Haltbarkeit der Li-Ion-Batterien

Technik-und Reparatur-Tipps
Antworten
Zitterwilli
Beiträge: 26
Registriert: 24.11.2007 14:02

Haltbarkeit der Li-Ion-Batterien

Beitrag von Zitterwilli »

Hallo miteinander.

Kann mir jemand bitte etwas zur Haltbarkeit der aktuellen Lithium-Ionen-Batterien von Saphion mitteilen? Ich lese in den Original-Unterlagen (S.77) etwas von bis zu 1.000 Vollaufladungen. So weit so gut. Aber was genau ist eine Vollaufladung?
Wenn ich morgen z.B. 30% leer fahre und dann über Nacht wieder auflade und dann übermorgen wieder 30% leer fahre und dann über Nacht wieder auflade und dann am darauf folgenden Tag 40% leer fahre und dann über Nacht wieder auflade - ist das eine Vollaufladung? Eigentlich schon, oder?
Weil die Händler ja raten, die Akkus/den Segway immer am Netz zu lassen?! Falls das dann aber 4 Vollaufladungen wären, wäre das ja echt blöd! Können die hier anwesenden Händler das bestätigen oder wie verhält sich das bitte genau?

Kann mir vorstellen, das sich diese Anleitung noch auf die älteren Ni-MH-Akkus bezieht und nicht angepasst wurde.
Und die Zentrale in Deggendorf macht ehrlich gesagt nicht unbedingt einen kompetenten Eindruck. Vielleicht hatte ich aber auch den falschen Mitarbeiter dran ...

Grüße
Zitterwilli
Beiträge: 26
Registriert: 24.11.2007 14:02

Beitrag von Zitterwilli »

Kein Händler hier, der hierzu Bescheid weiß?
Benutzeravatar
Gawrisch
Administrator
Beiträge: 2488
Registriert: 03.06.2007 00:07
Wohnort: Zeiskam / Rheinland-Pfalz
Kontaktdaten:

Beitrag von Gawrisch »

Auch ich habe mich ein wenig umgehört und auch die Firma Valence (Hersteller der Akkus) mehrfach angeschrieben um Informationen über Ladezyklen und Haltbarkeit zu bekommen. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen dass sie recht lange hält. Ich werde versuchen mal etwas Genaueres herauszufinden. Leider hüllt sich der Hersteller in Schweigen.Die Informationen die ich habe ist, dass der Segway grundsätzlich am Netz hängen soll wenn er nicht benutzt wird. Eine genaue Erklärung weshalb das so ist habe ich auch nicht bekommen. Vielleicht bekomme ich mal ein Interview mit jemandem,der mehr weiss.
thomas
Beiträge: 58
Registriert: 30.01.2008 19:19

Beitrag von thomas »

Hersteller aller Segway-Lithium-Batterien ist die Firma Valence (http://www.valence.com). Jede Batterie enthält 92 Zellen mit je 18mm Durchmesser und 65 mm Länge. Die Batterien sind stehend montiert. Es sind immer vier Zellen parallel und 23 Zellen in Reihe geschaltet. Das ergibt bei einer Nennspannung von 3,2V je Zelle die Batteriespannung von 73,6 Volt.

Zur Kapazität gibt es widersprüchliche Angaben: Im Segway „Riders Guide“ werden 5,8 Ah genannt, auf den Batterien selbst ist 5,2 Ah aufgedruckt. Valence spezifizierte seine IFR18650-Zellen ursprünglich mit 1,1 Ah (x4 = 4,4Ah). Inzwischen finden sich auf den Webseiten (http://www.valence.com/products/cells_18650.html) nur noch die Daten zu den neueren IFR18650e (Energy-Zelle mit 1,35 Ah x 4 = 5,4 Ah, http://www.valence.com/assets/pdf/ifr18 ... _sheet.pdf) und IFR18650p (hochstromfähige Power-Zelle mit niedrigem Innenwiderstand; 1,1 Ah; http://www.valence.com/assets/pdf/ifr18 ... _sheet.pdf). Und für die IFR18650-Zellen, die bei Valence selbst gar nicht mehr auftauchen, gibt es merkwürdigerweise Datenblätter mit 1,45 Ah (x 4 = 5,8 Ah; http://www.aztecelectronics.co.za/IFR18650%20Cell.pdf).

Auf dem SegwayFest 2006 hielt der Vice President of Engineering von Valence, CTO Joel Sandahl, einen Vortrag, in dem er für 2007 neue Zellen ankündigte. Mit den Energy-Cells könne bei gleichem Volumen 30% mehr Reichweite erzielt werden, oder bei gleicher Reichweite 25% an Volumen eingespart werden (3 statt 4 Zellen parallel). Mit den Power-Cells könne Volumen und Reichweite halbiert werden (2 Zellen parallel). Es ergäbe sich auch eine Kostenersparnis.

Da Segway Inc. 2006/2007 keine Ankündigungen im Batteriebereich vorgenommen hat, denke ich, dass Segway von den Neuentwicklungen bisher keinen Gebrauch macht und dass immer noch die alten IFR18650 verbaut werden.

Die Zyklenfestigkeit der Valence-Batterien ist gut, zumindest um ein Vielfaches besser als bei Batterien auf der Basis von Nickel oder Blei (http://www.valence.com/assets/pdf/18650 ... e_data.pdf). Die Grafik bezieht sich auf Vollentladung (100% DOD = depth of discharge). Bei Teilentladungen wird die Lebensdauer nur anteilig beeinträchtigt.

Die Kapazität leidet aber bei hohen Temperaturen und selbst durch bloße Lagerung (eingeschränkte kalendarische Lebensdauer, siehe http://www.aztecelectronics.co.za/IFR18650%20Cell.pdf unten rechts). Außerdem scheint es ein Zuverlässigkeitsproblem zu geben (über das Segway Inc. sich ausschweigt). Jedenfalls kursieren viele Berichte von Segway-Benutzern, die ihre Batterien nach plötzlichen Ausfällen ersetzen mussten. Das Problem scheint aber mit der neuesten Version der Batterien (Rev. AF) geringer geworden zu sein.

Valence Inc. ist ein börsennotiertes Unternehmen (Nasdaq VLNC). Die Quartalsberichte lesen sich wie Grabreden: “The Company has incurred operating losses each year since its inception in 1989 and had an accumulated deficit of $531.6 million as of December 31, 2007“ (http://secfilings.nasdaq.com/filingFram ... F2008&pdf=). Ohne regelmäßige, kurzfristige Finanzspritzen ist Valence nicht überlebensfähig. Die kamen bisher immer von Berg & Berg Enterprises. Falls Mr. Carl Berg eines Tages keine weitere Unterstützung gewährt, dürften bei Valence Inc. binnen eines Quartals die Lichter ausgehen.
Happy Gliding,
Thomas
Benutzeravatar
Frankfurter
Segway-Point
Beiträge: 139
Registriert: 03.11.2007 12:26
Wohnort: Frankfurt am Main
Kontaktdaten:

Beitrag von Frankfurter »

Na, das ist ja mal ne ausführliche Information - herzlichen Dank dafür auch von mir!
Zitterwilli
Beiträge: 26
Registriert: 24.11.2007 14:02

Beitrag von Zitterwilli »

Tausend Dank für die ausführliche Antwort, Thomas.
Bist Du Händler, oder warum bist Du so gut informiert?

Eine Frage bleibt noch: Die Händler bzw. Segway Deutschland empfiehlt, den Segway am besten immer an einer Steckdose angeschlossen zu haben, wenn er nicht benutzt wird. Mir erscheint das unsinnig. Klar, das es nicht zu einer Tief-Entladung kommen darf. Aber deswegen immer angeschlossen haben ... ?!
Ist Dir dazu etwas bekannt?
Könnte sich das nachteilig auf die Haltbarkeit der Batterien auswirken?

Grüße
thomas
Beiträge: 58
Registriert: 30.01.2008 19:19

Beitrag von thomas »

Ja, diese Empfehlung gibt es - und es wird keine offizielle Begründung mitgeliefert.

Folgendes könnte eine Rolle spielen:
1) Tiefentladung: Der Segway verbraucht auch im abgeschalteten Zustand immer etwas Strom, er muss ja ständig überwachen, ob er nicht gerade eingeschaltet wird. Bei einer Reihe von Gen1-Fahrzeugen gibt es zusätzlichen Stromverbrauch durch ein fehlerhaftes Bauteil. Das kann schon innerhalb von 1-2 Wochen die hintere Batterie entladen.

Wird eine gewisse Mindestspannung unterschritten, dann startet der Ladevorgang überhaupt nicht mehr. Vielleicht möchte Segway vermeiden, dass die Kunden durch solche Totalausfälle verärgert werden und empfiehlt deshalb prophylaktisch die ständige Nachladung.

(Anmerkung: Segway Deutschland und einige Händler verkaufen nach einer Tiefentladung gern neue Batterien. In vielen Fällen ist das nicht nötig: Man kann mit einer externen, strombegrenzten Spannungsquelle die Batterien soweit laden, dass sie wieder am Segway funktionieren.)

2) Ungleichmäßige Ladung: Aufgrund von Toleranzen in den Leckströmen der einzelnen Batterien können sie sich in langen Ruhepausen unterschiedlich stark entladen. Beim Laden erhalten sie aber aufgrund der Reihenschaltung alle eine identische Nachladung, was zu einem unerwünschten Ungleichgewicht der Ladungszustände führen kann. Um dem entgegenzuwirken, enthalten die Batterien eine komplexe Elektronik zum "charge balancing".

3) NiMH: Bei den früheren NiMH-Batterien unterstützen die ständigen Nachlade-Impulse die Aufrechterhaltung eines niedrigen Innnenwiderstandes. Hier ist es für die Lebensdauer der Batterien tatsächlich hilfreich, den Segway ständig am Netz zu halten.

Vielleicht möchte Segway technisch weniger versierte Kunden nicht durch unterschiedliche Regeln verwirren und empfiehlt im Interesse von Einfachheit und Einheitlichkeit die ständige Nachladung aller Batterien.

4) Bequemlichkeit: Für den Benutzer ist es natürlich vorteilhaft, jederzeit auf ein fahrbereites Fahrzeug mit voller Reichweite zurückgreifen zu können.

5) Kaum Energiekosten: Bei den Lithium-Batterien sind die Nachlade-Impulse selten und kurz, so dass der Energieverbrauch kaum zu Buche schlägt. Warum also nicht ständig Laden?

---------------

Es gibt von Segway Inc. aber auch eine andere Ladungsanweisung, die die tatsächlichen Erfordernisse vielleicht besser beschreibt: "Fully charge your Battery Packs for at least twelve hours, once a month, or once every twelve hours of operation - whichever comes first" (Quelle: "Segway PT, Important Information About your Lithium-ion Battery Packs" Dokument 20076-00001ab von Segway Inc., wird mit Ersatzbatterien mitgeliefert). Offensichtlich soll so ein dauerhaftes Ungleichgewicht der Ladungszustände vermieden werden.

---------------

Ein großes Problem bleibt trotzdem unberücksichtigt: Lithium-Batterien altern erheblich durch bloße Lagerung (eingeschränkte kalendarische Lebensdauer). Der Kapazitätsverlust ist umso größer, je wärmer und voller die Batterie gelagert wird. Gemäß der Tabelle auf http://www.batteryuniversity.com/parttwo-34.htm verliert eine ganz volle Batterie bei 25° innerhalb eines Jahres immerhin 20% ihrer Kapazität.

Ich verstehe zu wenig von Batterie-Chemie um beurteilen zu können, ob diese Tabelle 1:1 auf unsere Saphion-Batterien übertragbar ist. Aber falls dem so wäre, dann spräche doch Vieles für ein Segway-Winterlager mit teilentladener Batterie. Oder?
Happy Gliding,
Thomas
Benutzeravatar
chrigelseg
gold-member
gold-member
Beiträge: 933
Registriert: 18.11.2010 00:51

Beitrag von chrigelseg »

Zuerst mein Willkommensgruss an Forumsbenutzer; ich bin ein Newbie!!
Ich danke Euch für Eure spannenden Beiträge!!

Zum Thema Haltbarkeit habe ich keinerlei Erfahrungen, aber trotzdem schon einen kühnen Vorschlag zur "Erhaltungsladung" im unbenutzten Zustand der Akkus.
Mein Gebrauchtes Neues Segway habe ich über ein billiges "Energiemessgerät" am Stromnetz angeschlossen.
Wie erwartet zeigt es eine Stromaufnahme von 140 Watt, bis die Akkus voll sind. Danach reduziert und stabilisiert sich die Stromaufnahme bei rund 22 Watt.
Leider bleibt diese Stromaufnahme aber dauernd so um diesen Wert! :gngngn:
Segway empfiehlt, das Fahrzeug IMMER am Stromnetz angeschlossen zu haben, auch bei Nichtgebrauch.
Das vermindert zwar Leerentladungen und böse Fragen der Nutzer, aber die Empfehlung kostet sehr viel Strom, gerade über die Winterzeit bei längerem Nichtgebrauch!

Mein Vorschlag und meine Frage an Euch:
Ist es sinnvoll, bei Segway-Nichtgebrauch einfach eine Baumarkt-Schaltuhr zu benutzen, und nur ca. 1 Stunde pro Tag das schon aufgeladene Seway mit Erhaltungsladungsstrom zu füttern??

(NB: jedes der tausend Billignetzteile in einem normalen Haushalt für Handy, Telefon, Kücheradio, Radiowecker, etc. benötigt leider schon 4 Watt im Leerlauf.... pro Stück! :-( !
Wenn wir Segwaynutzer das Energiemanagement schon derart in den Vordergrund stellen, darf die Betrachtung der blossen Erhaltungsladung nicht vergessen werden. Stehende Autos brauchen kein Benzin :-??

Solche Schaltuhren sind für fast gratis erhältlich und brauchen sicher weniger Strom, als die "Segway-Erhaltungs-Ladeelektronik" mit 22 Watt.
Aber taugt meine Empfehlung?
(Ersatzakkus sind teurer als jede falsche Energieeinsparung durch Nutzer!!)

Gruss vom Newbie chrigelseg

PS: SORRY, falls ich einen ähnlichen Beitrag übersehen habe!
graf
gold-member
gold-member
Beiträge: 170
Registriert: 26.02.2009 14:17
Wohnort: Österreich, 3370 Ybbs

Beitrag von graf »

Mache ich bei meinen Seggis schon seit 2 Jahren: täglich gibt es einmal durchgehend 5 Stunden was zum "Schlucken". Mich hat auch der stand-by Verbrauch von bei mir rund 15 W gestört.
servus
graf

"Gehen Sie noch oder schweben Sie schon?"
Benutzeravatar
funwheels
gold-member
gold-member
Beiträge: 475
Registriert: 27.10.2008 18:51
Wohnort: Oberhausen

Beitrag von funwheels »

Interessantes Thema , ich hoffe es melden sich noch mehr Segwayianer.
Bei mehreren Segways kommt da dann schon was zusammen.
Gruß Marco
www.albecks-fun-wheels.de
marcoalbeck@t-online.de
Benutzeravatar
mathiegi
gold-member
gold-member
Beiträge: 2418
Registriert: 07.03.2010 23:37
Wohnort: Baar (ZG) Schweiz
Kontaktdaten:

Beitrag von mathiegi »

Hallo

mein Segway i2 hängt an einer Zeitschaltuhr und erhält somit immer ab 22Uhr bis 7Uhr Energie.
Somit wird Strom gespart und der Segway hat genügend Zeit seine Ladung der Zellen auszugleichen.
Ich denke die Elkos in den Ladegeräten haben auch "Freude" mal etwas Pause zu haben ;-)
Liebe Grüsse

mathiegi/der Segwayflüsterer

DIE SEGWAY SCHRAUBER
https://www.facebook.com/groups/DieSegwaySchrauber/
www.youtube.com/user/mathiegi/
Segway? Ich steh drauf!
cyrano
Beiträge: 50
Registriert: 05.05.2008 09:31
Wohnort: Bayern - Schwaben

Beitrag von cyrano »

Yep, Zeitschaltuhr ist die Lösung. Aber bei mir bekommt er nur 2mal die Woche ein paar Std. "Saft" solange bis grün wieder blinkt.
Mstui
Beiträge: 2
Registriert: 03.04.2011 17:41

Beitrag von Mstui »

Hallo alle miteinander!
Ich denke der Tipp mit der Zeitschaltuhr beseitigt auch noch ein anderes Problem: bei meinem Segy 2ix habe ich den Eindruck, dass nach Abschaltung der Ladung keine Erhaltungsladung stattfindet, da nach 2-3 Tagen Standzeit - vor allem bei Temperaturen unter 7 Grad - trotz Daueranschluß meist nur 7 Balken angezeigt werden. Durch nur kurzzeitiges Unterbrechen des Stromanschlusses per Zeitschaltuhr ist das Problem behoben. Habt ihr ähnliche Erfahrungen gemacht oder muß ich mir Sorgen um das Ladegerät machen, das ansonsten tadellos funktioniert?
Antworten