Gewichts-Tuning durch Ultracaps statt Bleiakku?

Hi!

Ein Gewichts-Tuning macht in zweierlei Hinsicht Sinn: Für Beschleunigungs-Freaks ist es genauso interessant wie für Spritsparer, da es das Masse-Leistungs-Verhältnis des Kfz verbessert und die Bremsenergie verringert.

Ultracaps basieren auf einer neuen Technologie und werden seit kurzem im Bauteile-Handel angeboten. Es sind Kondensatoren mit extrem hoher Kapazität und Leistungsdichte. Die Energiedichte ist hingegen geringer als die von Bleiakkus.

Hier die grundlegenden Merkmale von Ultracaps: http://www.udomi.de/fuelcell/ultracap-basics.html

Wer seinen Starterakku wirklich nur zum Starten benötigt und keine Stromfresser auch bei abgestelltem Motor betreiben will, für den sind Ultracaps doch ideal. Natürlich ist ein kleiner Pufferakku weiterhin notwendig, da auch bei Motorstillstand das Bordnetz auf einer konstanten Spannung gehalten werden soll.

Meines Wissens werden bisher nur einzelne 'Zellen' von 2,3V und unterschiedlichen Kapazitäten angeboten, z.B. hier: (auf den Ultracap klicken) http://www.billig-digitalkamera.de/B_22xxx501973_ULTRACAP600F23V.htm

Für mein Auto würden nach überschlägiger Berechnung 7 'Zellen' á 2,3V/100F für den Startvorgang bereits ausreichen. Als Pufferakku dann idealerweise 10 NiMH-Hochstrom-Zellen mit Ladeelektronik. Die Kosten wären allerdings höher als ein neuer Akku: 7*30€ allein für die Ultracaps. Wenn man aber bedenkt, was diverse Freaks für ein Quentchen mehr Beschleunigung ausgeben, sind das Peanuts.

Naja, der Gewichtsspareffekt ist nicht überragend: 15-20kg vielleicht. Aber dafür sinkt auch der Schwerpunkt und die Kippeligkeit des Wagens, da Akkus in VW-Kompaktwagen meist hoch eingebaut sind.

Gruß
Holger

schmeiss doch einfach die rückbank und alle dämmstoffe etc. raus....

kostet nix und bringt mehr....


CU Gremlin

Hab ich doch schon längst gemacht. Sogar das Notrad & Zubehör. Daher ist mein Auto hinten jetzt so hochbeinig, besonders mit leerem Tank. Bringt aber nur schätzungsweise 20-30kg.

Hallo,

das wird von den Automobilherstellern schon seit längerem getestet und funktioniert auch ganz gut. Für neuere Autos gibt es bei dem Elektronikwust aber mittlerweile ein gravierendes Ruhestromproblem, da jede Menge Module auch im Zustand Zündung aus am CAN (wake on CAN oder Wake on MOST) horchen müssen und damit nicht komplett ausgeschaltet werden dürfen. Kannst dir ja mal überlegen wie sonst deine Funkfernbedienung zum Türöffnen funktionieren kann. Die Batteriekapazität wird heutzutage mehr durch den Ruhestromverbrauch als durch den Anlassvorgang bestimmt.

Frag mal bei EPCOS nach, die haben genau was Du suchst.

Mit freundlichem Gruß
Christian

Naja, der heutige Trend zu immer mehr Gimmicks läuft der Gewichtsreduzierung zuwider. Wer kompromißlos auf gute Beschleunigung und weniger Spritverbrauch setzt, sollte auf das ganze Verwöhn- und Verhätschel-Luxusspielzeug ganz bewußt verzichten.

Ich würde mir immer wieder ein Auto kaufen, das keine Klima, el. Fensterheber oder ZV hat, wenn es sonst meinen Wünschen entspricht. Nagut, ein el. Fensterheber auf der Fahrerseite ist ohne Klima schon praktisch, da ich in Ortschaften im Hochsommer immer mit offenem Fenster fahre und außerorts wieder hochkurble.

Hat EPCOS auch schon fertige 'Batterien' zur Umrüstung von Kfz?

Gruß

Naja, der heutige Trend zu immer mehr Gimmicks läuft der Gewichtsreduzierung zuwider. Wer kompromißlos auf gute Beschleunigung und weniger Spritverbrauch setzt, sollte auf das ganze Verwöhn- und Verhätschel-Luxusspielzeug ganz bewußt verzichten.


Hm, mal angemerkt : Das Fahrzeuggewicht spielt nur eine Rolle beim Beschleunigen und Verzögern, wenn Du als konstant 130km/h auf der AB fährst ist es vernachlässigbar egal, ob Dein Auto 1t oder 2t wiegt.

Laufwiderstandsoptimierte Reifen, eine günstige Karosserieform, genügend Reifenluftdruck und vor allem eine vorrausschauende Fahrweise sparen Sprit.
Ich verzichte jedenfalls nicht auf so sinnvolle Sachen wie Klimaautomatic, Fensterheber und ZV da mein Auto weniger braucht, als mein voriges ~160kg leichteres.

Julian hat folgendes geschrieben:

Ich verzichte jedenfalls nicht auf so sinnvolle Sachen wie Klimaautomatic, Fensterheber und ZV da mein Auto weniger braucht, als mein voriges ~160kg leichteres.

Und ich verzichte u.a. deswegen darauf, weil ich weiß, daß jedes Autos ohne das Zeug bei gleichem Fahrprofil (noch) weniger verbraucht und besser marschiert als mit dem Zeug

(Diese Vorlage konnte ich nicht ungenutzt lassen )

(Diese Vorlage konnte ich nicht ungenutzt lassen )

Dann hättest Du aber konsequent sein müssen und auch den Helligkeitsregler am KI sparen müssen.

wenn Du als konstant 130km/h auf der AB fährst ist es vernachlässigbar egal, ob Dein Auto 1t oder 2t wiegt.

Das gilt aber auch nur bei absolut ebenem Gelände. Bei Steigungen steigt der Spritverbrauch mit dem Gewicht, da du bei anschließenden Gefällen die eingesetzte Energie nicht wieder vollständig zurückbekommst. Ein Teil wird in den Bremsen verheizt.

Apropos Gimmicks: Mein erster Trabi war 'Standard'-Ausführung und hatte eine handbetriebene Scheibenwasch-Pumpe. Man zog einen pilzförmigen Knopf 5cm aus dem Armaturenbrett, das war der Saughub des Kolbens. Durch Federkraft glitt er langsam wieder rein und spritzte, aber man konnte noch zusätzlich drücken und so stärker spritzen. Hat immer prima funktioniert. Und hat einen Elektromotor mit Verkabelung gespart.

Gruß
Holger

The same old Shit, but different Day.

Mittlerweile bekomm ich unseren Passat auf ähnliche Verbrauchswerte wie unseren alten (Momentan noch laut MFA). Dies trotz 300 kg mehr, mehr Schnickschnack und PD - Technologie. Das Mehrgewicht kann man sehr gut in längere Gleitphasen in der Schubabschaltung umsetzen. Auch braucht man mehr Volllastphasen beim beschleunigen, was den Gesamtwirkungsgrad hochsetzt.

Gruß WarLord

WarLord hat folgendes geschrieben:

Auch braucht man mehr Volllastphasen beim beschleunigen, was den Gesamtwirkungsgrad hochsetzt.

An Dir ist ein Werbetexter verlorengegangen
Unbedarfte Leute würden da in etwa rauslesen "Mehrgewicht senkt den Verbrauch", obwohl Du das gar nicht geschrieben hast.

@Arosa SDI:

Ich halte Kondensatoren aufgrund ihrer Entladekurve für nicht besonders geeignet zur Pufferung eines unterdimensionierten Startakkus, da ihre Spannung mit jedem entnommenen Joule linear sinkt:

Ruckzuck fällt die Restspannung der Cs auf den Wert des Akkus, und dann kann er unterm Strich alleine den Anlasser füttern.

Es sei denn, man schaltet einen Hochleistungs-DC-Wandler zwischen Cs und Anlasser, der aus einer sinkenden Eingangsspannung eine konstante Ausgangsspannung zaubert, und das bei Lastströmen von mehreren 100 Ampere.
Was der kostet und wiegt, dürfte IMO die Kondensator-Idee ad absurdum führen . . .

Und ich verzichte u.a. deswegen darauf, weil ich weiß, daß jedes Autos ohne das Zeug bei gleichem Fahrprofil (noch) weniger verbraucht und besser marschiert als mit dem Zeug


tja...

ich verzichte auf das zeug nur über meine verfaulende leiche. was ohne klimaanlage bei 38° aussentemp. auch schnell gehen würde....

immerhin rennt der octavia mit seinen 90PS genauso schnell wie die alt-opa-kiste(tm).
und das trotz 300kg mehrgewicht.
den verbrauch müsste man korrigieren nach energie. (10,5l Super - 6,2l Diesel).


ob das mit den caps gut ist, ist eine gute frage.
ganz extrem wäre ja, die caps erst vor dem starten aus einem Li-Io zu laden. der ist nämlich noch leichter als ein vergleichbarer bleiakku

irgendwie muss ich aber grad wieder an die gute alte kurbel denken

übrigens: ein DC/DC wandler wiegt doch nix.....du darfst den nur nicht mit eisernem ringkerntrafo bauen...
so ab 150kHz wandlertakt wird auch hochlast erträglich


CU Gremlin

Hi

Noch was zu den Caps - ließt sich allles ganz toll, aber :

du brauchst eine Ladekontrollschalltung/ Max.spannungskontrolle für die Caps, die dürfen nicht über Ihre 2,3 Volt ! 12V Bordspannung schwankt aber stark im Auto. Einfach Zehnerdiode drüber geht nicht, bei der ersten Spannungsspitze blitzt es dann wenn alle Dioden durchschalten.

Im Diesel kannst es gleich vergessen, weil dann die Vorglühung das Entladen schon erledigt.


Im Benziner : Geht der 1 Startversuch schief, dann brauchst du schon ein Überbrückungskabel. Legst du das so aus daß mehrere Versuche oder auch Vorglühen möglich sind, so ist der Bleiakku billiger. Du kannst ja einen kleineren Bleiakku nehmen, ich schätze dann erreichst du mit weniger mehr.
20AH sind z.B. für die meisten Benziner zum Starten ausreichend. Der Akku hält halt nicht so lange und du hast keine Reserven für den Winter oder Stillstand.

Und das Ruhestromthema ist das eigendlicher Killerargument.

Was bringt denn ein Gewichtsvorteil von 20kg?

Ich merk noch nicht einmal den Unterschied zwischen vollen und leeren Tank

Gremlin hat folgendes geschrieben:

übrigens: ein DC/DC wandler wiegt doch nix.....du darfst den nur nicht mit eisernem ringkerntrafo bauen... so ab 150kHz wandlertakt wird auch hochlast erträglich

Wenn "Hochlast" mittlerweile auch Größenordnungen um 400 A abdeckt, ohne soviel zu kosten wie 5 Starterbatterien, wäre das vielleicht wirklich machbar . . . wie sind denn die Wirkungsgrade solcher Teile?

Das Mehrgewicht kann man sehr gut in längere Gleitphasen in der Schubabschaltung umsetzen. Auch braucht man mehr Volllastphasen beim beschleunigen, was den Gesamtwirkungsgrad hochsetzt.

Ja nee, is klar. Das Mehrgewicht kürzt sich ja weg, weil der Motorwirkungsgrad steigt. Ich werde jetzt einen alten Gußheizkörper als Ballast in meinen Kofferraum legen, wie in 'Manta, Manta'. Verbessert die Straßenlage

Noch was zu den Caps - ließt sich allles ganz toll, aber : du brauchst eine Ladekontrollschalltung/ Max.spannungskontrolle für die Caps, die dürfen nicht über Ihre 2,3 Volt !

Falsch gedacht, es gibt auch schon fertige Module für Kfz. Die Caps werden einfach in Reihe geschaltet wie die Zellen vom Bleiakku. Speziell zum Schutz der Caps bei unterschiedlichen Kapazitäten/Restströmen bietet EPCOS ein Balance-Modul an, im Prinzip Leistungs-Z-Dioden parallel zu jeder Zelle, die aber nur bei relativ starken Spannungsabweichungen leitfähig werden, also wenn eine Cap defekt oder beschädigt ist.

Im Diesel kannst es gleich vergessen, weil dann die Vorglühung das Entladen schon erledigt

Wenn man als Stützakku NiMH-Hochstrom-Zellen nimmt, geht das problemlos. Das Vorglühen hat ja nur 10-20% des Leistungsbedarfs des Anlassens

Geht der 1 Startversuch schief, dann brauchst du schon ein Überbrückungskabel

Wieder falsch gedacht. Die Energie im Pufferakku reicht für mehrere Startversuche. Funktioniert im Prinzip so wie der Batterieblitz in Fotoapparaten: Da wird auch ein Elko geladen für extrem hohe Impulsleistung. Danach dauert es eine Weile, bis der Elko wieder geladen ist, denn die Leistung wird den Batterien sehr langsam entnommen.

Rechnen wir mal nach: 1 x Starten á 2 Sekunden x 1kW Anlasserleistung benötigt eine elektrische Arbeit von 2000 Ws = 2000 Joule. In 10 NiMH-Hochstromzellen á 5Ah ist eine elektrische Arbeit von 60Wh = 216000 Ws = 216000 Joule gespeichert. Nehmen wir rund 50% Verluste beim Nachladen an, sind es immer noch 100000 Joule. Reicht also im vollen Ladezustand für 50 Startversuche.

Der Nachladewirkungsgrad wird erhöht, wenn statt eines Ladewiderstandes ein DC-DC-Wandler kleiner Leistung (100W reichen vollkommen) zum Einsatz kommt, der die Caps durch Nachführen der Spannung mit einer konstanten Leistung lädt, so daß die Pufferakkus ebenfalls mit konstanter Leistung entladen werden.

Ich halte Kondensatoren aufgrund ihrer Entladekurve für nicht besonders geeignet zur Pufferung eines unterdimensionierten Startakkus, da ihre Spannung mit jedem entnommenen Joule linear sinkt

Ich halte Caps aufgrund ihrer Entladekurve sogar für sehr geeignet fürt den Startvorgang. Denn der Leistungsbedarf des Anlaßvorgangs sinkt genauso wie die Cap-Spannung, insofern wird der Startvorgang gleichmäßiger und flinker.

Anlaßvorgang:
Sekunde 0: Ritzel spurt ein: Anlasser muß aus dem Stand heraus den schweren Motor samt Schwungmasse beschleunigen, Anlasser wirkt wie ohmscher Widerstand von 0,05 Ohm
Sekunde 0,2: Anlasser stemmt sich gegen erste Kompression. Eine gegenläufige Expansion gibt es im anderen Zylinder zu dem Zeitpunkt noch nicht, da überschüssiger Druck während der Standzeit entwichen ist.
Sekunde 0,4: Die erste Kompression ist überwunden, und die 1.Expansion (ohne Zündung, nur Gasfeder-Wirkung) beschleunigt die weitere Drehbewegung ungemein
Sekunde 0,5: Die nächste Kompression geht wesentlich agiler, weil die Schwungmasse inzwischen durch die 1.Expansion richtig beschleunigt hat. Die Stromaufnahme des Anlasser sinkt deutlich
Sekunde 0,6: 1.Zündung, Erhöhung der Anlaßdrehzahl um 50% während der ersten 1/4 Umdrehung seit der ersten Zündung, Anlasser zieht nur noch einen Bruchteil seines anlaufstroms *** soweit eine hypothetische Zeitlupen-Betrachtung (was die Sekundenangaben betrifft). Den Anlaßstrom könnte man ja mal mit einem Speicheroszi oszillographieren. Wäre wirklich ganz interessant.

Die Caps haben einen weitaus niedrigeren Innenwiderstand als der übliche Starterakku. Daraus resultiert, daß in den Caps selber weniger Verlustleistung beim Startvorgang abfällt, d.h., die Spannung bricht nicht sofort auf 8V oder weniger ein. Die Spannung bricht erst allmählich ein, doch dies geschieht gegenläufig zur steigenden Anlasserdrehzahl, so daß dieser Effekt abgeschwächt wird. Bei richtig dinensionierten Caps sinkt die Anlasserdrehzahl nie bis zum Anspringen (abgesehen von Startproblemen wegen Motorproblemen)

Aber wie schon richtig gesagt wurde, das killerargument ist der Wunsch nach hoher Energiereserve bei stehendem Motor, sei es für nächtliches Parklicht oder für eine Car-Hifi-Anlage. Ich könnte drauf verzichten, bzw. ich nutze praktisch nie die Batterie für längere Zeit im Stand. Bei anderen mag das anders aussehen. Bei einem Unfall mit langer Zeit Warblinklicht hat man mit den Caps und kleinem Pufferakku auch einen Nachteil. Die Energiedichte ist beim normalen Bleiakku höher, die Leistungsdichte bei den Caps.

Gruß
Holger