PF Akkubox mit Li-ion Akku

[Functional Technic]

Hallo zusammen

Im Thread zur Custom RC-Box habe ich kurz meine Erfahrungen mit Li-ion Akkus erwähnt, worauf es Rückfragen gab. Deshalb stelle ich hier nachträglich ein Custom Projekt von mir vor.

Hintergrund:
Für Ausstellungen fahre ich gerne mit 10-11 Volt und möchte eine Lösung, welche schnell aufladbar ist, meine gewünschte Leitung (nichts wahnsinniges) bringt und tauschbar ist. Ich möchte aber in meinen Modellen kein RC-Kabelsalat von Stepdown-Convertern, Lipos, Liposaver etc. Deshalb war für mich klar, dass alles in die PF Batteriebox und in das technic PU Hub passen muss. Da ich praktisch keine Lipos mit den passenden Dimensionen (L x B x H) fand (die meisten sind deutlich zu lang oder man hat nur sehr geringe Kapazität) habe ich entschieden Li-Ion Zellen zu verbauen. Diese haben auch 3.7 - 4.2 Volt Spannung und die Bauform 14500 (ähnlich wie die AA-Batterie) passt gut in die LEGO boxen. Vermutlich könnte man die LEGO Boxen mit dem Dremmel passend machen. Da aber speziell die PF-Batteriebox, welche ich hauptsächlich verwenden wollte auch eine für mich unnötige Leistungsbegrenzung drin hat, habe ich entschieden das Innenleben aus dem 3D-Drucker für meine Wünsche zu erstellen.

Meine Boxen haben
- 3 Li-Ion Zellen drin
- 1 Step-Down-Converter 2.5 A
- 1 Liposaver
- 1 Schalter
- Balancer Stecker zum Laden
- 1 2.5 A Sicherung
- Teilweise eine Anschlusskabel für SMD LED

Die Leistung der Akkubox hängt hauptsächlich vom Step-Down-Converter ab. Mit meiner Box kann ich kleinere Modelle, wie mein Kettenlader, Scania XT, MAN mit Schaufelgreifer etc. ohne Problem fahren. Meinen Zetros mit 2 Buggymotoren geht auch noch knapp. Allerdings wird dann der Step-Down-Converter schon sehr heiss und die Leistung des Modell ist eingeschränkt im Vergleich zum Betrieb mit einem 3.5 A Step-Down. Allerdings sind dies ja eher Probleme des Step-Down-Converters und nicht der Li-Ion Zellen. Allerding können die meisten Zellen maximal mit der 3-4 fachen Stromstärke der angegebenen Nennkapazität entladen werden. Somit wird dies ab einem gewissen Punkt auch ein limitierender Faktor.

Vorteile Li-Ion Zellen:
- Die Li-Ion Zellen bieten für ihre Grösse aktuell bis 1100 mAh
- Li-Ion Zellen können eine Lade- und Entladesicherung drin haben
- Angeblich soll die Sicherheit von Li-Ion Zellen höher sein als bei Lipos
- Die Energiedichte sollte geringfügig höher sein als bei Lipos
- Die Tiefenentladung soll weniger kritisch sein als bei Lipos
- Sollten theoretisch auch tiefer als LiPos entladen werden können, bin ich aber nicht sicher.

Nachteile Li-Ion Zellen:
- Der Lade- und Entladestrom ist je nach Zelle deutlich geringer begrenzt als bei Lipos. Für meine Anwendungen spielt dies aber keine Rolle.
- Die Zellen mit "hoher" Kapazität (immer in Bezug auf die Baugrösse 14500) sind teurer als Lipos mit ähnlicher Leistung
- Das Gewicht ist bei gleicher Energiedicht im Vergleich zu Lipos höher. Spielt für mich aber keine Rolle, weil die Modelle ja nicht fliegen.
- Es braucht ein spezielles Ladegerät. Wenn man nicht das günstigste RC Ladegerät kauft, ist der Li-ion Modus aber meistens vorhanden.
- Als Einheit auf Grund der runden Bauform weniger platzsparend



Verwendete Zellen:

TrustFire 900 mAh, etwa gleich lang wie normale AA-Batterien, geschützte Zelle, funktioniert bei mir bisher gut
INR 950 mAh, etwas kürzer als normale AA-Batterien, wegen Flattop, ungeschützte Zelle, maximaler Entladestrom 3C und maximaler Ladestrom 2C, funktioniert bei mir bisher auch gut
Keeppower 14500 1000mAh, Im Verhältnis zur Zellenlänge deutlich (ca. 2 mm) länger als AA-Batterien, geschützte Zelle, irgendwas zertifiziert (kenne ich mich nicht aus), integrierte Schutzschaltung PCB für 4A, diese Zelle habe ich irgendwie zerstört (kann mir nicht so genau erklären wie, ist jedenfalls hinüber).

Wichtig: Bitte alle Angaben mit Vorsicht genissen. Ich kenne mit mit der Materie Li-Ion Akku nur beschränkt aus.

 

[Blechtaler]

klingt interessant...
Passen die originalen Deckel noch?
Wie wird geladen? Seitlich/oben/über den Ausgang? oder muss man die Zellen entnehmen?

 

[grawuli]

Vielen Dank für die Infos

 

[Nura]

Danke für deine Ausführungen.

Meine Modelle sollten auch immer mit einer PF Batteriebox funktionieren. So lege ich bisher alles aus. Dann ließe sich eine Bauanleitung auch leichter umsetzen.
Für mehr Leistung hatte ich zunächst auf Akkus von Ansmann gesetzt. Die haben AA-Akkus mit 1,6 Volt. In der PF Batteriebox kommt man dann auch auf 9,6 Volt. Mit über 9 Volt ließ sich mein Bagger mit drei SBricks zumindest 30 bis 45 Minuten gut betreiben.
Für Ausstellungen war das aber keine Lösung. Habe jetzt die von @GBCPeter auf LiPo umgebaute PF Batterieboxen im Betrieb. Kommt deiner Lösung vom Bauraum gleich.

 

[Functional Technic]

Passen die originalen Deckel noch?
Wie wird geladen? Seitlich/oben/über den Ausgang? oder muss man die Zellen entnehmen?

Bei meinem aktuellen CAD Model gehen die Deckel nicht drauf. Habe dir 3D Drucke aber mit dem Japan-Messer bearbeitet und nun geht es. Werde bei der nächsten Serie dies noch anpassen.

Laden tue ich über die Balancer Eingänge. Da man eh nur mit 2C laden kann, reichen die dünnen Kabel vom Balancer Anschluss. Dieser ist zugänglich, wenn man die Abdeckung entfernt.

Meine Modelle sollten auch immer mit einer PF Batteriebox funktionieren. So lege ich bisher alles aus. Dann ließe sich eine Bauanleitung auch leichter umsetzen.

ja wenn man Anleitungen verkaufen will, macht man sich keinen Gefallen, wenn es mit den Standard Lego Komponenten nicht funktioniert. Aber ja, das ist immer etwas ein Spagat, dass es dann auf den Messen auch zufriedenstellend funktioniert.

Für mehr Leistung hatte ich zunächst auf Akkus von Ansmann gesetzt. Die haben AA-Akkus mit 1,6 Volt. In der PF Batteriebox kommt man dann auch auf 9,6 Volt. Mit über 9 Volt ließ sich mein Bagger mit drei SBricks zumindest 30 bis 45 Minuten gut betreiben.

ja, das war vorher auch meine Lösung aber für die Messen bin ich auch davon abgekommen, weil die AA-Akku ziemlich lang laden müssen und eher teuer sind. Zudem sind bei mir immer wieder Zellen kaputt gegangen.