UL mit Elektroantrieb?

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Werner Eck
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Beitrag von Werner Eck » Fr 17. Nov 2006, 14:40

Hallo Klaus,
ich wollte Dir nur noch zurufen, daß ein Elektromotor bei vorgegebener Spannung durch seine Wicklung in weiten Bereichen auf die geforderte Drehzahl eingestellt werden kann. Wenn wir mal von meinem Direktantrieb ausgehen, der auf 1800Upm beim GS ausgelegt ist, dann wickelt man für eine Wunschdrehzahl von z.B. 1500 eben einige Windungen mehr auf die Zähne oder für z.B. 2500 einige weniger. Kein Problem. Auch das Drehmoment bei einem vorgegebenen Strom kann man durch einen längeres Ankerblechpaket vergrößern. Man muß halt selbst Hand anlegen. Direkt im Laden zu kaufen gibt es heute noch keine brauchbaren bürstenlosen Direktantriebe für Deinen Zweck aber die kommen. Wie immer wird der Automobilbereich den kostenmäßigen Durchbruch bringen. Die neuen Hybridautos von Toyota +Co haben solche Scheibenmotoren von 10-20KW nur kriegt man die nicht so leicht.

Dann noch einmal zu den Akkus bzw. deren Lebensdauer. Ein Hochleistungs-Li-Flugakku, der in 15min bei Vollgas leergeflogen wird, ist nicht wirklich hoch belastet. Das sind nämlich genau 4C. Er leidet darunter keinen Schaden was die Lebensdauer betrifft. Frag mal einen Besitzer einer Elektro-Hilti. Der hat nämlich solche modernen Akkus und die werden etwa genau so belastet wie im Flieger. Der ist i.d.R. Profi und würde sicher keinen Dreck kaufen, der nach 20 Ladungen kaputt ist. Laß Dich von einigen Jungs hier im Forum nicht entmutigen, die verstehen nicht wirklich was von Strom. Laß die mal weiterknattern und damit glücklich sein.

Gruß
Werner
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tiniro01
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Beitrag von tiniro01 » Fr 17. Nov 2006, 14:58

Was meine Frage nach der Zahl der sicheren Zyklen aber noch nicht beantwortet hat.
Ist ja nicht ganz unwichtig bei den Kosten.

Welche Art Akkus setzt Du denn ein?
Du sprachst ja von ummantelten Zellen.
Gibts da ein offizielles Typenkennblatt des Herstellers?
Gruß Gert
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aeroklaus
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Beitrag von aeroklaus » Fr 17. Nov 2006, 16:41

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
Werner Eck schrieb am 17.11.2006 15:40 Uhr:
Laß Dich von einigen Jungs hier im Forum nicht entmutigen, die verstehen nicht wirklich was von Strom.
</tr></td></table>

ich ja noch weniger....

Aber keine Sorge, ähnliche Diskussionen habe ich schon in diversen anderen Foren lesend mitverfolgt, kommt ein wenig bekannt vor, oder ? ;)

@Gert,

Werner verwendet von der Firma BMZ http://www.bmz-gmbh.de professionell hergestellte Akkupacks mit den Zellen von Sony Typ US18650V bzw. US26650VT, die auch Hilti verwendet.

Datenblätter habe ich leider keine gefunden, aber er hat schon draus zitiert: 1000 Ladezyklen.

Grüsse Klaus
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Beitrag von Werner Eck » Fr 17. Nov 2006, 17:52

<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
tiniro01 schrieb am 17.11.2006 15:58 Uhr:
Was meine Frage nach der Zahl der sicheren Zyklen aber noch nicht beantwortet hat.
Ist ja nicht ganz unwichtig bei den Kosten.

Welche Art Akkus setzt Du denn ein?
Du sprachst ja von ummantelten Zellen.
Gibts da ein offizielles Typenkennblatt des Herstellers?
</tr></td></table>


Sorry lieber tiniro,
der Akku mit dem ich den Gleitschirmmotor mit Energie versorge, hat 25Ah, ca. 50V mittlere Entladespannung und wiegt 12,5kg. Er setzt sich aus 140Zellen vom Typ BMZ 26650VT in der Konfiguration 14S10P zusammen. Die Zelle wird von Sony hergestellt und wird exclusiv in D von BMZ in 63791 Karlstein zusammenmontiert zu Akkupacks und verkauft. Der komplette Akku kostet fertig montiert mit Hochstromschweißverbindern 960? +Mwst.

Die offizielle Bezeichnung der Einzelzellen von Sony lautet:

Lithium Ion Manganese Cells for high current discharge

Gemäß offiziellem Sony - Datenblatt hat die Einzelzelle folgende Eigenschaften:

2400 mAh Nennkapazität
9,4Wh Energie
Nominalspannung:3,6V
Gewicht: 89,5
Länge: 65,6mm
Durchm.:26,45mm
max.Ladestrom: 5A
Innenwiderstand: 13mOhm
Entladekurven bis 30A
UL-tested and approved (amerikanische Sicherheitsnorm)
nicht brennbar und nicht explosionsfähig.

BMZ zeigt das in einem Video mit einer Ladung pro Zelle bis über 5V und einem Nagel,der quer durch die geladene Zelle getrieben wird. Garnichts geschieht nur die Zelle ist kaputt im Gegensatz zu etlichen anderen Zellen, die eine noch höhere Energiedichte und geringeren Innenwiderstand haben. Die fackeln richtig ab, was wohl einige Forumsteilnehmer mal gesehen haben.

Nach 500 Volllade-/Entladezyklen bei 10A noch 100% und bei 20A noch 80% der Neukapazität. Die offizielle Dauermessung hört bei 500 Zyklen auf,die Kapazitätskurve fällt aber nur ganz flach ab
Die Lebensdauer gibt BMZ mit über 10 Jahren und 1500 Zyklen an.

Wenn bei einem UL ein doppelt so großer Akku (25kg) von einem 10KW-Motor mit 75%Volllast in 20 min leer gemacht wird ergibt das bei einer Leistung von 7,5KW einen Strom von 7,5A pro Zelle. Das ist also für die Zelle eine spezifizierte eher niedrige zulässige Belastung und selbst Vollgas bringt auch nur 10A. Die Zellen werden dabei nicht nennenswert warm.

Das würde heißen, daß man sicher 1000 Starts mit anschließendem Flug von 20min machen könnte und der Akku wäre immer noch gut zu gebrauchen. Das sind Akkukosten von 2? pro Start und Stromkosten von 2KW= 0,4?.

Ich werde mir übrigens nächstes Frühjahr einen solchen 50Ah LI-Akku in mein Elektroleichtkraftrad von EVT (Zul.Gesamtgew.230Kg)rein machen, dann ist die 3-jährliche Ersatzinvestition für die Bleiakkus auch nicht mehr nötig und ich komme sicher wesentlich weiter (>120km)und auch Steigungen von 20% dürften dann wegen dem um 40kg niedrigeren Gesamtgewicht kein Problem mehr sein. Elektroroller fahren ist fast so schön wie fliegen ohne Motor, nur halt tiefer und in der Regel auf Wanderwegen, was keinen stört.

Noch irgendwas unklar. Kein Problem fragt nur.

Gruß
Werner
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Beitrag von tiniro01 » Fr 17. Nov 2006, 18:05

"Nach 500 Volllade-/Entladezyklen bei 10A noch 100% und bei 20A noch 80% der Neukapazität. Die offizielle Dauermessung hört bei 500 Zyklen auf,die Kapazitätskurve fällt aber nur ganz flach ab
Die Lebensdauer gibt BMZ mit über 10 Jahren und 1500 Zyklen an."


Darauf kam es mir an.
Hoffentlich sind das in der Praxis reproduzierbare Werte.
Ich hab da so meine stillen Zweifel.

Die Kurzschlußsicherheit ist aber ein schlagendes Argument für das Produkt
Gruß Gert
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Beitrag von aeroklaus » Fr 17. Nov 2006, 18:37

na gut, stille Zweifel als NiCad-Geschädigter trotz Superladern habe ich auch, aber Hand aufs Herz:

es ist wahrscheinlich eher so, dass man den Akku nach ein paar Jahren eh gegen den dann mittlerweile leichteren, preiswerteren mit doppelter Kapazität austauscht.

Selbst wenn er nur 500 Zyklen aushält: das sind 500 20 Minuten-Flüge mit anschliessender Thermikverlängerung.

Selbst Highendigere Segelflug-Selbststarter lassen sich von kleinen Solo-Limbach etc. Zweitakterchen mit TBOs von ein paar Dutzend Stunden hochziehen.

Grüsse Klaus
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Beitrag von tiniro01 » Fr 17. Nov 2006, 18:42

Auch wieder wahr.
Gruß Gert
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Beitrag von aeroklaus » Fr 17. Nov 2006, 21:08

Hallo Leute,

ich muss zugeben, beim Schreiben des Ausgangsposts, welches schon lange vor Eröffnung der Threads geschrieben wurde, war mir selbst noch nicht klar, wohin die Reise gehen könnte/sollte/müsste. Ich habe gehofft, ein paar Anregungen geben zu können, ich habe auch gehofft, ein paar Leute vom Fach stossen dazu (was hiermit auch geschehen ist ;) ).

Mittlerweile wird klar, dass ein E-Antrieb greifbar ist, dank Menschen wie Werner, die allen Unkenrufen zum Trotz so eine Sache unbeirrt durchziehen, weil sie daran glauben. Meine Hochachtung dafür!

Es ist aber auch klar geworden, dass E-Flug momentan noch kein Ersatz für Rotax und Co. sein will und kann. Das liegt fast ausschliesslich am Leistungsgewicht der momentan erhältlichen Akkus. Und selbst wenn es morgen plötzlich den Superakku gäbe, würde die gesamte Infrastruktur fehlen (wo kann ich bitte nachtanken?)

D.h. die "von A nach B-Fliegerei" quer durch Europa wird auch weiterhin auf längere Sicht per x-Takt Verbrennermotoren stattfinden. Selbst der "erweiterte Platzrundenbetrieb" ist mit E-Antrieb Blödsinn.

Wenn man die Sache von dieser Ecke aus betrachtet, ist E-Flug erstmal komplett uninteressant., und es lohnt nicht, weiter darüber nachzudenken, Zeitverschwendung.

Aber mal sehen, was die Zukunft so bringt. Hybridantriebe bei KFZs lassen hoffen.


Der sinnvolle Einsatz ist jedoch die schon beschriebene "Thermik-Wiesenfliegerei": der E-Antrieb als Ersatz für die Winde, als Ersatz für den F-Schlepp, oder der Berg aus dem Akkupack. Das Fluggerät aus dem Hänger ziehen, die Solarzellen auf dem Hängerdach könnten den Flugakku geladen haben, die beste Thermikzeit abwarten und los. Und dann ein, zwei Stunden oder länger kurbeln. Erstmal die nähere Gegend erkunden, die Grenzen kann man später mit wachsender Erfahrung langsam ausdehnen. Und wenn nichts geht, landet man halt wieder, idealerweise hat man den Akku dann noch nicht ganz leergeflogen.

Aber ich muss zugeben, diese Art der Fliegerei ist wahrscheinlich für die meisten UL-Piloten eher fremd und unattraktiv.

Aber für "Aufsteiger" aus dem Gleitschirm/Drachenlager bzw. Segelflieger könnte es eine umweltfreundliche und auch preiswerte Alternative sein.

Da der Antrieb ja dank Werner nahezu fertig ist, fehlt noch das passende Fluggerät. Die Anforderungen an dieses kennen wir schon so in etwa.

Und da jedem sein Geldbeutel am nächsten ist, suche ich halt nach preiswerten, schon existierenden Fliegern, am besten schon mit UL-Zulassung. Dabei ist mir erstmal vollkommen wurscht, ob das ein Dreiachser, ein Trike oder sonstwas ist.

Übrigens, Walter: es gibt tatsächlich Motorschirmpiloten, die den Motor auch abschalten und Thermik fliegen. Ich kenne sogar Minimumpiloten, die das mit Begeisterung tun. Ebenso kenne ich einige Dreiachserpiloten, die regelmässig den Quirl abschalten. Scheint doch Spass zu machen.

Übrigens finde ich es gar nicht so abwegig, mit einem Trike in die Thermik zu gehen. Ich meine damit nicht Erkkis fliegende Bügeleisen, sondern so filigrane Teile wie den Silent Glider M. Der ist aber happig teuer. Warum also nicht eine Low-Cost Version mit einer Starrflüglerfläche und einem Minimaltrike?
Schade dass es kaum Erfahrungen damit gibt.

Man braucht zum Thermikfliegen übrigens nicht Gleitzahlen über 20, sonst könnte man ja mit einem Airbus auch kurbeln. Wichtig ist eher ein passables Minimumsinken unter ca. 1,5m/s, deswegen sind die aerodynamisch katastrophalen Gleitschirme ja ganz vorzügliche Thermiksegler, obwohl sie eine Gleitzzahl von durchschnittlich 8 haben. Sogar mit meinem Scheibe Uli konnte ich bei GZ 8 und einem Sinken von 1,6m/s in leichter Herbstthermik bei Leerlauf zumindest teilweise die Höhe halten.
Eine möglichst hohe Gleitzahl ist nur wichtig, um von Bart zu Bart zu kommen, ohne dazwischen allzu viel Höhe zu verlieren.

So, und nun wäre ich Euch sehr dankbar, wenn wir ab jetzt hier nur diese Variante weiter diskutieren könnten. Und ich bitte Euch, auch abwegige Ideen erst mal zuzulassen.


schönen Abend,

Klaus
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Beitrag von Rumpelstoss » Mo 20. Nov 2006, 10:49

Hallo
In der Zeitschrift Elektro-Modell sind die Konion-Zellen getestet worden. Ich kann die Testberichte mal raussuchen, wenn die jemanden interessieren. Und bei den Modellfliegern finden die großen Anklang.
Rumpelstoss
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Beitrag von aeroklaus » Mo 20. Nov 2006, 11:21

Hallo Rumpelstoss,


<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
Rumpelstoss schrieb am 20.11.2006 11:49 Uhr:
Hallo
In der Zeitschrift Elektro-Modell sind die Konion-Zellen getestet worden.
</tr></td></table>


Soweit ich das verstehe, verwendet Werner Akkupacks aus eben diesen Zellen. Die Zellen haben etwas weniger Kapazität bzw. höheres Gewicht, sind aber im Gegensatz zu den Lipos nicht brandgefährdet.

Grüsse Klaus
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Beitrag von Rumpelstoss » Mo 20. Nov 2006, 19:25

Hallo aeroklaus

Die Dinger sind in einem Blechbecher eingebaut genauso wie herkömmliche NiCd- oder NiMH-Zellen. Dadurch hast du zwar einen Gewichtsnachteil, aber der Umgang ist viel einfacher, weil sie auch mal eine mechanische Belastung abkönnen. Die "normalen" LiPo-Zellen sind in eine Metallfolie eingebaut und können verbogen werden. Und wenn dann ein interner Kurzschluss zustande kommt, kann es brennen.
Die Konions sind für den Werkzeugmarkt gedacht und da legen die Hersteller und die Kunden doch sehr viel Wert auf Alltagstauglichkeit und Robustheit

Grüßt alle , nächstens mehr Rumpelstoss
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Beitrag von Cobra Uwe » Di 21. Nov 2006, 15:32

Auch in der Autobranche hat da jemand nachgedacht.

Dazu siehe :

http://www.focus.de/auto/neuheiten/tesl ... 26358.html

UWE
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Beitrag von tiniro01 » Di 21. Nov 2006, 16:46

Scheint viel Strom zu brauchen.
War dann wohl nicht mehr genug da für eine ordentliche Ausleuchtung der Fotos.

Witzig ist auch "emissionsfrei".
Ist eine mit Altöl befeuerte Dampflokomotive auch....
....wenn man nur die Dampfmaschine betrachtet und den Kessel gnädig übersieht.
Woher der Flitzer wohl den Strom holt? :D

Viel interessanter ist aber, wie sich solche Technik in Alltagsfahrzeugen schlägt.
Da sind die emsigen Japaner mit ihren Hybrids mal wieder schneller gewesen.

Aber da fällt auch für uns Flieger sicher bald was ab.
Gruß Gert
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Beitrag von aeroklaus » Mi 22. Nov 2006, 15:04

so, jetzt muss ich mal Tacheles reden: ;)

angenommen, jemand möchte einen Mitchell Wing B10 elektrifizieren.
Hier nochmals die wichtigsten Daten:

-MTOW 210kg
-bestes Gleiten 14-15 bei 63km/h
-möglicher Propdurchmesser: maximal 1,75m

Leistungsbedarf bei 50% Gesamtwirkungsgrad für 1,5m/s Steigen: 10-12KW.

So, nun meine Fragen an die Gurus:

erstens.
@Walter, was für einen Prop bräuchte es, um die 10-12KW möglichst effektiv umzusetzen?
(Durchmesser, Blattzahl, optimale Drehzahl)
Fehlen Dir dazu noch irgendwelche Daten, z.b. die Leistungs/Drehmomentkurven?


zweitens.
@Werner,
könntest Du evt. diese fehlenden Daten liefern? Wie sieht es überhaupt mit Leistung und Drehmoment bei verschiedenen Drehzahlen bei E-Motoren aus?
und:
könnte man einen Direktantrieb Deiner "neueren Bauart" mit der von Walter "geforderten" Drehzahl bauen?

Und was mich natürlich auch noch interessiert:
Du hast ja bereitwillig Hilfe angeboten. Wie könnte das aussehen, wenn eine spanabhebende Niete wie ich ohne entsprechenden Maschinenpark so einen Motor bauen wollte?


Ach ja, eventuell kann man natürlich, wenn erforderlich erstens. und zweitens. auch dynamisch vertauschen. ;)

Grüsse Klaus
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Wabo
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Beitrag von Wabo » Mi 22. Nov 2006, 16:33

Die Daten reichen aus wenn man die Propeller-Drehzahl frei festlegen kann. Wenn der Motor die gegebene Leistung nur direkt und bei einer bestimmten Drehzahl abgibt, brauche ich zum Beispiel auch die Drehzahl.

Dann kann es passieren, das der sinnvolle/optimale Propeller (Wirkungsgrad) auch kleiner wird oder mehr als 2 Blätter hat.

Unterm Strich kommen dann eine Drehzahl/Fluggeschwindigkeitskurve und eine Schub/Fluggeschwindigkeitskurve heraus.

Ob das dann ausreicht für den Flieger hängt wiederum von dessen Gleitwinkel-Polare ab.

Übrigends ist es beim Elektromotor relativ einfach einen Propeller "anzupassen" weil der Motor im Zweifelsfall einfach mehr Strom verbraucht, um seine Nenndrehzahl zu erreichen.

Was allerdings dann zu Akkuproblemen führen kann. Kurz gesagt, gib mir noch eine Drehzahl und ich zeig Dir den Propeller als 3D Modell.

Wie man die Motordrehzahl konstruktiv ändert hat Werner glaube ich schon beschrieben. Es gibt Firmen die sowas als bausatz verkaufen in einer kleineren Größe und wenn jemand lesen kann und google benutzen findet man Bauanleitungen und Konstruktionsbeschreibungen auch im Internet.
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