Systemspannung erhöhen von 10S auf 11S - Auswirkungen?

[matt44]

Mich würde mal interessieren, was passiert, wenn ich die Systemspannung meines Rollers moderat erhöhe. Meine Anfrage ist theoretischer Natur, denn Regler und Motor nebst Peripherie müssen den Spaß ja mitmachen .

Ausgangslage: 36V Akku = 10S= Ladeschluß = 42V.
Rechnerisch sieht das dann so aus (wobei ich jetzt mal außer Acht lasse, dass der Akku unter Volllast nicht die volle Spannung liefert).

Der Regler leistet auf dem Papier 18A
Also: 18A x 42V = ca, 750W.

Jetzt erhöhe ich die Spannung, bspw. durch einen 11S Akku auf 46,2V
Das bedeutet rechnerisch: 46,2V x 18A = 831w, also immerhin ca. 80W Mehrleistung.

Was passiert jetzt tatsächlich:

- wird der Roller aufgrund der höheren Systemspannung schneller ?. Wenn die Geschwindigkeit anhand der Radumdrehungen ermittelt wird, wäre das wohl nicht der Fall.
(Bei meinem E-Bike hatte ich das mal versucht, die Kiste lief dann tatsächlich statt 25 km/h ca. 33 km/h).

- Da auch die Systemleistung steigt (s.o., also 831W statt nur 750W), müssten Beschleunigung und Bergsteigefähigkeit besser sein.

Hat das mal jemand gemacht ?

 

[pedator92]

Die Frage kann man glaub ich nicht ganz allgemein beantworten.
Ich hab schon die verschiedensten Controller und Anschlusskonstruktionen gesehen, von maximal Geschwindigkeitsreglung über ein Poti (Vollgas ist am Griff eben keine volle Spannung am Controller) bis hin zu einfachen Relais schaltung.

Durch die erhöhte Spannung wäre wie du schon richtig erkannt hast mehr Leistung möglich aber ebenso steigt auch die Wärmeabgabe richtung Motor und Controller. Wenn das BMS nicht vorher abschaltet dann würde im schlimmsten Fall der Controller bei 29v abschalten und du hättest pro Zelle noch 2,63v übrig (viele Zellen sind bis 2,5v verträglich), auf der anderen Seite kommst du aber auch weiter bei gleicher Zellen Anzahl + 1 Reihe.

In der Theorie sollte der Controller einfach anhand der Umdrehung die Geschwindigkeit berechnen, da sollte die spannungserhöhung keine Probleme machen. Sollte der Controller aber eben den Motor per spannung regeln so wäre auch mehr endgeschwindigkeit drinnen.

 

[chrispiac]

Eine Mehrgeschwindigkeit würde ich nicht erwarten, da die Steuerung bei erreichen der Maximalgeschwindigkeit die Unterstützung einfach abschaltet, bzw. bei Überschreiten per Rekuperation einbremst, wenn Du das Daumengas weiter betätigst. Bei mehr als 42V müßte der Motorcontroller eine Überspannung melden und zum Schutz abschalten. @pedator92 hat die Probelematik wegen Unterspannung bereits beschrieben. Du bräuchtest einen konfigurierbaren Motorcontroller um die Systemspannungsparameter anzupassen. Natürlich auch neuen Akku mit angepassten BMS und ein auf 11S ausgelegtes Ladegerät.

Entsprechend dürfte es schwierig sein, das Verhalten vorherzusagen. Da die Mehrspannung ohne Anpassungen nicht ausgespielt werden kann, dürften bessere Beschleunigung oder Steigvermögen kaum ausgespielt werden. Die Ausgaben würde ich mir sparen und lieber das Geld als Grundstock für einen Roller mit mehr Leistung (z. B. Vx2) zurücklegen.

 

[Lisij]

Ich habe es ausgetestet mit 11S bei unserem Epf-1, es funktioniert und der Scooter hat schon mehr Leistung.
ABER die Motorbremse beim Controller ist abgesichert und würde erst so ab 41-41.5 Volt funktionieren.
Schneller wurde der Scooter nicht, so wie ich mich erinnern kann.

 

[LittleGizzmo]

Und ein 11s Ladegerät hab ich noch nicht gesehen

Wie habt ihr denn das "Mini" Upvolting realisiert?

 

[Lisij]

Ich habe mir einfach aus den 21700er Samsung Zellen 1S4P gebaut und in Reihe geschaltet.
11S laden kann man mit Solarlader oder Labornetzteil.

 

[LittleGizzmo]

Meinte eigentlich den Matt44, aber nun gut. Labornetzteil ist ja auch nicht in jedem Haushalt zu finden

Vergleichend mit einem anderen UpVolting Kandidaten gibts bei Denis Yurev ( bekannt für den "RITA" Baustein PRO2/MaxG30D ) +2 Zellen, also 12S Akku für den Xiaomi Pro2, nebst passendem 12S Charger, der Zuwachs an Speed ist aber auch überschauhbar für das Resultat... 37-38 km/h glaubich, ist natürlich mehr "Stress" für Controller und Motor wie auch bei Euerm EPF UpVolting Projekt

 

[chrispiac]

Es ist aber ein Unterschied ob man einen einigermaßen programmierbaren Motorcontroller har oder ein vergossenenes Teil wie die Zydtech Controller bei den EPFs. Gewisse Tolleranzen wird er mitmachen, aber die Verschiebung der Spannungspunkte macht auf Dauer Probleme. Ich würde eher den Weg gehen entweder einen Zweitakku parallel zu schalten - für mehr Reichweite und ggf. besseren Anzug und Steigfähigkeit oder die Umrüstung auf 21700. Das könnte ein vertretbarer Mehrgewinn sein.

 

[matt44]

Erst mal vielen Dank für Eure Hinweise:

der einfachste Weg, dass mal auszutesten, wäre der Einsatz eines Step-Up Wandlers, also sowas hier:

https://de.aliexpress.com/item/32848799438.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dZ2YW1w

Dieser Wandler dürfte aber zu schwach dimensioniert sein, den gibt es aber noch mit 30A, habe den auf die Schnelle jetzt nicht gefunden.

Vorteil dieser Vorgehensweise: der 36V Akku kann (theoretisch) bleiben. Am Ausgang des Wandlers stellt man die gewünschte Spannung ein (also in unserem Fall 45V) und dreht den Strom voll auf.
Beim Betrieb liegen dann IMMER 45V an, also auch, wenn die Akkuspannung sinkt. Leider steigt hierbei auch der Strom deutlich an, d.h., der Akku + BMS muss mit dem höheren Strom zurechtkommen. Aber für ne Testfahrt sollte das funktionieren.

Und ein 11s Ladegerät hab ich noch nicht gesehen

Wie habt ihr denn das "Mini" Upvolting realisiert?

Das Laden eines 11S wäre das geringste Problem. Das funktioniert einwandfrei mit dem oben verlinkten mit einem Stepup Wandler, Ausgangsspannung und Strom einstellen und fertig.