BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 06.12.2018 00:34

Das sieht doch alles sehr gut aus...! Du scheinst ja mit dem 3D-Drucker gut umgehen zu können, der Abstandshalter und die Schablone für die Zellen gefallen mir richtig gut...!

Hier noch einige Hinweise:

FischFuss hat geschrieben:Somit kann das rote Powerkabel, welches zum Stecker zum Base geht schön kurzgehalten werden.

Von der Strombrückenbuchse geht es zunächst auf den Anschluß (+) vom BMS (Akku-Plus), es folgt die dicke 30A-Schmelzsicherung und erst von dort führt ein rotes Kabel vom BMS zum Base-Stecker (dieses Kabel bleibt unverändert).

FischFuss hat geschrieben:Ein weiterer Vorteil meiner Zellenanordnung ist, dass die 37V Anschlüsse direkt (mit den 4x10A Picofuse) gebrückt werden können. Das spart nochmals Kabellänge und verringert den Innenwiderstand.

Vom Prinzip her richtig, ein geringer Innenwiderstand ist anzustreben und erhöht den Gesamtwirkungsgrad.
Aber bitte aufpassen, an dieser Stelle gibt es mehrere Engpässe: Zunächst müssen ja die dicken Power-Zuleitungen (2,5 mm²) an jenen Lötstellen angelötet werden (Akku+/Akku-), die ziemlich genau am Rand des BMS sitzen - und damit den kreuzenden Picofuse-Kabelsträngen im Weg sind. Dazu kommt die große 30A-Schmelzsicherung, die unten an der BMS-LP hängt und direkt im Weg ist, wenn die LP später auf die Zellen aufgesetzt werden soll...

FischFuss hat geschrieben:Und die 5A Sicherung für den Ladestrom werde ich in einen Sicherungshalter packen damit sie von außen ausgetauscht werden kann.

Hatte ich auch so vor vielen Jahren gemacht, ist aber unnötig und verschwendet kostbaren Platz. Diese Si löst eigentlich nie aus, es sei denn, es kommt zu einer Fehlbedienung / einem Kurzschluß an der Schnellladebuchse bzw. zu einem Fehler an dem angeschlossenem Ladegerät (das Ladegerät hat ausgangsseitig selbst eine Si). Das ist mir in den ganzen Jahren nie passiert. Ich werde zukünftig die Si als Kleinstsicherung nur noch innen im Gehäuse vorsehen.

Nebenbei - die Schraubsicherung im Gehäuse führte bei mir zu einem handfesten Problem, da weitere Elektronik hinter der Si sitzt: Die Wattmeter in meinen Akkus werden durch die Si mit Strom versorgt. Ein Wattmeter hatte plötzlich Werte verloren bzw. einen Restart durchgeführt (die Wattmeter zeigen u.a. die Fahrzeit an, sowie mehr als 0,1 A Strom aus dem Akku entnommen wird). Ich hatte lange nach dem Fehler gesucht, bis ich herausgefunden habe, dass eine Schraubsicherung einen Wackelkontakt hat: Bei leichtem Druck auf den Schraubeinsatz unterbricht die Si den Stromfluß und das Wattmeter macht einen Reset (= Datenverlust) - das kann beim Fahren über Kopfsteinpflaster o.ä. sehr leicht passieren...
In Deinem Fall ist das jedoch unkritisch, da nur der Ladekreis abgesichert wird.

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Schnellladegerät

Beitragvon SegFenn » 14.12.2018 14:23

Segway-Akku's sollten meines Erachtens schnell aufgeladen werden können, um den Segway bei schönem Wetter mehrmals am Tag nutzen zu können. Gerade bei Akkus mit größerer Kapazität (wie hier im Bauprojekt 9,0 Ah) würde das Aufladen mit dem Serien-Ladegerät bis zu 15 Stunden dauern... :heul:

Es muss also ein Schnellladegerät her!

Hier nun die angekündigte Info zu dem Schnellladegerät, welches ich bei meinen Segway's seit vielen Jahren im Einsatz habe. Es handelt sich um ein OEM-Ladegerät im Alugehäuse mit einem Lüfter, speziell abgestimmt auf Lithiumakkus (LiFePO4 / LiMn).
Dieses Ladegerät wird um 75,-- € von vielen Anbietern geliefert, ich hatte es hier erworben:

https://shop.linergy.de/de/48V---4A-Ladegeraet-fuer-LiFePO4-LiMn-Akkus-1167.html

Grundsätzlich kann das Schnellladegerät auch bei Serien-Akkus (23s4p) eingesetzt werden, dies hatte ich mit meinen Serien-Akkus auch eingehend getestet - somit könnte die Möglichkeit einer Schnellladung auch für andere Nutzer interessant sein. Jedoch wird eine Möglichkeit / eine Buchse benötigt, um das Ladegerät an den Akku anzuschließen, was technisch in verschiedener Weise - sogar ohne den Akku öffnen zu müssen - auch machbar wäre... In der folgenden Betrachtung beschränke ich mich aber nur auf die Beschreibung zum Einsatz an dem hier im Bauprojekt vorgestellten Selbstbau-Akku.

Für den Einsatz hier im Bauprojekt mit SONY-Zellen (20s4p) muss das Ladegerät modifiziert werden, wozu etwas Fachwissen nötig ist, immerhin ist ein Eingriff in das Gerät nötig! Insbesondere ist dabei der Ausgangs-Elko zu ersetzen, da dieser für die höhere Ladeschlußspannung nicht ausgelegt ist.

Das OEM-Ladegerät verfügt über diverse Einstellmöglichkeiten, um die Ausgangsspannung und den Ladestrom in bestimmten Grenzen justieren zu können. Hierzu gibt es von obigen Anbieter eine Einstell-Information:

https://linergy.de/wiki/ladegerat-parameter-einstellen/

Ich hatte den Umbau zum Einsatz als Schnellladegerät für Segway-Akkus wie folgt ausgeführt (Sicherheitshinweis: Da ein Eingriff in das Ladegerät nicht ungefährlich ist (230V-Netzspannung!), setze ich Fachwissen dabei in jedem Fall voraus. Außerdem geht die Gewährleistung verloren, wie bereits in obiger Anleitung steht):

1.) Test des OEM-Ladegerätes bei Anlieferung auf Funktion mit 58,8 V Ladeschlußspannung
2.) Öffnen des Gerätes (Netzstecker IMMER abziehen!), Ausgangs-Elko (1000µF/65V) lokalisieren
3.) Elko vorsichtig auslöten und durch 470µF/100V-Typ ersetzen (Polarität beachten!)
4.) Schraubsicherung (5x20) durch geringeren Wert ersetzen (4 AT)
5.) Genaues DVM (min. +/-0,5% Genauigkeit oder besser) ausgangsseitig anschließen
6.) Gerät mit geöffnetem Gehäusedeckel im Leerlauf in Betrieb nehmen
7.) Leerlaufspannung (= Ladeschlußspannung) von 58,8 V auf 81,5 V anheben (Anleitung s. oben)
8.) Einen leeren Akku (60 V) oder eine elektronische Last an das Ladegerät anschließen
9.) Gemäß obiger Anleitung (Link) den Ladestrom auf 2,2 A reduzieren (bei U_lade 60...70 V). Hierzu ein Amperemeter in den Ladekreis einschleifen.
10.) Den zur Schnellladebuchse passenden Stecker an das Ladegerät anlöten / montieren.

Nach dem Umbau - Einsatz am Segway-Akku mit nachträglich eingebauter Schnellladebuchse:

Das OEM-Ladegerät hat leider keinen Netzschalter. Das bedeutet, das bei ausgeschaltetem Ladegerät und dem Verbinden mit dem Akku es zu einem Knall / Funken kommen kann, da der Ausgangselko im Ladegerät im ersten Moment für den Akku wie ein Kurzschluß wirkt (und schlagartig geladen wird). Hier könnte es sich empfehlen, das Ladegerät an eine schaltbare Steckdose anzuschließen (schaltbare Steckdosenleiste, 230V-Adapter mit Netzschalter, o.ä.) und vor dem Stecken des Ladegerätes dieses erstmal einzuschalten, damit der Elko sich auflädt, dann das Ladegerät kurz (über den Netzschalter) ausschalten und erst jetzt das Ladegerät mit dem Akku verbinden. Im Idealfall fällt dann nämlich die Spannung am geladenen Elko ab und hat beim Herstellen der Verbindung annähernd das gleiche Potential wie der (leere) Akku. Dadurch werden die Kontakte vom Steckverbinder (und vor allem die im Akku eingebaute Schnellladebuchse) deutlich entlastet.

Beispiel-Foto: Mit 2 Schnellladegeräten und 3,16 A Ladestrom (siehe Wattmeter) kann ich meinen leergefahrenen Segway-XT in etwa 2 Stunden wieder einsatzbereit machen...:

Setup mit Off-Board-Charger und Ladestrom 3,16A - P1070313.JPG

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 15.12.2018 17:16

Hallo, ich wollte mich dann mal aus meinem Urlaub zurück melden ;-)
Der SegFenn war ja schon wieder fleißig und hat was zu dem Ladegerät geschrieben. Und wie immer ist alle sehr gut beschrieben.
Ich habe noch eine Ergänzung hinzu zu fügen die ich mir überlegt habe, doch zuvor möchte ich etwas zu dem Akkiu-Shop sagen dessen Link der SegFenn im Post zuvor angepriesen hat.
Ich wollte auch dort das Ladegerät bestellen: Deutscher Anbieter, 1-2 Tage Versandfertig, PayPal akzeptiert - sieht gut aus.....dachte ich.
Ich habe dort also bestellt und sofort mit PayPal bezahlt. Ich bekam sofort eine Bestellbestätigung, bis hierher alles gut. Als ich jedoch nach vier Tagen noch keine Versandbestätigung bekommen habe, hab ich eine Nachfrage per Mail geschickt wann ich denn mit dem Versand rechnen kann. Als ich weitere vier Tage später keine Antwort bekommen habe, wollte ich die Bestellung stornieren und tat das sowohl per Mail, als auch üner das Kontaktformular auf deren Website.....wieder keine Reaktion. Ich also über den PayPal Verkäuferschutz nochmals versucht Kontakt mit denen aufzunehmen....keine Reaktion.
Erst nachdem ich mit Strafanzeige gedroht habe, hab ich mein Geld zurück erstattet bekommen.

Ich habe das Netzteil dann beim freundlichen China-Mann bestellt:

https://www.aliexpress.com/item/Global- ... 4c4dXhfaBi

Ich gehe mal davon aus das die bei "Linergy" nichts anderes Anbieten, und da wir das Netzteil ja eh öffnen müssen um die Spannung und den Strom einzustellen, brauchen wir ja keinen späteren Support (den wir bei Linergy ja offensichtlich auch nicht bekommen.

Worauf der SegFenn noch nicht näher eingegangen ist, ist die 12V Schaltspannung, die wir noch benötigen um das BMS wären des Ladens „aufwecken“ müssen.
Da wir das Ladegerät ja eh öffnen, könnte man zusätzlich ein DC/DC Konverter einbauen, der aus unserer Ladeschlussspannung zusätzlich 12V macht die wir dann in einem Kabel aus dem Ladegerät herausführen können. Ich habe mir mal solch einen Konverter bestellt und werde testen ob das funktioniert.

https://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-down ... 2749.l2649

Natürlich werde ich berichten ob das allen so klappt.

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 19.12.2018 11:30

FischFuss hat geschrieben:Worauf der SegFenn noch nicht näher eingegangen ist, ist die 12V Schaltspannung, die wir noch benötigen um das BMS wären des Ladens „aufwecken“ müssen.
Da wir das Ladegerät ja eh öffnen, könnte man zusätzlich ein DC/DC Konverter einbauen, der aus unserer Ladeschlussspannung zusätzlich 12V macht die wir dann in einem Kabel aus dem Ladegerät herausführen können. Ich habe mir mal solch einen Konverter bestellt und werde testen ob das funktioniert.

Das Aufladen des Akkus geht auch problemlos ohne 12V-Schaltspannung, jedoch bekommt dann das BMS davon nichts mit und zeigt die Kapazität im Key völlig falsch an!
Einen DC/DC-Konverter direkt in das Ladegerät einzubauen könnte funktionieren. Der oben vorgeschlagene Konverter liefert 3 A, benötigt werden nur ca. 30 mA - der Konverter läuft also fast im Leerlauf. Hier muss das Anlaufverhalten des Konverters geprüft werden (Spannungsspitzen?) sowie der Betrieb bei +60 °C (Ladegerät-Innentemperatur unter Volllast).
Ich nutze für die 12V-Versorgung ein kleines Steckernetzteil (schwarz-weißes Kabel auf dem Foto oben):

https://www.reichelt.de/steckernetzteil-7-2-w-12-v-0-6-a-stabilisiert-snt-600-12v-p108294.html?&trstct=pos_1

Egal ob Steckernetzteil oder DC/DC-Konverter, in jedem Fall zum Schutz von Segway-Base und BMS die BAT46-Entkopplungsdioden und den 10 Ohm-Widerstand mit schneller 12V-Schutzdiode vorsehen...

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 22.12.2018 19:43

Weihnachtszeit, es gibt viele Weihnachtsfeiern und noch mehr zu organisieren…man kommt nicht mal so richtig zum Basteln ;-)


Meine letzte Action war das Vorbereiten des BMS indem ich die Widerstände eingelötet habe, die die Balancer-Eingänge „austrixen“.

CIMG2771.JPG


Das Gehäuse ist auch fast fertig vorbereitet, es fehlt lediglich die Ladebuchse, daher jetzt noch kein Foto hiervon.
Da das Netzteil aus China eh erst Mitte Januar kommt, habe ich keine Eile. Denn ich muss die Akkus ja noch vollladen bevor ich testen kann.

Ich mache jetzt erst mal eine Pause und komme meinen gesellschaftlichen Verpflichtungen zum Feste nach ;-)

Ich wünsche allen schöne Weihnachtstage!

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 09.01.2019 15:34

Hallo Segway Freunde,
nach einiger Ruhezeit melde ich mich aus gegebenen Anlass mal wieder zurück. Vorgestern ist nämlich mein Lade-Netzteil vom Chinamann angekommen. Lieferung ging durchschnittlich schnell (oder auch langsam ;) wie man es gewohnt ist wenn man des öfteren aus Fernost bestellt. Und ich bezweifele das ich bei lingery.de schneller bedient gewesen wäre. Dafür hat mich das Netzteil inklusive Versand nur 37$ gekostet, was umgerechnet etwa 35€ sind. Glücklicherweise ist es nicht im Zoll hängen geblieben, was mich dann auch nur 19% an Steuern mehr gekostet hätte - immernoch ein Schnapper :dance1:

Gestern habe ich es nach einem kurzen Funktionstest gleich umgebaut: Der Lade-Elko war schnell gefunden und gegen einen Spannungsfesteren (470uF/100V) ausgetauscht. Vorher war einer mit 1000uF verbaut, ich konnte jedoch aufgrund der Abmessungen keinen mit 1000uF/100V verbauen - der hätte nicht mehr ins Gehäuse gepasst.
Anschließend habe ich die Platine wieder ins Gehäuse eingebaut, dieses jedoch noch nicht verschlossen. Es musste schließlich noch die Leerlaufspannung angehoben und der maximale Ladestrom angepasst werden.
Die Spannung anzuheben ist kein Problem, einfach ein Voltmeter an den Ausgang und so lange am Regler drehen, bis die Spannung stimmt.
Den Strom einstellen ist etwas aufwendiger, da der Ausgang in ausreichendem Maße belastet werden muss. Ich habe es zuerst mit einem Fön versucht, doch da flossen bei 1,5V Anschlussspannung nur ca 1,6A...... Dann habe ich noch ein paar Projektorlampen gefunden die nicht mehr gebraucht werden. Die Lampen waren für je 15V/150W ausgelegt. Ich habe also vier dieser Lampen und mein Ampere-meter in Reihe geschlossen um auf eine Anschlussspannung von 60V zu kommen und damit das Ladegerät belastet. Nach dem einschalten habe ich gleich mal einen Strom von 6A gemessen, welcher sich mit dem Regler sehr gut einstellen ließ. Ich habe den Ladestrom jetzt erst mal auf 1,8A eingestellt. Mal schauen wie das im laufenden Betrieb dann funktioniert, gegebenenfalls wird das noch mal angepasst.

Zur veranschaulichung noch mal ein Foto des Geöffneten Netzteils, nicht zuletzt weil die Regler für den Strom und die CV-Phase etwas anders angeordnet sind wie auf der "linergy" Seite:

LioLader.jpg

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon Bacte1945 » 10.01.2019 14:35

Bei obigen Szenarien würde dir ein Zellentausch nicht helfen

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 10.01.2019 17:55

Hallo Bacte1945,
erst mal Danke für Deinen Beitrag. Leider habe ich gar keine Idee was Du meinen könntest.
Sollte ich einen Denkfehler in meinen Überlegungen haben wäre es Nett wenn Du mir das näher erklären würdest.
Vielen Dank schon mal im voraus.
Viele Grüße

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 10.01.2019 18:43

Komischer Beitrag. Da muss jemand das Thema verwechselt haben ...

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4-poliger Schnellladeanschluss

Beitragvon SegFenn » 21.01.2019 13:24

Ein weiterer Vorteil des Selbstbauakkus ist, dass dieser schnell aufgeladen werden kann. Dazu hatte ich von Anfang an eine 4-polige Buchse in die Frontseite vom Akkugehäuse eingebaut (diese Buchse sollte für 80 V / 5 A ausgelegt sein). Versuche haben ergeben, dass sich auch der Serien-Akku schnell Aufladen lässt (innerhalb von ca. 2 Stunden), inkl. Balancieren, jedoch beziehe ich mich hier zunächst nur auf das Akku-Bauprojekt.

Vom Prinzip her reichen 3 Anschlüsse aus, um den Akku schnell Aufladen zu können:

- Ladegerät-PLUS (81,5 V)
- Ladegerät-MINUS (Akku-GND bzw. Masse)
- Schaltspannung-PLUS 12 V / 30 mA (Schaltspannung-MINUS wird verbunden mit Ladegerät-MINUS)

Der 4. Anschluss wird benutzt, um den Gleichlauf (Zellendrift) der beiden 10s4p-Akkublöcke einschätzen zu können, ohne den Akku öffnen zu müssen. Die Idee dahinter ist, dass das Wegdriften einer Zelle frühzeitig erkannt werden soll, um Gegenmaßnahmen einzuleiten. Natürlich gilt diese Messung nur als erster Hinweis, im Zweifel müsste der Akku geöffnet und alle 20 Zellen (a' 4p) manuell durchgemessen werden...
Bislang lag der Unterschied der beiden Zellenpakete zueinander im nutzbaren Bereich (58 ... 80 V) stets bei < 50 mV. Über 80 V bzw. unter 58 V driften die Zellen etwas auseinander, Spitzenwerte lagen hier bei ca. 200 mV. Allerdings kann diese Zellendrift bei den Serienzellen auch gemessen werden, Lithiumzellen laufen eben zum Ende etwas auseinander. Der Vorteil bei den hier im Bauprojekt verwendeten SONY-Zellen liegt darin, dass sich diese Zellendrift wieder reduziert (auf unter 50 mV), sowie der nutzbare Bereich erreicht wird.
Um sicher zu gehen (und um mehr über die Zuverlässigkeit der SONY-Zellen zu erfahren) öffne ich einmal jährlich meine (aufgeladenen) Akkus und messe alle 20 Zellen nacheinander durch.

Aus der Praxis - anhand folgender Bilder die beispielhafte Zellendrift nach 5 Jahren der Nutzung:

1.) Akku-Gesamt (20s4p) = 76, 87 V:

Spannung am Gesamtakku 76,87 Volt.JPG

2.) Akku-Mitte (10s4p) = 38, 45 V (kleiner Tipp: am XLR-Stecker befindet sich ein kleiner Taster (1x Um), mit welchem ich die Messleitung zum DVM entsprechend umschalten kann):

Spannung Akkumitte 38,45 Volt.JPG

Fazit: Die Zellendrift der beiden Akkupakete untereinander beträgt demnach 15 mV und ist sehr gering.

Vernachlässigbar ist der Messfehler durch den 10 kOhm-Reihenwiderstand am 10s4p-Zellenanschluss (s. Zeichnung vom 1.12.2018) sowie die zusätzliche (einseitige) Belastung des 10s4p-Akkupakets durch den Strom durch das Messgerät. Voraussetzung ist, dass ein gutes DVM zur Messung genutzt wird, mit einem Eingangswiderstand > 10 MOhm und einer Genauigkeit besser +/-0,5 %.

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 23.01.2019 14:10

So Leute, ich habe den Akku endlich verdrahtet.
Akku verdrahtet.jpg


Die vier Picofuse zwischen den Zellenpaketen konnte ich nicht ganz kurz lassen, da sie sonst der Schmelzsicherung am BMS im Wege wären. Ich habe sie also etwas länger gelassen, mit Schrumpfschlauch isoliert und etwas nach unten gedrückt.
Morgen setze ich dann noch das BMS drauf und dann geht es ans erste Laden. Ich gehe mal davon aus das das 1. Laden bei mir am Arbeitsplatz passiert?!
Wie stelle ich denn am besten die CV-Phase ein?

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 23.01.2019 20:39

FischFuss hat geschrieben:Ich gehe mal davon aus das das 1. Laden bei mir am Arbeitsplatz passiert?!
Wie stelle ich denn am besten die CV-Phase ein?

Ich habe die CV-Einstellung so justiert, dass der Ladestrom sich zum Ladeende hin auf ca. 150 mA einpendelt. Allerdings gibt es eine Wechselwirkung bei dem CV-Poti: In der Starkstromladephase kann es - je nach Einstellung des Poti's - zu mehr oder weniger starken Schwankungen kommen, wobei starke Schwankungen vermieden werden sollten.

Noch einige Gedanken zur Sicherheit: Ich hatte hier ja mal eine Art "Sicherheitsautomatik" vorgeschlagen, um den Akku mit Erreichen der Ladeschlußgrenze wirksam vom Ladegerät zu trennen - insbesondere dann, wenn alternativ das interne Ladegerät (UIC) genutzt werden soll.

Im Fall eines externen Ladegeräts könnte dies wie folgt realisiert werden: Mit einer kleinen Schaltung wird die Akku-Klemmenspannung überwacht. Mit Erreichen der Ladeschlußspannung (81,5 V) werden 2 Relais (no-Typ) geöffnet, ein Relais trennt den Akku und das andere öffnet die 220 V zum Ladegerät. Die Schaltung selbst wird aus dem 12V-Schaltnetzteil versorgt, welches entweder ebenfalls mit vom Netz getrennt wird, oder am Netz verbleibt, z.B. um mit Erreichen einer voreingestellten Spannung das Ladegerät wieder zu aktivieren (Tiefentladungsschutz des hinteren Akkus im montierten Zustand).
Die Schaltung könnte analog aufgebaut werden, oder mit einem kleinen ATMEL-Controller. In letzterem Fall würde ich die Schaltung entwerfen und mit Software dem Forum zur Verfügung stellen, wenn jemand davon ein paar Leiterplatten fertigt und mir 2 Stück abgibt ... :-)

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 08.02.2019 00:13

Hallo
verfolge das Projekt aufmerksam, da ich das so auch nachbauen möchte.
Grundwissen in Elektrotechnik ist vorhanden, allerdings wirklich nur Grundwissen,
habe daher noch einige Verständnissfragen und wäre über etwas Nachhilfe dankbar :book2:

Wozu sind die 12V Schaltspannung ? sind die bei Gen 1 auch erforderlich ? :-?? :-??

Wenn die Wiederstände eingelötet sind, ist es doch wenn ich richtig gelesen habe egal welche
Akkus verwendet werden, Hauptsache die Akkuspannung ist so um die 74-78 V
könnte man dazu auch kleine Gel Motorradbatterien verwenden ? liegen zwischen 15 und 20 €/St.

so waren nun genug Fragen fürs Erste

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 08.02.2019 17:14

Hallo Horst,
die 12V sind quasi die Betriebsspannung vom BatterieManagementSystem und müssen sowohl beim Laden des Akkus sowie beim entladen, also während des Betriebes vom Segway anliegen. In unserem Fall kommen sie beim Laden über den Stecker des Ladegerätes und während der Fahrt vom Segway selbst.

Wie das mit den Motorradbatterien aussieht kann ich Dir leider auch nicht sagen, dazu fehlt mir auch das weiterreichende Wissen.

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 08.02.2019 18:18

Hallo Fisch Fuß ??

erst mal Danke für die Antwort, war da wohl etas zu
voreilig
IMG_20190208_180547 (2).jpg


die Akkus waren tiefentladen, hab diese dann einfach mit nem Labornetzteil zurückgeholt und dann mit nem externen Netzteil
auf 80 v geholt, eingebaut und voll geladen, hat dann mit dem Ladegerät im Seggi funktioniert leider nur 2-3 mal nun schaltet
die LED im Ladegerät gleich auf rot, Seggi meckert ne leere Batterie an obwohl diese 74 v hat.

Geladen hab ich die Batterie einfach über die 2 Schrauben, daher auch die Frage nach den 12 Volt.

Löte gerade die Wiederstände ein und versuch dann die Akkus aus dem Gehäuse zu bekommen.

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 09.02.2019 10:51

horst hat geschrieben:die Akkus waren tiefentladen, hab diese dann einfach mit nem Labornetzteil zurückgeholt und dann mit nem externen Netzteil
auf 80 v geholt, eingebaut und voll geladen, hat dann mit dem Ladegerät im Seggi funktioniert leider nur 2-3 mal nun schaltet
die LED im Ladegerät gleich auf rot, Seggi meckert ne leere Batterie an obwohl diese 74 v hat.

Geladen hab ich die Batterie einfach über die 2 Schrauben, daher auch die Frage nach den 12 Volt.

1.) Bitte nicht diese Schrauben verwenden! Wenn die sich versehentlich berühren, raucht zumindest die Akku-interne 30A-Sicherung ab. Außerdem beschädigt das die vergoldeten Buchsen-Federkontakte im Steckverbinder. Besser nimmt man zwei Stückchen Kupferlitze, die verdrillt und umgebogen werden.

2.) Die 12V-Schaltspannung wird benötigt (auch beim Gen1), damit das BMS startet und arbeitet (es erzeugt sich dann seine Betriebsspannungen selbst aus dem Akku). Ohne diese Schaltspannung stimmen die (geladenen) Kapazitätswerte im BMS nicht mit der Realität überein und es kann zumindest zu einer falschen Anzeige im Key kommen (falscher Ladestand).

3.) Eine tiefentladene Batterie, welche mittels NT "gerettet" wurde und nun wieder 80 V hat, bedeutet nicht, dass alle Zellen wieder korrekt arbeiten und von gleicher Spannungslage sind. Es müssen alle 23 Zellenpakete durchgemessen werden, um die Drift - die maximale Abweichung der Zellen untereinander - zu ermitteln. Ist diese bei einer Akku-Klemmenspannung im Bereich von 65 ... 76 V größer als 200 mV wäre dies ein Hinweis auf mindestens EINE beschädige Zelle (Zellenpaket a' 4 Zellen). Manchmal kann man diese eine Zelle mittels einem potentialgetrennten Netzteil wieder auf die Spannung der restlichen Zellen "kalibrieren" und den Seg. so zu einer vorübergehenden Funktion verhelfen. Von Dauer wird diese Maßnahme aber nicht sein, je nachdem, wie lange und wie tief den Akku zuvor tiefentladen wurde...

4.) Theoretisch kann ein umgebautes BMS mit JEDER Akkutechnik betrieben werden - egal ob BleiGel, Lithium, NiCd, oder was auch immer. Ich habe sogar einen Segway VÖLLIG OHNE AKKUZELLEN nur mit einem 70V-Netzteil fehlerfrei betrieben! Natürlich im Labor und nur im Folgemodus - aber ohne Abschaltung / Fehlermeldung.

Ich sehe auf dem Foto, dass Du bereits Widerstände aufgelötet hast, vermutlich um den Komparatoren des BMS eine korrekte Spannungslage vorzugeben. Welchen Wert haben diese und wieviel Widerstände hast Du dazu verwendet? Ginge ein Foto mit dem gesamten BMS?

horst
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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 09.02.2019 14:18

Hallo segfen,

Dank dir erst mal für die Antwort,
anbei das Bild, in deiner Skizze hast du ja die 12 V Schaltspannung eingezeichnet,
kann das aber leider nicht richtig zuordnen,
hab oben (Rückseite) 3 leere Pin und unten 2 leere Pin, Masse ist wohl die Gemeinsame,
Habe gegen Masse oben 6 v 1 v 1 v
unten 2,7 v 2,8 V
Die Widerstände sind 0,6 W 120 Ohm, die 1 Watt Widerstände waren zu groß.

Habe gestern etwas Isopropanol in den Akku, in der Hoffnung so die Zellen gelöst zu bekommen, leider tut sich noch nix,
hab in nem Film gesehen dass dafür wohl auch WD 40 geht, was nimmst du dazu ?

Gruß
Horst
Dateianhänge
IMG_20190209_132332 (2).jpg

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 09.02.2019 16:34

@Horst
Der Pin mit der 12V-Schaltspannung ist der grüne Draht, wenn Du den Steckverbinder etwas aus dem Gehäuse ziehst. Da müsste später auch eine Diode rein, falls die Schaltspannung von außen eingespeist werden soll (z.B. für das Aufladen mit ext. Ladegerät). Die anderen Drähte sind der I²C-Datenbus sowie 2 weitere Leitungen für den Ladevorgang durch die Segway-Base bzw. UIC-Ladeeinheit.

Mit den Widerständen sollen die Zellen vor der Entnahme des BMS entladen werden. Das muss nicht 1 Watt sein, ein kleiner Metallschicht-Widerstand mit 0,4 W reicht völlig aus.

Zur Entnahme der Zellen stand hier im Forum schon viel geschrieben, da gibt es versch. Techniken. Ich entnehme zuerst gaaanz vorsichtig das BMS (die LP darf dabei nicht gebogen werden, muss vorsichtigst von den Zellen abgelöst werden). Die Zellenpakete hebel ich mit 2 großen Schraubendrehern aus dem Gehäuse heraus. Die Zellen werden dabei meist deformiert und sollten unverzüglich beim nächsten Betriebshof als Sondermüll entsorgt werden. Es gibt auch User, die hebeln das Zellenpaket MIT dem BMS zusammen heraus... Das ist Geschmackssache, aber das BMS darf nicht beschädigt werden (wird später weiter benötigt)...

Es gab mal jemanden, der hat das BMS entnommen und das Akkugehäuse mit den am Boden klebenden Akkupaketen umgedreht auf den Tisch gelegt. Dann wurde solange mit einen Heißluftgebläse der Gehäuseboden gleichmäßig erhitzt, bis der Kleber nachgegeben hat und die Zellen auf die Tischplatte plumsten. Hierbei besteht die Gefahr, dass sich beim Erhitzen das Akkugehäuse verzieht und für die weitere Nutzung unbrauchbar ist...

Das mit dem WD40 wäre mir neu, würde ich eher nicht machen.

horst
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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 09.02.2019 20:15

Hallo SegFen,

so nun hast du mein Weltbild komplett durcheinander gebracht :-?
Dachte die 23 Widerstände sind datz da um dem Seggi die Korrekte Anzahl der Zellen vorzutäuschen
Bei dem Umbau sind es ja nur noch 20 und keine 23 mehr

Hab mal die Spannung an den Widerständen gemessen beginnend mit J11
3.3 V 5.5V 7.7V 9.9V 13.3V 16.6V 20 V 23.3V 26.7V 30.0 V 33.3V 36.7V
40V 43.4 V 46.7V 50V 53.4V 56.7 V 60V 63.4 V 66.7V 70V 73.4 V

sind also keine ganz defekten Zellenblöcke dabei

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 10.02.2019 03:33

OK, ich dachte die 120 Ohm sind zum Entladen der alten 23er-Zellenblöcke gedacht. Das kann man nämlich machen um ganz sicher zu gehen, dass beim Auslöten / Abknipsen der Zellen vom BMS nicht noch Rest-Potential der Zellen das BMS beschädigen kann. Diese Widerstände werden bei mir auch nur "fliegend" verdrahtet und später sauber durch jene ersetzt, welche das Vorhandensein der Zellen vortäuschen.

Wenn die 23 Lötpunkte auf der BMS-LP der Reihe nach mit Widerständen versorgt werden, sollte ein Wert zw. 56 und 120 Ohm gewählt werden. Damit wird dann den Komparatoren die korrekte Spannung vorgegeben, damit das BMS den Schwindel nicht bemerkt, dass nämlich nur 20 statt 23 Zellen vorhanden sind.

Die Werte 56 ... 120 Ohm hatte ich getestet, diese laufen am Gen1 einwandfrei. Ein größerer Widerstandswert hat den Vorteil, dass weniger Verlustwärme das BMS im Akku aufheizt, jedoch stimmt dann die Ladestandsanzeige im Key zum Ende der Fahrt oftmals nicht. Der letzte Balken im Key verschwindet dann schneller als erwartet, der Verlauf ist nicht mehr linear. Dennoch kann mit dem Seg. auch ohne Balken viele km weiter gefahren werden, bis es zu Abschaltung wegen Unterspannung kommt.

Bei einem geringen Wert (56 Ohm) ist die Anzeige im Key genauer, der Seg. schaltet jedoch früher ab, da der Spannungseinbruch unter Belastung etwas größer ist. Zudem erhitzt sich die LP stärker, was möglicherweise an einem sehr heißen Sommertag zu einer Abschaltung wegen Übertemperatur führen kann. Diesen Effekt hatte ich in vielen Jahren ein Mal gehabt, als mein Seg. längere Zeit in der prallen Somme stand.

FischFuss setzt derzeit 56 Ohm ein, um das Vorhandensein der 23 Zellen vorzutäuschen. Dies geht auch deshalb, weil mittels steckbarer Strombrücke der Akku vom BMS getrennt werden kann, wodurch die potentielle Selbstentladung des Akkus geringer ist und beeinflusst werden kann.

Fazit: Wenn Du 23 x 120 Ohm verbaut hast, dann würde ich das so belassen. Es entsteht weniger Verlustwärme, jedoch ist die Ladestandsanzeige im Key ungenauer. Wenn das störend ist, kannst Du immer noch die Widerstände durch einen geringeren Wert ersetzen...

horst
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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 10.02.2019 09:35

Moin Segfen,

ok Danke Weltbild passt wieder :mrgreen:
Versuch heute mal die Zellen aus dem Gehäuse zu bekommen,
zum Thema Zellen
sind das diese die du verbaut hast `??
http://groetech.de/index.php?main_page= ... cts_id=140

denk mal günstiger geht wohl kaum.

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 10.02.2019 11:32

Ja, dass sind die SONY-Zellen! Der Preis ist OK, allerdings hatte ich auch schon vor vielen Jahren über einen deutschen Händler einen Preis von 2,70€ aushandeln können, bei Abnahme von meheren Hundert Stück. Was mich natürlich wundert, ist, dass die Zellen im Preis über die Jahre einfach nicht günstiger werden, wo doch in der Fachpresse ständig zu lesen steht, dass der Preis für Lithiumzellen / kWh stetig sinkt... Von sinkenden Preisen sehe ich nur nichts in den letzten 10 Jahren...
Das müssten übrigens auch die Zellen sein, die FischFuss einsetzt...

Wichtig: Bei der Bestellung unbedingt darauf bestehen, dass die SONY-Zellen aus EINEM FERTIGUNGSLOS sein müssen.

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon stephanix » 10.02.2019 15:17

Hallo Horst
Ich kann dir auch die Zellen auslesen , Hab hier nen SS01 und Sl02 von Robert .
Bin ca 30 minuten von dir entfernt

Grüsse von der Alb

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 10.02.2019 18:06

horst hat geschrieben:Moin Segfen,

ok Danke Weltbild passt wieder :mrgreen:
Versuch heute mal die Zellen aus dem Gehäuse zu bekommen,
zum Thema Zellen
sind das diese die du verbaut hast `??
http://groetech.de/index.php?main_page= ... cts_id=140

denk mal günstiger geht wohl kaum.

Gruß
Horst


Hallo Horst,
ich habe meine Zellen hier gekauft:

https://eu.nkon.nl/sony-us18650v3.html

Ging schnell und unkompliziert. Ich habe 2,15€ bezahlt.

horst
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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 11.02.2019 09:50

Hallo
FischFuss Danke für den Tipp :mrgreen:

Hallo
Stephanix
schick mir doch per PN deine Daten, würde gerne auf dein Angebot zurückkommen

Danke noch für die umfangreiche Unterstützung, werde weiter berichten :book2:

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » 13.02.2019 23:20

IMG_20190213_230503 (2).jpg
IMG_20190213_230437 (2).jpg


so erster Akku zerlegt, also einfach ist anders ,

FischFuß, kannst du dir das Bild mit den Widerständen mal anschauen, bin mir nicht ganz sicher ob das so richtig ist
Anfang und Ende auf den Kurzschluss Kondensator ??

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon FischFuss » 14.02.2019 08:31

Ja, das sieht soweit ganz gut aus. Hast Du die Beinchen der Widerstände DURCH die Leiterplatte durch gesteckt und dann verlötet? Falls ja unbedingt darauf achten, das die Beinchen direkt am Board abgeknippst sind und kein Stück überstehen. Beim Zusammenbau des Akkus könnten die Beinchen nämlich auf die Kontakte der darunter liegenden Zellenkontakte kommen - das wär suboptimal
Wenn Du später den Akku anschließt, kannst Du über sämtlichen Widerständen die Spannung messen, sollte überall gleich sein (Akkuspannung durch 23)

Gruß

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » 16.02.2019 18:30

FischFuss hat geschrieben:Hast Du die Beinchen der Widerstände DURCH die Leiterplatte durch gesteckt und dann verlötet? Falls ja unbedingt darauf achten, das die Beinchen direkt am Board abgeknippst sind und kein Stück überstehen. Beim Zusammenbau des Akkus könnten die Beinchen nämlich auf die Kontakte der darunter liegenden Zellenkontakte kommen - das wär suboptimal

Au weia! Also 'suboptimal' ist noch harmlos, kannst so auch ein schönes Schweißgerät bauen...:dance1:

Jeder macht das offenbar anders, ich hatte das so gelöst: nachdem das BMS ausgebaut ist, werden die Drahtreste an den Balancer-Lötstützpunkten entfernt. Danach werden alle Durchkontaktierungen neu verzinnt, damit frisches Flußmittel aufgetragen wird. Aber auch hier Achtung: das Zinn darf nicht von der Ober- zur Unterseite durchfließen, es sollte oberhalb als runder Lötpunkt ohne "Nase" verbleiben...
Danach werden die 23 Widerstände auf Länge zugeschnitten und verzinnt und erst dann auf die Lötpunkte aufgelötet. Danach die Unterseite kontrollieren, dort darf nichts hervorstehen bzw. durchgeflossen sein - ggf. entfernen aber nicht Abknipsen (Vermeidung mechanischer Verspannungen in der Lötstelle). Danach wird der gesamte Rand vom BMS auf der Unterseite mit Isolierband isoliert, da die weiße Isolationsfolie zw. BMS und Akku in diesem Bereich Aussparungen hat.
Natürlich auch den Akku auf der Ober- und Unterseite mit einer Lage Tesafilm (o.ä.) isolieren.

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon horst » Gestern 19:45

Danke für den Tipp,
die Widerstände sind von oben gelötet, werde beim zusammenbau noch ne dünne Gummimatte dazwischenlegen
und dann erst den Akku wieder zuschweißen.

Zum Thema Akkus was haltet ihr von sowas

eBay-Artikelnummer:
323655713413

oder doch lieber auf Nummer sicher und die Sony verwenden

Gruß
Horst

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » Gestern 23:18

Sorry, Beitrag war doppelt...

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Re: BAUPROJEKT: Schnellladefähigen Akku mit 9,0 Ah selbst aufbauen

Beitragvon SegFenn » Gestern 23:55

horst hat geschrieben:Danke für den Tipp,
die Widerstände sind von oben gelötet, werde beim zusammenbau noch ne dünne Gummimatte dazwischenlegen
und dann erst den Akku wieder zuschweißen.

Zum Thema Akkus was haltet ihr von sowas

eBay-Artikelnummer:
323655713413

oder doch lieber auf Nummer sicher und die Sony verwenden

Also viele Sachen auf einmal, die sehr gut überlegt sein sollten:

1.) Bei der Zwischenlage (GummiMATTE?) darauf achten, das die Gesamthöhe nicht überschritten wird und das BMS nicht bei Schließen des Gehäusedeckels gedrückt / beschädigt wird.

2.) Den Akku bitte nicht zuschweißen, früher od. später müssen an den Zellen Messungen gemacht werden, Spannungen / Zellendrift geprüft werden, ein Zusatzmodul eingebaut oder eine Sicherung gewechselt werden, usw. Seit 7 Jahren habe ich 2 Klebestreifen, die den Gehäusedeckel in Position halten, bis der Akku wieder fest an die Base geschraubt wurde. Das ist nicht wasserdicht und es gab jedes Mal einen Aufschrei hier im Forum, zumeist von den Leuten, die am nächsten Tag wie zufällig mit einer teuren Akkulösung um die Ecke kamen...
Natürlich ist das ein Kompromiss: ich fahre nicht durch Pfützen oder bei starken Regen und es gab bislang auch nie ein Problem damit. Alternativ kann man mit Silikonkleber den Deckel elastisch aber dicht verschließen, bei Bedarf muss das dann mit einem Teppichmesser wieder aufgeschlitzt werden.

Zudem: hier im Fred hatten wir festgelegt, die Akkus regelmäßig - etwa jedes Jahr im Winter - zu öffnen und die Zellen durchzumessen, um Erfahrungen mit den SONY-Zellen zu sammeln. Wie soll das alles gehen, wenn der Akku fest verschweißt ist?

3.) Bitte, Bitte, KEINE anderen Zellen nehmen! Das wäre ein völlig chaotisches Experiment, wobei keiner helfen oder den Ausgang ansatzweise vorhersehen kann. Zudem kann die in der Offerte gemachte Kapazitätsangabe von 8800 mAh nie und nimmer stimmen! Das sollte nach etwas Internetrecherche auch klar sein.

Nochmal: der gesamte hier vorgestellte Akku-Selbstbau basiert auf der Annahme, wegen der Platzproblematik ohne einen Balancer auszukommen! Dieser ist bei fast allen Lithiumzellen nämlich nötig. Ohne Balancer geht seit Jahren bekanntermaßen nur bei der SONY-Zelle, die im Modellbau auch als "Konion" bekannt und begehrt ist. Ich hatte hier Eingangs einen Forumsbeitrag verlinkt, wonach die SONY-Zelle möglicherweise die beste Zelle für E-Traktion ist. Hast Du das etwa nicht gelesen? :book2:

Also ich helfe hier gern den Usern sich einen günstigen und leistungsstarken Akku aufzubauen, erwarte aber auch, dass sämtlich Beiträge gelesen werden, damit alle Verfahrensbeteiligten einen möglichst gleichen Informationsstand haben...


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