Diskussionst. Rekuperation/Energierückgewinnung durch Generator/Motor für Velomobile und Liegeräder

[labella-baron]

an ne Tour mit Zelt und Schlafsack, LIegematte, etc. wäre kaum noch zu denken

Habe ich doch damit gemacht.

 

[Kraeuterbutter]

ich hab jetzt schon oft das gefühl zu wenig Platz zu haben und bin diesbezüglich neidisch auf DF und Quattrovelo

aber wenn ich auf der linken Seite auch noch ein Ritzel + Riemen hätte, und vorne - der einzige Platz wo ich etwas größeres hinstellen kann - unterm Sitz den Motor...
das würde ich doch schon stören...

manchmal muss ich nochmal umräumen, weil ich den Sitz sonst nicht reinkriege...
mit Motor da drinnen, und Riemen.. ne.. des geht zumindest für mich und mein Evo-K ned

 

[Kraeuterbutter]

Der Reibrollenantrieb hat immense Verlustleistungen durch die Verformung vom Reifen. Logischerweise: Hartes Zahnradgetriebe vs. flexiblem Mantel. Ob die größer oder kleiner als ein mehrstufiges Planetengetriebe wären, kann ich nicht benennen - vorhanden sind sie indess.

hmm.. das wurde auch im Pedelecforum geschrieben..
"immense Verluste"
"Reifen nach 500km hin"
usw. usf.

Messungen dort und Reichweiten haben aber gezeigt, dass so schlecht das nicht ist..
(zumal im Velomobil ja wir nicht mit 1,5bar im Reifen rumfahren sondern eher mit 6-9bar)

auf der anderen Seite: ich hab mir so einen Motorrad-Rollenständer gekauft fürs Velomobil... obwohl per finger easy zu drehen - meine Fresse wie schwer geht das wenn das Velomobilhinterrad auf den 2 Rollen steht und ich reintreten muss..

Wenn indes eine Abfahrt voraus ist und das Fahrzeug aerodynamisch schon ohne Dein Zutun auf 120+ km/h beschleunigt.. wieso nicht ausnutzen, sofern die Fahrbahn es hergibt?

120km/h und mehr...
sorry - aber - Wolf, du musst jetzt mal wirklich dir ein Velomobil ausborgen (falls es dir nach der Ansage noch jemand borgen will) und eigene Erfahrungen damit sammeln
ich bin ja auch schon über 100 gefahren..
aber oft kommt sowas ned vor.. da muss - für mich - alles passen und es bleibt ungutes Gefühl dabei

Oh, überlesen (dabei hatte ich es sogar mitzitiert, sowas..): Dein Antrieb MIT Motor hat lediglich 0,6*36=21,6W Gesamtleistungsaufnahme? Sehr seltsam, wo und wie hast Du es gemessen? Das sind Leerlaufleistungsaufnahmen, welche bei niedrigen Geschwindigkeiten vielleicht drin sind, allerdings nicht bei ~25+ km/h. Messfehler?

hmm... ich hab mehrere Motoren... könnte sein, dass ich hier auch einen 26"-Motor vermessen ahbe ?
immerhin waren ja auch noch die Verluste für die Luftverwirbelung der Speichen dabei..
gemessen ahb ich mit eingeschleiftem EagleTree und CycleAnalyst damals

Gar nicht rechne ich, ich bemühe die Waage. Da war der Schnitt bei 18650ern verschiedenster Hersteller zwischen 47 und 50g. Demnach einen Mittelwert benannt.

ok.. dann hab ich deine ZEile falsch gelesen..

wenn Du bereits ~49g+Schweißband pro Zelle Mehrgewicht für die fehlende Kapazität gegenüber 3,5Ah Zellen z.B. bedingst?

ich hab 49g Mehrgewicht jeh ZElle gelesen, und mir gedacht: wtf ?

(gerade, wenn Du zeitgleich von einem zusätzlichen Nabenmotor für den Pedelecantrieb (oder mehr) schreibst).

wie geschrieben: eher Hirnwixxe gewesen...
der leichteste derzeit käufliche Rekumotor ist der BionX mit 3,2kg alle anderen wiegen eher so 5kg (GoSwissdrive 5,5kg)
und die können teils bei 50km/h+ abrauchen wie man so liest... (oder ist das heute nimma so ?)
dann haben sie auch noch ein Schleppmoment
(beim Goswiss den ich probegefahren bin kamen noch "Kaugummipedale" dazu... fahrender Panzer den ich mit ausgeschaltetem Motor absolut nicht merh fahren wollen würde)

der Reku-Reibrollenmotor (mit Halterung <1kg) könnte so ausgelegt werden, dass er für höhere Geschwindigkeiten tauglich ist...
und 95% der Zeit braucht man ihn nicht, also weggeklappt und somit null bremsen

der nabenmotor wiederum - in der nabe, kein Platzverbrauch - könnte auch ein kleiner sein.. ca. 2kg
mit Freilauf
der bremst dann beim Fahren auch nicht und könnte für 7 - 25km/h Pedelec-Legal ausgelegt sein

aber wie gesagt: nur ne Hirnwixxerei...
die Lösugung von Labella-BAron = 1 Motor für beides ist wohl vernünftiger...

Schleppmoment mag nicht soo hoch sein.. aber doch vorhanden..
(dafür zahlen hier im Forum einige bei jedem Reifenkauf extra einige Euro mehr, weil die paar Watt bei Tretleistung gespart werden)

 

[Gear7Lover]

Wo steht da was von max. 2,4A Ladestrom?

 

[Kraeuterbutter]

gibt ja andere Akkus... mann muss ja bei einem nicht-verdongeltem System sich nicht die schwächsten Akkus aussuchen

ich lad meine Pedelec-Akkus die keine 11,6Ah sondern nur halb so groß sind mit 6Ampere (mehr gibt mein lüfterloses Netzteil im Moment ned her)

 

[labella-baron]

11,6Ah - das sind also 10*4 Zellen mit 2,9Ah.
Und da soll eine nur mit nicht mal 0,6A (2,35/4) also 0,2C geladen werden - lächerlich !

 

[TitanWolf]

Ist halt ein Aufdruck.. hat mit den verbauten Zellen wenig zu tun.

Viele Grüße
Wolf

 

[Gear7Lover]

lächerlich

Kenne die Gründe nicht. Das sind ja keine Steinzeit-Konions. Wärmeabfuhr, Lebensdauer, begrenzte Verlustleistung beim Balancing am Ende des Ladevorgangs. Es geht beim Pedelec nicht um maximale Ladeströme sondern maximale Kapazität pro kg, Preis, geringe Selbstentladung und Lebensdauer. Das Rekuperieren ist eine völlig andere Disziplin. Da geht es darum hohe Spitzenleistungen zu verbraten. Wirkungsgrad zweitrangig. Daher die ernsthafte Überlegung die empfindsame Lithiumchemie völlig wegzulassen und die Energie physkalisch (Supercaps) zu puffern. Spannung? je mehr desto besser. Strom? egal. Temperatur? fast egal. Selbstentladung? egal. Tiefentladung? Wurst. Überladen? Unmöglich. Frost? völlig Wurst. Spitzenleistungsdichte? hervorragend. Wh/kg? schlecht, aber verschmerzbar.
[DOUBLEPOST=1510006494][/DOUBLEPOST]

Ist halt ein Aufdruck.

Ja der Sprung vom Herstellerdatenblatt der nackigen Zelle zum gebrauchsfertigen idiotensicheren Akkupack ist schmerzhaft.

 

[Kraeuterbutter]

Super cap mit welchen Daten?

 

[Leonardi]

"Im Vergleich zu Akkumulatoren gleichen Gewichts weisen Superkondensatoren nur etwa 10 % von deren Energiedichte auf"
steht hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

Nachprüfung bei diesem Kondensator: https://www.conrad.de/de/doppelschi...-62-mm-vinatech-vep3r0367qg-1-st-1547285.html
360 Farrad, 3 Volt, 70 Gramm

https://de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte#Energiedichte_im_Plattenkondensator
E=1/2*360 As/V *(3V)² = 1620 Ws
:3600 = 0,45 Wh pro 70g
Macht 6,43 Wh / kg

Lithium Akku hat aber https://de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte#Beispiele
ca. 150 Wh / kg also 23 mal so viel

*******

Aber mit der Energie eines solchen kleinen aufgeladenen Kondensators 360 Farrad, 3 Volt, 70 Gramm
könnte man etwa 2 Höhenmeter wieder hochkommen.

bei 100 Kg Gesamtgewicht
E=m*g*h = 100 kg*9,81 m/s²*2m = 1962 Ws = 0,545 Wh

Gruß Leonardi

 

[Gear7Lover]

Z.B. 4 Stück solche. 65F
Durch situationsgerechtes Umschalten ergeben sich folgende Konfigurationen.
1S4P max. 16V max. 80A
2S2P max. 32V max. 40A
4S1P max. 64V max. 20A
Nehme an die 3kW sind die zulässige Spitzenlast pro Modul.
Gesamtgewicht 3kg
Gesamtenergiemenge 1/2*C*U*U/3600=37Wh oder 133kWs. Nicht sinnvoll vollständig nutzbar. Die grobe Richtung kommt hin.

 

[Nobbi]

Gesamtenergiemenge 1/2*C*U*U/3600=37Wh oder 133kWs. Nicht sinnvoll vollständig nutzbar. Die grobe Richtung kommt hin.

naja - immerhin kann man damit eine gute Minute mit 2KW Energie (das sind immerhin 2hm/s bei 100kg Gesammtgewicht) bzw. die komplette Höhenenergie von 100kg auf 130hm einlagern. Alle anderen Verluste mit reingerechnet wären das zwischen 150 und 200hm ganz ohne Einsatz der normalen Bremse. Wär doch schon mal ein guter Anfang . Für alles was rekuperativ im 'normalen Flachland' mit Hügeln unter 200hm so anfällt sogar weit mehr als genug.
Wobei ich so einen Supercap nur als Ergänzung zu einem herkömmlichen LiIon-Akku sehen würde - die Leistungselektrik müsste dann z.B. dafür sorgen, dass der Supercap durch Umladen in den Akku nach Möglichkeit einen (wählbaren) Anteil der Kapazität für rekuperatives stärkeres Bremsen bergab freischaufelt. Ein längeres Gefälle kann man dann zwar auch nur mit einer durch den Ladestrom der Akkus begrenzten vergleichsweise niedrigen Durchschnittsgeschwindigkeit herunterfahren, allerdings wäre es dabei unkritisch es auch mal ein Stück schneller laufen zu lassen, wenn man dazwischen langsam genug zum Umladen fährt. Nur mit Akku müsste man da schon erheblich disziplinierter vorgehen.

 

[Gear7Lover]

Ich hätte das jetzt alleine betrieben. Aber Umladen geht natürlich theoretisch auch. Powerbank-Besitzer brauchen das förmlich Gebe aber zu bedenken dass der "chemische" Akku beim Laden 20% Verlust produziert. Aber das ist wie bei Solarzellen. Wenn es die Energie umsonst gibt ist der Wirkungsgrad eigentlich egal.

 

[labella-baron]

Ich hätte das jetzt alleine betrieben.

Der Supercap ändert ja seine Spannung drastisch, wenn er Energie abgibt oder aufnimmt im Gegensatz zu einem Akku.
Also hat man ständig variierende Höchstgeschwindigkeiten bzw. auch sich ändernde Unterstützung.

Ohne das Zusammenspiel mit einem Akku wird dies nicht gehen und da kann man nicht einfach parallelschalten, da man bei konstanter Spannung den Supercap auch gleich weglassen könnte (siehe oben).

Bin übrigens über deren Energieinhalt inzwischen verwundert und dass das Hintereinanderschalten von vielen Zellen (18?) trotz nicht so ganz niedriger Innenwiderstände jetzt möglich sei, entgegen der Diskussion im Pedelec-Forum vor ein paar Jahren.

 

[Nobbi]

Also hat man ständig variierende Höchstgeschwindigkeiten bzw. auch sich ändernde Unterstützung.

nein, dafür braucht man einen passenden Schaltregler um das zu adaptieren. Der muss (im Gegensatz zu dem was in den üblichen Controllern verbaut ist) die Spannung sowohl hoch, als auch runtertransformieren können (Buck/Boost-regler). Ist im Prinzip aber nicht schwer zu realisieren, da muss nichts wirklich neues für erfunden werden.
Sowas sollte ein Regler übrigens auch mit Akku können um wirklich effizient zu Rekuperieren. (Darüber hat sich @TitanWolf hier im Thread aber schon ausgiebig ausgelassen).

 

[labella-baron]

Sowas sollte ein Regler übrigens auch mit Akku können um wirklich effizient zu Rekuperieren. (Darüber hat sich @TitanWolf hier im Thread aber schon ausgiebig ausgelassen).

Wenn die erzeugte Spannung höher wird als die Akku-Spannung sehe ich es immer noch nicht recht ein - der Strom fließt dann auch so ganz verlustfrei rein und so hoch wird er nicht.
Wenn der Kondensator bis auf 12V entladen wird und hierbei einen 36V-Akku lädt, muss um Faktor 3 hochgewandelt werden und das ist leider mit stärkeren Verlusten behaftet. Trotzdem bleibt immer 1/9-tel der Energie im Supercap ungenutzt.

 

[Nobbi]

Wenn die erzeugte Spannung höher wird als die Akku-Spannung sehe ich es immer noch nicht recht ein - der Strom fließt dann auch so ganz verlustfrei rein und so hoch wird er nicht.

Mit einem MPP-Tracker würde bei entsprechendem Spannungsüberschuss des Generators ein höherer Strom in den Akku fließen. (Wohlgemerkt 'in den Akku' - der vom Generator gelieferte Strom kann ja vor dem Schaltwandler bei höherer Spannung kleiner sein, als das was nach dem Wandler bei niedrigerer Spannung in den Akku fließt).

 

[TimB]

der Strom fließt dann auch so ganz verlustfrei rein und so hoch wird er nicht.

Also entweder fließt er verlustfrei rein, oder er wird nicht so hoch. Beides zusammen geht nicht, sonst würde Energie vernichtet.
In Wirklichkeit wird die Energie in Stromleitung und Innenwiderstand in Wärme umgesetzt. Gleichzeitig bricht die Spannung vom Generator kommend ein und es wird weniger rekuperiert.

Gruß,

Tim

 

[Gear7Lover]

Das CC-CV Ladeverfahren für Lithiumakkus ist bekannt? Es muss also sowohl der Strom als auch die Spannung begrenzt werden um den Akku zu laden.

Um dem Buck-Boost-Dilemma aus dem weg zu gehen hätte ich ja die das Supercap Spannungsniveau deutlich drüber gewählt. Im Beispiel 64V für einen Motor der bei 36V 25km/h Leerlaufgeschwindigkeit hat. So kann der Motorkontroller bis zu seiner Pedelec-gewöhnliche Abschaltschwelle von 30V herunter die Supercap Reihenschaltung direkt ohne zwischengeschaltete Wandler entladen. Du hast also einen nutzbaren Spielraum zwischen 30 und 64V also gut die Hälfte der oben berechneten 133kWs. Fürs Umladen in den Lithium Akku hast Du Ladespannung bis 64V. Am Ende des Ladevorgangs gewöhnlich 42V. Nach dem Umladen ist der Supercap also wieder aufnahmebereit. Das Aufladen muss über einen Spannungswandler mit 64V max. am Ausgang und dem Motorstromgleichrichter (Rekufähiger Controller) am Eingang erfolgen.

Wenn man nur mit gepufferter Energie arbeitet, und nie an die Steckdose geht, kommt man dann an den gesetzlichen Beschränkungen für Pedelecs vorbei?

 

[labella-baron]

Mit einem MPP-Tracker würde bei entsprechendem Spannungsüberschuss des Generators ein höherer Strom in den Akku fließen.

Also im Grunde das Thema Leistungsanpassung. Ich bezweifle, ob das hier viel bringt: der Innenwiderstand des Generators und des Akkus haben die gleiche Größenordnung.

Also entweder fließt er verlustfrei rein, oder er wird nicht so hoch.

Ich hätte ohne zusätzliche Wandlerverluste schreiben sollen. Natürlich wird er durch die oben genannten Innenwiderstände begrenzt.

Um dem Buck-Boost-Dilemma aus dem weg zu gehen hätte ich ja die das Supercap Spannungsniveau deutlich drüber gewählt. Im Beispiel 64V für einen Motor der bei 36V 25km/h Leerlaufgeschwindigkeit hat.

So machen es ja Pedelec-Reku-Systeme mit der Akku-Spannung z.B. BionX. Aber beim Aufrechtrad ist die Geschwindigkeitsspanne längst nicht so groß.
Unser Problem im VM ist halt, dass wir elektrische Unterstützung bei 10% Steigung mit 10km/h und auch bei 10% Gefälle manche bei 100km/h elektrisch bremsen wollen.
Ein Faktor von 10 sowohl in der Geschwindigkeit wie auch im Spannungslevel.

Aber ich fürchte so langsam sind wir hier im falschen Forum und nur noch ganz wenige können obiges nachvollziehen.