Die ultimative IBC-Extremlampe

[Siam]

So etwa 2 kWh kommen da schon zusammen, mehr aber nicht. Das gute ist halt das sich die beiden LiFePO4-Packs auch wirklich parallelschalten lassen. 32V und 38 Ah ist dann auch eine Ansage.

Der Lichtbogen der 1,5 kW ist 7mm, der 700W ist 4mm und der 575W ist 7mm.
So gigantisch wird sich das nicht von der 700W unterscheiden, nur eben weniger Lichtstrom. Die Lichtfarbe ist ebenfalls ein grelles weiß (7500K), jedoch ist das weitaus angenehmer als bei LEDs da das Weiß dieser Lampen echtes Weiß ist und keinen Blaustich oder Grünstich hat wie viele LEDs. Der CRI ist mit >80 auch deutlich höher als von kaltweißen LEDs (eher so 65-70).
Die Außenabmessungen der 1500W, 700W und 400W sind übrigens identisch!

Gruß
Thomas

 

[Siam]

Püktlich zur Session habe ich mal etwas gebastelt. Neben der HTI 400/D3 habe ich noch eine nagelneue einseitig gesockelte MSR400 für rund 10 Euro ergattert. Als ich das Teil in der Hand hatte wurde mir klar das dies eine ideale Grundlage für eine kompakte Extremlape ist. Der 5mm-Bogen lässt eine ordentliche Bündelung zu, die Lampe harmoniert gut mit meinem neuen 500W kompakt-ballast. Also rein in einen Reflektor:






Ist schon extrem kompakt und leicht für über 20 klm (32klm Datenblatt).

Ich werde sehen wie es thermisch um die Funzel bestimmt ist, eigentlich braucht es forcierte Kühlung dennoch habe ich eine Frontscheibe montiert. Der Sockel wird ja vom Fahrtwind gekühlt (und dort ist die Temperatur auch entscheidend).
Leider wird auch hier der Reflektor etwas körnig da es Risse in der Beschichtung gibt (ich vermute aufgrund der thermischen Ausdehnung). Ist bei der 575W, 700W und 1k5 auch so, rein augenscheinlich macht das aber nicht so viel in der optischen Wirkung aus.


Gruß
Thomas

 

[_404]

Das sind 10 x 3,2V/20Ah A123 LiFePO4-Zellen. Also 640 Wh und 6,4 kW Dauerentladeleistung.

Was für Zellen sind das denn genau?
Größe gewicht preis?

Schauen recht flach aus. Suche sowas um es im Rucksack zu tragen...

 

[Siam]

Die sind perfekt für den Rucksack!

Das sind die Zellen und dort habe ich die Dinger erworben.

Gruß
Thomas

 

[_404]

danke für die schnelle info. Denke die werde ich auch mal testen.
kann man schön flach am rücken tragen.
In welchem Spannungsbereich verwendest du die? Also Entaladeschlusspannung?
Mittlere Spannungslage?

 

[Siam]

Im Bereich 90% bis 10% bist Du zwischen 3,3V und 3,2V je Zelle (Last <=1C). 3,0V sind komplett leer und 3,4V direkt vom Ladegerät nach dem Anschalten der Last. 2,0V (1,5V kurzzeitig) vertragen die Zellen.
Eine Ladezustandserkennung (außer ganz voll (>3,4V) oder ganz leer(<3V) ) über die Spannung ist nicht möglich.

Der Innenwiderstand pro Zelle liegt so bei 2-3 mOhm (Der 10s-Pack ist bei Belastung mit 60A um rund 1,5V eingebrochen). Die 10C-Entladung würde ich ungekühlt also nicht unbedingt empfehlen, so 50A machen <10W pro Zelle was noch akzeptabel ist...

Wenn Du sowieso langsamer entlädst sind diese Zellen übrigens ebenso geeignet. Ich habe ja auch mit den Teilen einen 10s-Pack und der ist für Entladungen bis 1C absolut geeignet und hat eine hervorragende Spannungslage.

Gruß
Thomas

 

[_404]

ich denke an eine 6s variante für eine 14 fach XML@2A
sprich ca 90 Watt... (also 5A oder 0,25C am Akku)
8k Lumen reichen mir

6s vom ersten sollte real ja ca 375 Wh haben, das würde ca 4 Stunden reichen was optimal für mich ist.

Im Vergleich ist der vom 2. Link aber fast besser... wobei beide gut in Rucksack passen.

227x161x43,2mm; 1,6l; 2940g; 396Wh; 360€; 0,9€/Wh

146x113x79,2mm; 1,3l; 2460g; 345,6Wh; 246,6€; 0,7€/Wh

die Lifepo4 kommen ja langsam an die lipos ran...
lifepo4: 140 Wh/kg und 265 Wh/l zu Lipo 150 Wh/kg und 320 Wh/l (SLS akku gemessen).
sprich vom gewicht kein großer unterschied nur etwas mehr Volumen. und Preislich auch in ähnlichen Regionen.

Das sich die Spannung beim Entladen kaum ändert ist ja auf der einen Seite super - für eine Akkuanzeige natürlich schlecht.

Hast du eine Möglichkeit den Ladezustand anzuzeigen? Oder machst du das über ein Junsi Gerät (Celllog/powerlog)

 

[Siam]

Ich habe die Spannungsanzeige nur um zu erkennen wenn der Akku richtig leer ist (ich habe keine Schutzschaltung). Im Prinzip schaue ich auf die Uhr (Da ich nicht dimme passt das sehr gut). Die einzige Möglichkeit ist die Ladungsmessung (also den Strom). Anders geht es nicht.

Bei LiFePO4 und der XM-L kannst Du Dir übrigens eine KSQ sparen. Mit Widerständen bist Du genauso effizient hast automatisch einen Tiefentladeschutz und Deine "KSQ" verträgt mehrere hundert grad.
Für 14 XM-L würde ich 7s nehmen und zwei über die Widerstände parallele LED-Zweige. Schau dir mal meine Messungen der XM-L an, da kannst Du Dir die Werte zusammenrechnen. Die Effizienz bei hohen LED-Strömen liegt bei 90%, die absenkung des Lichtstromes über der Ladung wirst Du nicht wahrnehmen können.

Gruß
Thomas

 

[_404]

ohne KSQ hatte ich noch gar nicht überlegt. aber das geht dann natürlich.

Denke ich werde meinen junsi powerlog nutzten. der Zeigt mir ja an wieviel Wh bzw mAh schon verbraucht wurden.

 

[flyingcubic]

hab auch eine Kompakte starke Lampe am Start siehe Signatur

leider nur mit etwa 4k Lumen ^^
aber die größe ist auch dementsprechend.

 

[Siam]

Zum Thema Akkuschutz habe ich jetzt doch etwas gebaut:



Es handelt sich um einen einfachen und robusten Tiefentladeschutz für Li-Akkus (hier für 10s). Das Prinzip ist dabbei sehr einfach aber läuft sehr zuverlässig:

Jede Zelle wird über einen 100 Ohm-Widerstand und eine gelbe smd-LED auf einen Optokoppler geführt. Die gesamte Vorwärtsspannung bei rund 1 mA ist dabei ca. 2,9V. Unter 2,6V fließt <1uA zum Optokoppler, bei 3,6V sind es etwa 4 mA.
Ausgangsseitig sind dann alle Optokoppler in Reihe und hängen mit dem Kollektor an der obersten Zelle. Der Emitter geht über 100k an den Eigang eines aus der dritten Zelle Versorgten MCP1416 (Gatetreiber, 100uA Stromaufnahme bei 0). Der Eingang hängt mit 1uF/1Mohm und einer 12V ZD gegen Masse. Das sorgt für eine Zeitliche Hysterese und verhindert sehr schnelles AN/AUS der Schaltung. Vor allem verhindert der Treiber (er liefert ja nur 1 oder 0) ein Linearbetrieb der Mosfet.
Der Gatetreiber steuert einen NPN-Transistor an der wiederum über 100k das Gate der Leistungsfet (P-Kanal 6mOhm pro Fet) an (das ist so wie bei fast jeder Schuscha).

Nun aber die Eigenschaften:

-extrem simpler Aufbau
-robust
-An den LEDs sieht man welche Zelle leer ist
-Eigenverbrauch voll <4mA leer <100uA

Mit den Fets ohne Kühlung rund 50A

Gruß
Thomas

 

[kadikater]

hallo thomas,

klasse sache! die schaltung ist mal sinvoll und mit etwas reduzierteren strömen für andere zu gebrauchen!

grüße

karsten

 

[marcel_d]

Püktlich zur Session habe ich mal etwas gebastelt. Neben der HTI 400/D3 habe ich noch eine nagelneue einseitig gesockelte MSR400 für rund 10 Euro ergattert. Als ich das Teil in der Hand hatte wurde mir klar das dies eine ideale Grundlage für eine kompakte Extremlape ist. Der 5mm-Bogen lässt eine ordentliche Bündelung zu, die Lampe harmoniert gut mit meinem neuen 500W kompakt-ballast. Also rein in einen Reflektor:






Ist schon extrem kompakt und leicht für über 20 klm (32klm Datenblatt).

Ich werde sehen wie es thermisch um die Funzel bestimmt ist, eigentlich braucht es forcierte Kühlung dennoch habe ich eine Frontscheibe montiert. Der Sockel wird ja vom Fahrtwind gekühlt (und dort ist die Temperatur auch entscheidend).
Leider wird auch hier der Reflektor etwas körnig da es Risse in der Beschichtung gibt (ich vermute aufgrund der thermischen Ausdehnung). Ist bei der 575W, 700W und 1k5 auch so, rein augenscheinlich macht das aber nicht so viel in der optischen Wirkung aus.


Gruß
Thomas

also zu den MSR leuchtmitteln:

ich arbeite in ner disco, wir haben die in movingheads drinnen und selbst da passiert es dass der innere glaskolben durch den enormen druck und die bewegungen (die bei weitem sanfter sind als auf nem bike) sich aufbläht (das ist noch normal) und sogar abknickt.
weiterhin muss man das leuchtmittel mit einem geeigneten uv-filter betreiben sowie eine geeignete ummantelung haben die auch ein platzen des leuchtmittels (und das lässt nen ordentlichen schlag wenn die heiss sind ) überlebt ohne dass glassplitter nach aussen fliegen

 

[Siam]

Durch den Reflektor werden die Glassplitter ja nur nach vorne gestreuet, also von mir weg. Und bis zum Vorausfahrenden langt das dann doch nicht. UV interessiert natürlich nicht da ja ohnehin keiner in die Lampe schaut.

Eigentlich sind ja keine meiner Leuchtmittel für diesen Einsatz gedacht. Es wird immer wieder bezweifelt das so etwas überhaupt gehen kann, ich hatte natürlich Anfangs auch bedenken ob die Lampen bei der Ersten richtigen Erschütterung ausgehen oder gar zerbrechen.

Die Erfahrung spricht da eine eindeutige Sprache: Seit 2007 fahre ich mit solchen Lampen, noch nie ging eine wegen Erschütterungen aus und noch nie ist eine hochgegangen.

Sogar die einseitig gesockelte HTI1500 hält bislang. Wer auf der Session war dem ist das zwangsläufig nicht entgangen...

Gruß
Thomas

 

[marcel_d]

heftig, hätte ich nicht gedacht also bei uns halten die ~1500 stunden und dann sind sie hin gut bei uns spielen noch so faktoren wie lichtfarbe eine rolle, 2 lampen die nebeneinander hängen und ein unterschiedliches "weiß" produzieren sehen halt einfach nicht so dolle aus

was ich dir mal als tipp geben kann sind die philips 5r leuchtmittel
die sind relativ neu und wurden speziell für den einsatz in kopfbewegten lampen entwickelt.
der große vorteil bei denen ist dass sie den output eines MSD575 leuchtmittels haben, dabei aber nur 160w ziehen. das ganze ist dank eines speziell konstruierten reflektors möglich. außerdem kann man sie heiß-zünden und sie sind recht kompakt

 

[Siam]

Du darfst nicht vergessen das ich wohl kaum auf 100 Stunden komme da ich ja ständig neue Lampen baue.
Die Effizienz der 5r ist eher sehr gering, da kommen ja nur knapp 8 klm raus. Aus meiner HQI-T mit 150W kamen gemessene 8500lm raus. Meine MSR575 habe ich mit 39000lm gemessen. Ich habe ja keine Projektionsoptik die Unmengen Licht schluckt.

Ich habe übrigens die A123-Folienzellen (20Ah LiFePO4) mal ausgemessen (bei Zimmertemperatur).

Ergebnis (Last etwas über 1C):
Komplettentladung: 18,37 Ah und 572 Wh
Bei Abschaltung unter 30,0 V: 16,64 Ah und 523 Wh



Aufgezeichnet mit einem Graphtec GL820 (Spannung direkt Strom über 10mOhm 1% vierpol-Präzisionsshunt).

Die Abschaltung erfolgte mittels meiner neuen Platine.


Das Ergebnis ist so na, ja. Die Belastung ist eigentlich nicht so hoch (für diese Zellen), von daher sind 10% weniger Energie als der Nennwert schon eine deutliche Abweichung. Wenn ich Zeit habe werde ich das Ganze mal mit C/2 testen...


Gruß
Thomas

 

[superfisch]

Wäre mal interessant die Einzelspannungen der Zellen zu wissen - evtl. hast du "nur" eine schlechte Zelle dabei.

 

[Siam]

Das ist ausgeschlossen da ich erstens an den LEDs auf der Platine gesehen habe das die Zellen extrem gleichmäßig leer wurden (die LEDs werden ja kontinuierlich dunkler) und zum anderen ist die Abschaltschwelle ziemlich exakt bei 1/10 der Gesamtspannung.

Da die Nennkapazitäten dieser Akkus ja meist bei sehr viel geringeren Entladeraten gemessen werden denke ich kommt man mit C/5 zumindest von der Energie her problemlos auf den Nennwert.
Besser als alle LiIon/LiPo-Kurven ist das aber allemal! Entlade mal eine 18650 mit >1C, dann hat man vielleicht noch 60% der Nennenergie...

Gruß
Thomas

 

[_404]

vor allem die Spannungslage ist ja mal genial.

 

[superfisch]

@ Siam:

Naja - kann gut und gerne sein daß die 20Ah-A123-Tüten im Mittelwert eher bei 18-19Ah liegen - ein ähnliches Problem gab es ja auch schon zwischendurch mit den 26650er A123-Zellen (nominell 2,3Ah, reel aber eher im Bereich 2,1(+/-0,2)Ah). Es gab in einem US-Forum wohl einige Messreihen diesbezüglich wegen Einsatz bei Pedelecs. Bin da mal auf die neuen Zellen mit 2,5Ah gespannt

Vielleicht auch nur Montagsakkus erwischt

 

[Siam]

Nachdem bezüglich Maximallichtstromes ja langsam nicht mehr viel zu holen ist und ich natürlich ein neues Projekt brauche wird es dieses Jahr wohl um die hellste, noch gut fahrbare LED-Fahrradlampe gehen.


Folgendes ist geplant (nagelt mich jetzt noch nicht auf details fest):

Eine 7x7-fach XM-L mit den Kupferplatinen und Polymeroptiken. Macht 49 XM-L und bei 4A fast 50 klm output. Nicht viel Reichweite sondern schlicht Helligkeit ist das Ziel. Durchmesser wird <120mm, also nicht klein aber auch keine Parabolantenne...

Alles seriell, also rund 150V und knapp 700W maximalleistung. Versorgung natürlich aus meinen vorhandenen LiFePO4-Packs.

Die Kühlung plane ich als Wasserkühlung wobei ich zu den Zuleitungen vom Akku eben noch zwei Silikonschläche (Modellbau-Spritschläuche) zur lampe vorlege um mit der Abwärme auch noch den Akku heizen zu können. Ob ich sogar beheizte Lenker damit realisiere bleibt noch offen.
Das die 700W natürlich nicht dauerhaft angedacht sind ist klar, 300W möchte ich aber dauerhaft fahren können.


Nach meinem Urlaub nächste und übernächste Woche werde ich mal konkrete Planungen beginnen.


Gruß
Thomas

 

[rob1111]

Wir sind gespannt
Ich würde eher auf eine zwangsbelüftung gehen. oder ausreichend wärmekapazität im gehäuse für ca. 5 minuten “boost-betrieb“ bei 700w.

 

[_404]

klingt gut
Wasserkühlung finde ich am bike aber auch nicht gut.

Vielleicht findet man ja ein Heatpipe das man gleich als lenker nutzten kann und dann Alubleche drauf

 

[flyingcubic]

700W ist am bike nicht zu kühlen, zumindest nicht ansehnlich

 

[Siam]

Würde ich so nicht sagen. Die 700W (rund 25% werden abgestrahlt, also bleiben 550W) mache ich mit Wärmekapazität (und die von Wasser ist auch nicht ohne). Bei den angepeilten 300W (dürften dann so 200W Wärme sein) und zulässigen 70°C Wasserrücklauf/Gehäuse (darüber dürften einfache pümpchen Probleme bekommen) ist das absolut realistisch. Rund 50W wird die doch recht große Lampe locker machen. Mindestens genauso viel wird am Weg von der Lampe zum Akku/Pumpe abegegeben. Und dann ein Alugehäuse mit Temperaturgeregelten Lüfter für den Akku welches den Rest bekommt. Den Lüfter werde ich so regeln das mir wenn möglich 40°C gehalten werden (auch nicht unbedingt weniger), bis 60°C ist den LiFePO4 egal.

Zur Not gibt es beim Akkugehäuse einen kleinen Kühler (Ölkühler für kleine moppeds sind da super). Dann gehen aber auch 700W...

Gruß
Thomas