Die Stunde der Wahrheit

[MaikRutsche]

Ist zwar alles ein wenig offtopic und bringt die Thematik "Vergleich der Ausleuchtung u. Leuchtkraft" nicht weiter, aber dennoch meine Erfahrung zu dem Laden von Li-Ion-Zellen.

Nein! IUI (oder auf englisch: CC, CV, CC) ist DAS ideale Ladeverfahen für LiIon-Zellen! Zuerst Konstantstrom, idealerweise im Bereich von ca. 1C, dann Umschalten auf Konstantspannung bei Erreichen von ca. 4V, bis der Ladestrom auf 5% von C sinkt, dann Erhaltung mit 0,05C. Genaue Werte kann man natürlich je nach Zelle anpassen, aber das ideale Verfahren ist immer IUI.

Entsprechend der Vorgaben von Panasonic/ Sony etc. ist das Ladeverfahren CC-CV bzw. IU. Bei den Appnotes zur Implementierung eines Li-Ion-Laders habe ich bisher (noch) keine Erhaltungsladung gesehen.

Diese Zelle würd ich aber mal gerne sehen. Wie oben schon gesagtm ich kenne keine Zelle, die NICHT bis zu 5% ohmsche und chemische Verluste hat. Wenn du eine Stunde lang 1A rauslädst, dauert es mindestens 1 Stunde und 5 Minuten mit 1A, bis sie wieder voll ist. Niemals 1 Stunde!

Ich habe mal ein paar Li-Ion-Zellen zwecks Innenwiderstand vermessen.
Die besten hatten nur 60mOhm, andere 250mOhm.
Dadurch ergibt sich automatisch, dass man nie 100% der reingeladenen Energie wieder aus dem Akku raus bekommt.
Der Strom, der beim laden fließt wird durch den Innenwiderstand nicht beieinflusst, egal wie groß der Innenwiderstand ist.
Die geladene Kapazität [Ah] sollte also beim Entladen zu fast 100% wieder zu entnehmen sein. Der Lader muss allerdings auch im CV-Teil bis fast auf 0A zu Ende laden.
Die reingeladene Energie [Wh] ist aber durch den Innenwiderstand höher.
Genauso wie es die Messwerte von traildesaster zeigen

 

[Vortrieb_SE]

Also ich habe ein Graupner Ultra Duo Plus 50. Das macht das nicht so, sondern nur IU (übrigens danke für die Aufklärung, darauf hätte ich auch kommen können, das I am Ende hatte mich verwirrt). Es macht auch keinen Sinn einer Lithium Ionen Zelle eine Erhaltungsladung zu spendieren, die Selbstentladung ist sowieso fast nicht wahrnehmbar. Nach der CV Phase ist die Zelle voll (also wenn der Strom auf 3% von Io abgefallen ist). Mein Ladegerät lädt dann zwar weiter, aber natürlich mit CV, theoretisch bis gar kein Strom mehr fließt. Jetzt mit Zwang der Zelle einen Strom aufzudrücken würde die Spannung erhöhen und die Zelle zerstören. Punkt, so ist es und mir fällt kein Grund ein daran zu zweifeln.

OK, ich sehe, bis IU sind wir uns ja einig , nur beim finalen, anschließenden I gehen die Meinungen noch auseinander.

Es sind 4,2V/Zelle, Erhaltung nicht notwendig, ich glaube du bist echt bei Bleiakkus oder NiMH?! Übrigens 0,05C wären 5%Entladung/Stunde, das ist der Wahnsinn. Dir ist schon klar, dass man von 15% Entladung/Jahr spricht? Das sind warte... 0,0017%Entladung/Stunde. Mit diesem Strom darfst du dann auch eine Erhaltungsladung machen --> 0,000017C.

Das andere ist gar kein Argument, s.o.! Du würdest nie mit 1A eine LiIon Zelle VOLL-laden, was wäre das denn für ein Anfangsstrom, 33,3A? Respekt!

Mit 4,2V hast du natürlich recht, hab mich vertippt. Und bei den 0,05C hatte ich auch einen Denk-/Tippfehler drin. Ich meinte natürlich 0,05% (Prozent) von C, also bei meinem DX-Akku mit sagen wir mal 4Ah dann entsprechend 0,05%*4Ah ==> 2mA Erhaltungsladungsstrom. Dieser (natürlich sehr geringe! -- ich verstehe nicht, was du mit den 1A/33,3A sagen wolltest?!?) Strom sollte dann genau den internen Ladungsverlust hervorgerufen durch die chemisch-/physikalischen Prozesse der Selbstentladung ausgleichen. So steht es zumindest in allem, was ich über Batterien gelernt habe, drin.

Aber streiten wir uns nicht länger um die letzten 2mA ... Meinetwegen tut's auch IU, und wenn die Zellen dann nur noch 99% voll sind, reichts natürlich auch, um den Trail damit zum Tag zu machen!

 

[traildesaster]

Ok, das mag in irgendwelchen Theorie Büchern so drin stehen. Keine Ahnung, kann ich nicht nachprüfen. Fakt ist, es wird von keinem Lader so angewandt und macht für mich keinen Sinn. s.o. s.manne s.MaikRutsche
Abgesehen davon. Wenn man bei 100% Ladung seine Akkus die ganze Zeit hält (für was anderes ist eine Erhaltungsladung auch nicht gut wenn die Akkus einmal voll sind), entspricht die Selbstentladung in einem Jahr auch ziemlich genau dem Kapazitätsverlust. Sprich 15% pro Jahr. Zumindest habe ich das mal so gelesen. Besser ist eine Lagerung bei weniger als Vollladung.
Der Unterschied zu "deinem" Verfahren ist sowieso marginal bis nicht vorhanden, ein Lader wie mein Schätzchen würde automatisch die Selbstentladungsverluste ausgleichen, weil er die Zelle nach der offiziellen Abschaltung auf 4,2V hält. Da wird auch bis in alle Ewigkeit ein Strom fließen, weil, wie man vom, mit einem Widerstand geladenen, Kondensator weiß, der Strom sich asymptotisch an die Null annähert und sie damit nie erreicht. Ob dieser Strom die von dir bezifferte Stärke hat weiß ich nicht.
(Gebs zu, ich habe dich geschlagen!!! ;-) )

Was ich mit meinem Post eben aber eigentlich aussagen wollte:
Man kann in gewissen Grenzen (bekannter Innenwiderstand und grob abgeschätzter Strom) von der Restladung zur Vollladung sehr genau auf den Energieverbrauch schließen.
Und darum geht es ja, das war das was du bezweifelt hast!!!

Ladeverfahren und Co. standen eigentlich nie zur Debatte, also lenk nicht ab... ;-)

Gruß td

P.S.: Selbst harsche Worte nur in freundschaftlicher Liebe gemeint. (*suchsuch* wo ist das Bier Smiley?)

 

[Vortrieb_SE]

Ok, das mag in irgendwelchen Theorie Büchern so drin stehen. Keine Ahnung, kann ich nicht nachprüfen. Fakt ist, es wird von keinem Lader so angewandt und macht für mich keinen Sinn. s.o. s.manne s.MaikRutsche
Abgesehen davon. Wenn man bei 100% Ladung seine Akkus die ganze Zeit hält (für was anderes ist eine Erhaltungsladung auch nicht gut wenn die Akkus einmal voll sind), entspricht die Selbstentladung in einem Jahr auch ziemlich genau dem Kapazitätsverlust. Sprich 15% pro Jahr. Zumindest habe ich das mal so gelesen. Besser ist eine Lagerung bei weniger als Vollladung.
Der Unterschied zu "deinem" Verfahren ist sowieso marginal bis nicht vorhanden, ein Lader wie mein Schätzchen würde automatisch die Selbstentladungsverluste ausgleichen, weil er die Zelle nach der offiziellen Abschaltung auf 4,2V hält. Da wird auch bis in alle Ewigkeit ein Strom fließen, weil, wie man vom, mit einem Widerstand geladenen, Kondensator weiß, der Strom sich asymptotisch an die Null annähert und sie damit nie erreicht. Ob dieser Strom die von dir bezifferte Stärke hat weiß ich nicht.
(Gebs zu, ich habe dich geschlagen!!! ;-) )

Ich weiss es. Er hat die von mir bezifferte Stärke. Einigen wir uns auf Unentschieden?

Was ich mit meinem Post eben aber eigentlich aussagen wollte:
Man kann in gewissen Grenzen (bekannter Innenwiderstand und grob abgeschätzter Strom) von der Restladung zur Vollladung sehr genau auf den Energieverbrauch schließen.
Und darum geht es ja, das war das was du bezweifelt hast!!!

Hm, hab jetzt gerade keine Lust, die ganze Fehlerrechnung aufzumachen, aber ich zweifele immer noch SEHR stark daran, dass dieses Verfahren ausreichend gut (=genau) klappt. Wie willst du den Strom messen? Hall-basiert? Shunt-basiert? Ein Hall-Sensor kann mit der Zeit temperaturbedingt wegdriften. Schlimmer noch ist der Offset-Fehler: Wenn du 1 Stunde lang lädst und dabei nur 2% Offset hast (was schon ziemlich gut wäre), hast du bei sagen wir mal 4A Ladestrom direkt fast 0,1Ah Fehler in der Kapazitätsbestimmung. Wenn es um die Energie geht, kommt dazu noch die Ungenauigkeit in der Spannungsmessung ...

Ich gebe dir prinzipiell Recht, bleibe aber bei meiner Meinung, dass, wenn wir hier schon über relativ kleine Unterschiede (10W oder 12W Leistungsaufnahme) reden, die reine Messung der Charge Balance Laden/Entladen kein optimaler Weg ist.

 

[traildesaster]

Wir reden aber
1. von 12W zu 15W und
2. ist die Strommessung ja aus anderen Gründen nicht haushaltsüblich möglich.
Daher ja gerade der Weg über die Akkuladung und ganz ohne messen.
Die Spannung kann man mitloggen. Bei dem hohen Messshunt sollte das auch keinen Einfluss haben.
Die Ladungsermittlung klappt hervorragend wie ich in dem Beispiel schon demonstriert habe (<1% Fehler) und die Spannungsmessung sollte mit einem guten Multimeter ähnlich genau gehen.
Jetzt mal ehrlich, dass mache ich mal locker nebenbei und bin überzeugt davon, dass wir mit einem Fehler kleiner 5% im Ziel landen.

Gruß td

P.S.: Ich bin mindestens genauso stur. Für mich hat sich der Fall aber erledigt. Lupine ist am Drücker und wenn sie keine tolle Effizienz haben wollen soll es mir recht sein, das haben meine Lampen auch nicht.
Eternity 2: 1140lm/32W=35,6lm/W
Tesla: 500lm/15W=33,3lm/W

 

[nikolauzi]

Wow, was für eine große Diskussion
Jetzt bin ich aber auch neugierig!
Hat einer vieleicht eine Tesla zwischen Frankfurt und Taunus? Dann biete ich eine tiefgehendere Messung an, geeichtes Equipment (Oszi+Stromzange) steht notfalls auch zur Verfügung

Der Nikolauzi

 

[Vortrieb_SE]

Tek Oszi mit 300MHz Bandbreite und die Tek-Stromzange dazu hab ich auch. Aber keine Idee, wie und wo ich am besten rankomme zum messen ... Oder ich kaufe einfach ein billiges Verlängerungskabel, das ich auftrenne?!

 

[guru68]

Hallo,

Tek Oszi mit 300MHz Bandbreite und die Tek-Stromzange dazu hab ich auch. Aber keine Idee, wie und wo ich am besten rankomme zum messen ... Oder ich kaufe einfach ein billiges Verlängerungskabel, das ich auftrenne?!

Wenn man an der Akkubuchse den Gummiüberzieher zurück schiebt kann man (soweit ich mich erinnere) an die Kontaktstifte heran. Zumindest die Lupine Verlängerung besteht aus einer Zwillingsleitung ohne Aussenmantel. Wenn man (falls vorhanden) dort die beiden Leitungen in der Mitte vorsichtig mit einem scharfen cutter trennt, sollte auch die Stromzange ansetzbar sein, oder?

Gruß
Jörg

 

[nikolauzi]

Tek Oszi mit 300MHz Bandbreite und die Tek-Stromzange dazu hab ich auch. Aber keine Idee, wie und wo ich am besten rankomme zum messen ... Oder ich kaufe einfach ein billiges Verlängerungskabel, das ich auftrenne?!

Ich hätte einfach ein kurzes Stück Kabel mit passenden Kabelschuhen gemacht, bzw. Laborklemmen. Wir wollen den Aufwand ja nicht übertreiben

Ist das noch eine von den alten Stromzangen mit dem großen Meßverstärker im Einschubgehäuse? Die finde ich immer noch top, wenngleich ein wenig unhandlich.

Der Nikolauzi

 

[Vortrieb_SE]

Ich hätte einfach ein kurzes Stück Kabel mit passenden Kabelschuhen gemacht, bzw. Laborklemmen. Wir wollen den Aufwand ja nicht übertreiben

Ja, da liegt genau das Problem, hatte 1000 Kabelschuhe zur Hand, aber genau DIE eben nicht ... Aber der Tipp mit dem Zurückschieben des Gummis an der Akkubuchse klingt plausibel, werd das mal probieren!

Ist das noch eine von den alten Stromzangen mit dem großen Meßverstärker im Einschubgehäuse? Die finde ich immer noch top, wenngleich ein wenig unhandlich.

Nee, hab die Tektronix TCP202, mit 15A Messbereich. Sehr schickes Teil.

 

[Deleted 121321]

Jungs. ca. 2 Grad hier. Backe wie ne Frostbeule und ich kann mich nicht mal an der Tesla wärmen (Ja mit Backe gemessen da ja Handschuhe an...) so kalt ist der Kopf bei voller Leuchtstärke und den jetzigen Temperaturen!

 

[Enrgy]

Dann halt die Backe mal an ne DX, die ist so kalt, da frierste fest...

 

[Deleted 121321]

Das geht höchstens mit ner warmen Zunge Aber mit ner gefrorenen Backe wohl eher nicht ...

 

[Siam]

Konnte mittlerweile noch jemand eine korrekte, reproduzierbare Messung machen? Diese Akkuentladenummer ist meiner Meinung nach nicht so der Hit, da zu viele Parameter dort eingehen.

Wenn jemand eine Tesla "findet" die definitiv 12W zieht (mit entsprechendem Equipment gemessen) würde ja eine Lichtstrommessung dieser Lampe noch einmal Sinn machen.

Gruß
Thomas

 

[Muehi]

Konnte mittlerweile noch jemand eine korrekte, reproduzierbare Messung machen? [...]

Wenn mir jemand eine Tesla zur Verfügung stellt (Raum Regensburg) - dann wäre das unter Umständen möglich.
Zur Verfügung hätte ich in der Arbeit nen LeCroy WaveRunner 64Xi, AP015 Strommeßzange und nen Gossen SSP 1000-52 Konstanter - ließe sich damit was anfangen?

Achja - ob ich korrekt meße, kann ich natürlich nicht garantieren...

 

[Siam]

So, gestern wurde nochmals gemessen.
Equipment:

Versorgung: 25C 2s LiPo mit 1,9 Ah, ca. 7,5 V bis 8 V bei den Messungen

Strom: Fluke 289 (Werkskalibriert 2009)
Spannung: Fluke 87III DKD-kalibriert 2008

Zur qualitativen Messung wurde Strom und Spannung mit einem LeCroy-Waverunner und Shunt(10 mOhm)/Differentialtastkopf (Testec TT-SI 9002; 20 MHz 1:20) gemessen.

Folgendes Ergebnis:

Eine weitere, ganz neue Tesla: 15,5 W
DX: 10W
Wilma (17W): 17,5W

Die Stromaufnahme aller drei Lampen war sehr wellig im Frequenzbereich >20 kHz.

Die Spannung wurde selbstverständlich hinter dem Shunt und der Strommessung gemessen.

Am Equipment sowie den Messkreis wurde nichts geändert. Da die Messung der DX sowie die Wilma bei qualitativ sehr ähnlicher Stromaufnahme wie die Tesla quasi exakt die erwarteten Werte liefert, würde ich sagen, das die Wahrscheinlichlkeit einer Fehlmessung gegen 0 tendiert. Aufgrund der mittlerweile 3 Lampen (zwei habe ich gemessen, eine Traildesaster) mit gleichen Ergebnis schließe ich auch einen Defekt der Lampe aus.


Gruß
Thomas

 

[GiorgioT]

Hi Siam,

Eine weitere, ganz neue Tesla: 15,5 W
DX: 10W

interessant. Interessant ist auch, daß nach dem sofortigen Dementi im Lupine-Forum ('kann nicht sein...") immer noch nichts zur Gegendarstellung gekommen ist ;-)

Gruß Georg

 

[Lioracer]

Vielen Dank Thomas.

Damit sind die Ergebnisse unumstösslich³.
Nach allen Möglichkeiten der Ingenieurskunst kreuz und quer gegengeprüft.


Was mich im übrigen besonder freut.
Speziell im Hinblick auf all diejenigen die schon immer wussten !wie es nicht geht! .

Beide von mehreren Seiten angezweifelten Messmethoden führen sehr exakt zum Erfolg, wie bereits von mir vorhergesagt.

Statt halben Dissertationen nebst Messreihen langt alten Hasen eben ihre Erfahrung und Hand auf legen.

Wer den Treat aufmerksam verfolgt hat weis werwiewas gemeint ist.


Siam und TD noch mal meinen besonderen Dank für den Aufwand.





Anmerken darf ich noch das die Höherwertigkeit der Lupine zur DX ausser Frage steht und an allen Ecken und Enden zu finden ist, nur minimal durch das Ergebniss verliert.


Eine weitere interessante Wahrheit (für Selberbauer) ist:

Halogen IRC u.a. bei Überspannung und Lebensdauer 30-100 STD erzielen 35-50L/W
Stichworte hier sind Softstart über Heißleiter und mit Schalter Überbrückung.
Alternativ Helwa Schaltung mit praktischen 2 resultierenden Lichtstufen.
Stand/Stadt Licht und Fahrlicht.
Erzielbar sind leicht um 5.000L

LED sind nach wie vor im Wirkungsgrad nicht besser, nur langlebiger.
Bei ähnlichem oder auch deutlich mehr Aufwand beim Selbstbau.
Alternative DX einschl. diverser P7 Taschenlampen um 33$
Es lassen sich ja leicht auch nur die Köpfe verwenden.
Erzielbar sind preislich sinvoll bis 1500L

HID 24W schlägt Halogen und LED nach wie vor, bei sensationellem Licht.
Nachteil, die DC Steuergeräte, dadurch nur ~600 Stunden Lebensdauer der Birne.
Meine AC Steuergeräte mit 24W-35W sind leider recht selten am freien Markt zu finden.
Hier sind auch 3.500L bei bestem Wirkungsgrad möglich.

HID 50W (25-100W) ist einfache Technik und absolut Bastler geeignet.
Erzielbar sind bei 50W an der Birne um 5.300 Lumen und kurzfristig bis zu 10.000L
Und noch vergleichsweise preiswert dazu, das Licht ist dann auch wirklich ausreichend.
Es werden bis zu 110L/W erreicht und mit Streuscheiben vom Spot bis voll breite Ausleuchtung.

Ich persönlich würde niemals mehr mit weniger wie 25-50W unterwegs sein wollen.
Aber wer hier (die meisten) nicht verwöhnt ist kommt mit deutlich weniger ebenso zum Ziel.


Grüße an alle

Mike

 

[Mautflucht]

Hallo allerseits,

ich finde die Diskussion hier spannend, fundiert und aufschlussreich; besten Dank an dieser Stelle an alle hier produktiv Beteiligten.

Durch die Diskussion neugierg geworden habe ich mit Hilfe eines PicoScope 3224 (20 MS/s, 12Bit) meine Tesla 5 (SC, Modell aus diesem Herbst) vermessen, und zwar am originalen 5Ah-Akku. Für alle die's interessiert, habe ich die entsprechende Grafik an dieses Posting angehängt.

Den Strom musste ich leider über einen relativ hochohmigen Shunt von 0.22 Ohm messen, dafür ist's aber ein 1% Präzisions-Leistungwiderstand. Die Spannung wurde direkt am Anschluss der Lampe gemessen, der Shunt fliesst also in den Innenwiderstand der Quelle ein - deshalb die relativ hohe Schwankung der Spannung. Aufgrund der Messanordnung (zentrale Masse) musste ich die Spannung leider invers messen; über einen Math-Channel habe ich sie aber zur Anzeige wieder richtig gestellt (braun).

Ausserdem sind 2 weitere Math-Channels aus den beiden Messkanälen abgeleitet: der Strom (schwarz) sowie die aus Spannung (Kanal B) und Strom (Kanal A / 0.22) errechnete Leistung. Gerechnet wurde mit den Mittelwerten. Bemerkenswert ist noch, dass die rel. hohe Schaltfrequenz von knapp 20kHz in Verbindung mit den hohen Strömen zu einem deutlich sichtbaren Einfluss der Induktivität auf den Spannungs- und Stromverlauf führt (Überschwingen).

Im unteren Bereich des Bildes sind die Messungen eingeblendet, welche ich für diese Konfiguration in der PicoScope-Software konfiguriert habe. Die Interpretation der Messungen sei jedem selbst überlassen

Grüsse
Markus

 

[Enrgy]

Die Interpretation der Messungen sei jedem selbst überlassen

Mir sagt das alles garnix, ich versteh nur Bahnhof.
Daher denke ich bei der Messkurve auch eher an sowas hier:

 

[Mautflucht]

Mir sagt das alles garnix, ich versteh nur Bahnhof.

nun, die zentrale Messung - die Leistung (grün) - ist unten ohnehin markiert. Fazit: etwas über 16W.
Dieses Thema wurde hier meines Wissens bereits kontrovers diskutiert.

 

[Deleted 121321]

Hallo allerseits,

ich finde die Diskussion hier spannend, fundiert und aufschlussreich; besten Dank an dieser Stelle an alle hier produktiv Beteiligten.

Durch die Diskussion neugierg geworden habe ich mit Hilfe eines PicoScope 3224 (20 MS/s, 12Bit) meine Tesla 5 (SC, Modell aus diesem Herbst) vermessen, und zwar am originalen 5Ah-Akku. Für alle die's interessiert, habe ich die entsprechende Grafik an dieses Posting angehängt.

Den Strom musste ich leider über einen relativ hochohmigen Shunt von 0.22 Ohm messen, dafür ist's aber ein 1% Präzisions-Leistungwiderstand. Die Spannung wurde direkt am Anschluss der Lampe gemessen, der Shunt fliesst also in den Innenwiderstand der Quelle ein - deshalb die relativ hohe Schwankung der Spannung. Aufgrund der Messanordnung (zentrale Masse) musste ich die Spannung leider invers messen; über einen Math-Channel habe ich sie aber zur Anzeige wieder richtig gestellt (braun).

Ausserdem sind 2 weitere Math-Channels aus den beiden Messkanälen abgeleitet: der Strom (schwarz) sowie die aus Spannung (Kanal B) und Strom (Kanal A / 0.22) errechnete Leistung. Gerechnet wurde mit den Mittelwerten. Bemerkenswert ist noch, dass die rel. hohe Schaltfrequenz von knapp 20kHz in Verbindung mit den hohen Strömen zu einem deutlich sichtbaren Einfluss der Induktivität auf den Spannungs- und Stromverlauf führt (Überschwingen).

Im unteren Bereich des Bildes sind die Messungen eingeblendet, welche ich für diese Konfiguration in der PicoScope-Software konfiguriert habe. Die Interpretation der Messungen sei jedem selbst überlassen

Grüsse
Markus

Danke für deine Messung. Die >16 Watt spitze wurden ja sogar von Traildistaster bei absolut kühler Lampe direkt nach dem einschalten gemessen.

Darf ich fragen in welchem Zeitraum diese Messung statt fand? Direkt nach dem einschalten der noch kühlen Lampe oder ist es eine Dauermessung über 5 Minuten?

Viele Grüße
Paul

 

[Mautflucht]

Hallo Paul,

...Darf ich fragen in welchem Zeitraum diese Messung statt fand? Direkt nach dem einschalten der noch kühlen Lampe oder ist es eine Dauermessung über 5 Minuten?

Die Lampe war noch ganz kalt und nur für wenige Sekunden eingeschaltet (<5s). Zwischen den Messungen verging immer einige Zeit, so dass die Lampe immer kühl geblieben ist und nominell auf voller Leistung hätte laufen müssen (und sicherlich auch gelaufen ist).

Grüsse
Markus

 

[Mautflucht]

Hallo allerseits,

mittlerweile habe ich allerdings doch einige Zeifel an der Aussagekraft meiner obigen Messung. Der Grund: offenbar wird (wie bei einem Abwärts-Schaltregler) eine Induktivität geschaltet (sichtbar im Schnittbild hier). Dies lässt auch die Charakteristik der Messkurven vermuten.

Durch das Hinzufügen eines Shunts zur Strommessung in Serie zum Akku wird nun aber der Innenwiderstand der Spannungquelle stark erhöht, was zu grösseren Schaltverlusten führt - d.h. die Effizienz der Lampe sinkt mit steigenden Innenwiderstand der Energiequelle bzw. des Akkus. Ich habe zur Illustration eine Spannungsmessung bei Vollast der Tesla gemacht, und zwar einmal mit dem originalen 5Ah-Akku von Lupine und ein zweites Mal mit einem Billig-Clone des BP-945 mit 7Ah. Die entsprechenden Grafiken sind an dieses Posting angehängt (blau jeweils DC-Messung, rot AC; Achtung: beim Bild des BP-945 ist die rote AC-Kurve anders skaliert!). Sehr schön erkennt man dort, wie massiv Energie von der Lampe in den Akku zurück geschoben wird. Hier wirkt sich ein höherer Innenwiderstand negativ aus und führt zu zusätzlichen Verlusten. Der BP-945 hat einen höheren Innenenwiderstand (dynamisch bestimmt mit 221 Milliohm) als der Akku von Lupine (dynamisch bestimmt mit 172 Milliohm).

Bereits in diesen Dimensionen lässt sich ein deutlicher Unterschied ausmachen. Das Hinzufügen eines Shunts (bei meiner Messung 220 Milliohm) erhöht den Innenwiderstand nochmals deutlich. Wird ein Multimeter zur Messung des Stroms eingesetzt, dürfte die Auswirkung ähnlich sein, da auch hier Shunts in ähnlichen Dimensionen zum Einsatz gelangen.

Eine weitere interessante Erkenntnis, welche daraus resultiert: an einem schlechten (oder alten!) Akku mit höherem Innenwiderstand sinkt die Effizienz einer solchermassen (wie die Tesla) geschalteten Lampe spürbar, weil Energie in höheren Schaltverlusten verloren geht. Ebenso verhält es sich mit Übergangswiderständen in Steckern und mit Verlängerungskabeln. Zum rein ohmschen Gleichspannungverlust kommen erhöhte Schaltungsverluste hinzu. Ein Akku mit mit gleicher Kapazität aber höherem Innenwiderstand wird dieser Lampe also wohl eine kürzere Laufzeit haben als einer mit kleinerem Innenwiderstand. Dies gilt übrigens ja auch für den "normalen" ohmschen Verlust: da die Lampe zur Leistungsregelung die Spannung misst, wird sie bei verlustbedingt tieferer Eingangspannung das Tastverhälnis ändern und so ihre eigene Eingangsleistung konstant halten, was zu höheren Verlusten ausserhalb der Lampe und somit zu geringerer Laufzeit bei gleicher Kapazität führt (ungeregelte Lampen werden unter diesen Bedingungen einfach dunkler).

Persönliches Fazit: zu einer objektiven Bestimmung der tatsächlichen (Wirk-) Leistungsaufnahme und Bewertung der Effizienz muss erstens das Gesamtsystem betrachtet werden und zweitens darf die Messung das Verhalten nur minimalst beeinflussen, was im Falle meiner Messung wohl nicht der Fall war. Die ermittelte Leistungsaufnahme von 16W darf unter diesen Gesichtspunkten nur unter Vorbehalt betrachtet werden.

Grüsse
Markus

 

[Siam]

Das habe ich auch schon einmal beschrieben, jedoch scheint der Einfluss nicht so hoch zu sein. Die anderen Lampen (DX und Wilma) nehmen einen sehr ähnlich gearteten Strom auf und die Ergebnisse stimmen mit den Angaben überein. Zudem habe ich schon mit verschiedensten Messkreisen immer praktisch die identische Leistung gemessen (Dein Wert passt ja auch ganz gut dazu). Selbst Traildesaster, der mit einem völlig anderen Kreis (mit vermutlich deutlich geringerer Impedanz) gemessen hat kam auf 15-16W.

Vorschlag: nach dem Messkreis, direkt vor der Lampe, einen Elko mit >1 mF anklemmen. Wobei das eventuell sogar den Lampenwirkungsgrad positiv beeinflussen kann, da ich vermute die mangelhafte Glättung der Versorgungsspannung in der Tesla ist mit ein Grund für den miesen Wirkungsgrad.


Ansonsten haben wir folgende Ergebnisse:

Messung mit für diese Anwendung (Frequenzen bis 100 kHz) geeigneten Equipment (Siam): bei zwei verschiedenen Lampen immer knapp über 15 W

Messung von Traildesaster mit high-End-Ladegerät/Netzgerät und PC-Anbiundung (dritte Lampe): zwischen 15W und 16W

Messung von Mautflucht mit Oszi (vierte Lampe): knapp über 16 W

Abschätzung über Erwärmung (wieder die dritte Lampe): ebenfalls 15 W

Versuche mit Laufzeiten sind absolut nicht aussagekräftig, da zu viele Parameter mit eingehen. Allenfalls könnte man mit dem selben Akku, beide male mit dem selben Ladegerät aufgeladen einmal mit der DX durch die Kälte fahren und dann mit der Tesla. Dabei ist die Kälte wichtig, da sonst die Tesla runterdimmt während die DX weiter ihre 10 W zieht. Dafür bietet sich die Verwendung eines kleinen Akkus an um die Fahrzeit in der Kälte zu verringern.

Gruß
Thomas