nach wenigen Wochen an den Lader, wären beim Hersteller gelagerte Akkus schon vorgeschädigt. Das ist natürlich nicht so. Tatsache ist, dass die Akkus im eingebauten Zustand durch die Radioplatine ständig leicht entladen werden. Im ausgebauten Zustand ist zwar die Lade-/Überwachungs-Platine ständig am Akku, aber es fließen fast keine Ströme (gesperrte Halbleiterstrecken). Wenn man von einer Selbstentladerate der Li-Ion vom < 5% pro Jahr ausgeht, dürfte man Akkus problemlos über den Winter bringen, ohne sie extern an den Lader zu hängen.

Ich werde mal eine kleine Statistik aufnehmen und gelagerte Akkus regelmäßig messen.

Habt ihr eine andere Meinung und/oder Erfahrung dazu?

[verifier]

Die Verhältnisse im abgebauten Zustand der Akkus (mache ich immer, wenn längeres Nichtfahren absehbar ist) kann ich bestätigen, habe aber dafür keine Messwerte.

[SegFenn]

Um herauszufinden wie hoch die Selbstentladung TATSÄCHLICH ist müßte man einen geladenen Akku öffnen und ein Messgerät in die Versorgungsleitung zu der Onboard-Leiterplatte einschleifen. Ich gebe zu bedenken, dass auf dieser Multilayer-LP Prozessoren sowie ein getakteter Spannungswandler sitzen, welche verlustbehaftet sind. Ob diese Komponenten beim Abnehmen des Akkus (od. schon zuvor beim Abschalten des Seg.) irgendwie in einen stromsparenden Standby-Modus gehen, müßte weiter exploriert werden.

[segfortuna]

Die Versorgungsspannung für die Logik (12V) wird von der Base zugeführt. Die Platine scheint bei abgenommenen Akku tatsächlich "tot" an den Zellen zu hängen. Bei entsprechendem in/out-Design der Balancer-Pins sind die Zellen so gut wie unbelastet (wenige µA), so meine Vermutung.
Aber du hast Recht, nur Messen brächte Gewissheit.

[mathiegi]

Hallo zusammen
Aber man hört ja ein pfeifen in den Akkus.
Dies ist ein zerhackter Gleichstrom welcher über eine Drossel geführt wird.
Daraus die Magnetostriktion.
Also läuft doch intern was weiter.
Darum alle 2-3Monate laden...

[segfortuna]

Ich habe nun ein paar Tage die Spannung gemessen. Sie sank um 4mV in 24h. Wenn das annähernd linear ist, hat's Zeit bis zum Nachladen. Ich gebe aber zu, dass man besser schläft, wenn der Akku voll ist.

Paradox ist allerdings, dass ein voll geladener Li-Akku eine geringere Lebensdauer hat, als ein 3/4 geladener. Neuakkus werden nie voll geladen ausgeliefert und Segway inc. verlangt nach Neukauf erst einmal 12h ans Netz.

[tüdelband]

Hallo zusammen
Aber man hört ja ein pfeifen in den Akkus.
Dies ist ein zerhackter Gleichstrom welcher über eine Drossel geführt wird.

Hallo!

Dieses "pfeifen" hört aber nach einiger Zeit (Tage??) auf.

Gruß Denis

[SegFenn]

Wenn ich mich recht erinnere befinden auf den beiden Controller-LP innerhalb der Motoren-MOSFET-Endstufe mehrere Puffer-Kondensatoren. Diese hängen üblicherweise parallel zur Zuleitung der Hochstrom-Versorgung (Motorenanlaufstrom) und dürften folglich - auch bei ausgeschaltetem Segway - die Akkus mit einem kleinen Leckstrom belasten (Ladungserhalt).
Eine Möglichkeit dies zu verhindern wäre z.B. über ein Hochstrom-Relais/MOSFET eine der beiden Zuleitungen vom Akku zu trennen. Im Akku findet eine derartige Abschaltung nicht statt, es befinden sich dort einfach keine Leistungs-MOSFET's. Auf den Controller-LP befindet sich jedoch seitlich ein einzelner MOSFET im TO-247-Gehäuse, welcher durchaus in der Lage wäre, Ströme in dieser Größenordnung zu schalten.
Kennt jemand dessen Funktion?

[galaxy]

Was :oops:

[SegFenn]

Die in meinem Beitrag aufgezeigte Form der (zusätzlichen) Selbstentladung durch die Puffer-C betrifft m.E. beide Akkus im EINGEBAUTEM Zustand. Mit dem Ausbau beider (3/4-geladenen) Akkus während längerer Standzeit wäre man natürlich auf der sicheren Seite.

Aber auch hier gibt es Kompromisse: abgesehen davon, dass wohl niemand hier die Anzahl der Steckzyklen spezifizieren kann und das die Kontakte beim Demontage-/Montagevorgang durch Verkanten o.ä. mech. leiden könnten, gibt es noch ein elektrisches Problem. Beim Steckvorgang des Akkus stellen die Puffer-C für den Akku quasi einen Kurzschluß dar. Beim allerersten Kontakt an den Steckern zw. Akkus u. Base fließt für einen kurzen Moment ein vergleichsweise hoher Strom, um die Puffer-C aufzuladen. Dabei kann es an den Kontakten zur Funkenbildung kommen, wodurch es an der Kontaktoberfläche zu einem Einbrand (Abnutzung) kommt. Folge: der Übergangswiderstand an den Kontakten steigt!

Dieses Problem ist beim Anklemmen des Akkus aus dem rc-Modellbau bekannt, weshalb es dort auch einen sog. "Blitzschutz" gibt (eine Schaltung welche die nötigen Puffer-C auflädt, BEVOR der Kontakt über den Steckerverbinder hergestellt wird). Nun stellt sich logischerweise die Frage: hat der Seg. einen derartigen Blitzschutz? Falls nein, wird der Akku NACH dem Stecken durch einen "Schalter" (Relais/MOSFET) auf die Puffer-C aufgeschaltet? Falls auch nein: mit hoher Wahrscheinlichkeit ist ein erhöhter Kontaktverschleiß durch hohe Ausgleichsströme/Funkenbildung gegeben, hervorgerufen durch die Puffer-C-Kurzschlußströme...!
Ist doch nicht soo schwer zu verstehen, oder?

[Roberto]

Hallo
Die Akku_Elektronik braucht ein bisschen Strom und auch der Segway braucht ein bisschen Strom.
Alleine schon für die Spannungserzeugung, für das Radioboard .
Der Segway muss ja immer Empfangsbereit sein.

Es ist aber nicht alles immer unter Spannung
Auch nicht die Endstufen !

l.G. Roberto

[segfortuna]

mit hoher Wahrscheinlichkeit ist ein erhöhter Kontaktverschleiß durch hohe Ausgleichsströme/Funkenbildung gegeben, hervorgerufen durch die Puffer-C-Kurzschlußströme...!

Leider lässt sich über die tatsächliche Schaltungstechnik nur spekulieren. Das Blitzproblem ist definitiv nicht vorhanden. Ich betreibe den Seg mit externen Batterien. Da habe ich den Steckkontakt für den Strom sichtbar in der Hand. Beim Verbinden gibt es lediglich in der Base ein leises Klackgeräusch wie von einem Relais. Des weiteren habe ich mir von einigen Akkus mit viel Licht und Lupe die Kontakthülsen angesehen: keine Spur von Abbrand. Die Akkus waren teilweise von 2007.

Da ja Segway inc. den Akkuwechsel als geplanten Betriebsvorgang zulässt, ist es unwahrscheinlich, dass die Blitzproblematik ungelöst ist. Die daraus resultierenden, sich ständig erhöhenden Übergangswiderstände widersprächen dem akribisch durchdachten Sicherheitskonzept. Das Verkanten der Kontakte ist ebenfalls sehr unwahrscheinlich, da der Steckverbinder durch seine Bauart eine Führung hat, die schon greift, ehe sich die Kontakte berühren. Wichtig ist, dass der Steckerblock auf den Akkus "schwimmt", d.h. leicht verschieblich ist. So flutscht er schön in sein Gegenstück. Meines Erachtens kommen evtl. Kontaktprobleme von der Verschmutzung. Wenn man die Akkus lange Zeit unabgedeckt in irgend welchen Garagen, Werkstätten ect. lagert, setzt sich Staub und Schmodder ab.

[SegFenn]

Beim Verbinden gibt es lediglich in der Base ein leises Klackgeräusch wie von einem Relais. Des weiteren habe ich mir von einigen Akkus mit viel Licht und Lupe die Kontakthülsen angesehen: keine Spur von Abbrand.

Gute Analyse! Allerdings sollte es BEIM Verbinden keine Geräusche geben, allenfalls kurz DANACH. Denn BEIM Verbinden besteht logischerweise kein völliger Kontakt, vielmehr berühren sich die Kontakte erstmalig an einem Bruchteil der vom Entwickler des Steckkontaktes berechneten Fläche. Kommt es in diesem Bruchteil einer Sek. zum erhöhten Stromfluß (leerer Kondensator lädt mit Kurzschlußstrom) gibt es technisch keine andere Erwartung, als dass es in diesem Zeitpunkt und an dieser Stelle einen erhöhten Übergangswiderstand gibt, mit der Folge eines erhöhten Verschleißes.

Es ist aber nicht alles immer unter Spannung
Auch nicht die Endstufen !

Woher weißt Du das?
Ich vermute mal, dass Du technisch fit bist und den Spannungsverlauf an der geöffneten Base mit gesteckten (und geladenen) Akkus nachgemessen hast; richtig?

[segfortuna]

Allerdings sollte es BEIM Verbinden keine Geräusche geben, allenfalls kurz DANACH.

Richtig. Etwa 50ms danach...