Mechanisch Dampfen: Diverse Akkus & Voltdrop

Beim Dampfen mit ungeregelten / mechanischen Akkuträgern treten je nach Akku unterschiedliche Spannungseinbrüche auf (Voltdrop). In diesem Beitrag habe ich meinen Akkus mal auf den Zahn gefühlt: LG MH1, LG HG2, Samsung 25R und Sony Konion…


Inhalt

Falls bei den Begriffen im Beitrag Fragezeichen über'm Haupthaar aufplöppen: Abkürzungen & Begriffe

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Vorword

Ich wollte mal sehen wie sich verschiedene Akkus bezüglich des Spannungseinbruchs („Voltdrop“) über eine ganze Entladung verhalten. Ich würde erwarten das hochstromfähige Akkus wesentlich weniger stark einbrechen. Vielleicht ist damit ein etwas gleichmäßigeres Dampfen über die gesamte Akkuladung hinweg möglich? Oder ist ein schwächerer Akku vielleicht sogar besser, wenn er am Anfang stark einbricht, sich in der Mitte lange hält, und so mehr von seiner Kapazität nutzbar macht? Alles wurscht? Ma gucken.

Um Missverständnissen vorzubeugen: Es geht nicht darum die Grenzen der Akkus zu testen, sondern wie sich verschiedene Akkus unter gleichen Bedingungen verhalten. In diesem Fall war das eine 0,77 Ohm Wicklung was dann im Durchschnitt um die 16 Watt und 4-5 Ampere Belastung für den Akku sind.

In den folgenden Test-Tabellen habe ich für die Ermittlung der Dauer die ein Akku pro Ladung durchhält zwei Szenarien angenommen:

Szenario 1:
Die Wicklung hat einen breiten Sweet Spot Bereich, funktioniert also mit grossen Spannungsunterschieden gut. In dem Fall kann man natürlich mehr von der Akkukapazität ausnutzen und zB immer auf 3,4 Volt Leerlaufspannung herunter dampfen, egal was die Spannung unter Last so macht…

Szenario 2:
Die Wicklung hat einen schmaleren sweet spot Bereich von ca. 0,35 Volt Bandbreite. Wieviele Sekunden kann man dann dampfen? Und wo liegt der Spannungsbereich unter Last?
Dabei klammere ich wegen des starken Voltdrops bei vollem Akku die ersten 10-30 Züge aus. Diese liegen zwar außerhalb des gedachten sweet spot, es sind aber so wenige Züge das es nicht lohnt den sweet spot darauf abzustimmen, da man das mit ein paar kräftigen Zügen bei vollem Akku meist kompensieren kann. Dafür kann man dann mehr mAh aus dem unteren Ende des Spannungsbereichs mitnehmen, dort sind wesentlich mehr Züge zu holen.

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Danke. 🙂

Übersicht der Ergebnisse

Alle Tests habe ich mit einer VTC Mini im Bypass Mode und einer 0,77 Ohm Wicklung gemacht. Real sind das dann im Durchschnitt um die 4-5A und 16 Watt.

LG MH1 10A 3200 mAh (geschätzt unter 40 Ladezyklen alt) AM
Szenario 1: 1795 Sekunden
Szenario 2: 0,33V Lastspannungsbereich erlauben 810 Sekunden Zugdauer.
Lastspannung: 3,70 bis 3,37V. ø-Voltdrop: 0,35V. ø-VLast: 3,55V.

LG HG2 20A 3000 mAh (nagelneu) AM|EB|FT|GB
Szenario 1: 1465 Sekunden
Szenario 2: 0,36V Lastspannungsbereich erlauben 782 Sekunden Zugdauer.
Lastspannung: 3,84 bis 3,48V. ø-Voltdrop 0,24V. ø-VLast 3,66V.

Samsung 25R 20A 2500 mAh (geschätzt unter 30 Ladezyklen alt) AM
Szenario 1: 1203 Sekunden
Szenario 2: 0,33V Lastspannungsbereich erlauben 628 Sekunden Zugdauer.
Lastspannung: 3,80 bis 3,47V. ø-Voltdrop 0,27V. ø-VLast 3,63V.

Sony Konion VTC3 (nagelneu) AM
Szenario 1: 907 Sekunden
Szenario 2: 0,35V Lastspannungsbereich erlauben 383 Sekunden Zugdauer.
Lastspannung: 3,84 bis 3,48V. ø-Voltdrop 0,24V. ø-VLast 3,66V.
Wer sich wundert warum ich noch die älteren VTC3 einsetze: Zum testen der Effizienz von Wicklungen/Akkuträgern sind sie ideal, gerade weil sie wenig Kapazität haben. So dauern die einzelnen Testläufe nicht so elend lang… Die VTC4/5/5A dürften sich sehr ähnlich bezüglich Voltdrop verhalten, bieten aber mehr Kapazität…

Kommentar:
Für das Szenario 1 ist der LG MH1 mit 22% längerer Laufzeit deutlicher Sieger.
Auch für Szenario 2 ist er unter diesen Bedingungen besser als der LG HG2. In einem engeren Lastspannungsbereich (weniger Unterschied bei Dampf) liefert er eine längere Zugdauer. Näherungsgerechnet (auf 0,33V Lastspannungsbereich) würde der LG HG2 auf ca. 720 Sekunden Zugdauer kommen somit ca. 10% schlechter als der MH1 sein – was aber auch dem Kapazitätsunterschied ähnlich ist.
Der höhere Voltdrop des MH1 stört nicht, darauf kann man die Wicklung ja ggf. anpassen. Ein Argument hat der HG2 aber noch: Aufgrund doppelter Belastbarkeit (20A) wird er vermutlich nicht so schnell altern wie ein MH1 mit seinen 10A.

Fazit

Unter den Akkus ist keiner der fürs mechanische Dampfen besonders heraus sticht, in Bezug auf das Voltdrop-Verhalten & Laufzeit.
Wunschzettel: Einen Akku der sehr schnell auf 3,5 Volt einbricht, und dann fast seine ganze Energie bis 3,3 Volt abgibt. Da muss ich wohl noch ein bisschen warten… 😉

Für’s Wickeln mechanischer Akkuträger also einfach den Akku auswählen der am meisten mAh hat, und von der Strombelastbarkeit ausreichend Reserven hat. So einfach ist das dann doch. 😀

Einzeltest-Tabellen

Aufklappen...
10 Ampere Akku: 18650 LG MH1 3200 mAh (#5, geschätzt unter 40 Ladezyklen alt)
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,18  0,47  3,71  18  5 0 0
4,10  0,40  3,70  18  5  28  69
4,00  0,36  3,64  17  5  85  265
3,90  0,34  3,56  16  5  55  161
3,80  0,33  3,47  16  5  54  209
3,70  0,33  3,37  15  4  45  175
3,60  0,32  3,28  14  4  56  229
3,50  0,32  3,18  13  4  69  369
3,40  0,34  3,06  12  4  33  218
3,30  0,55  2,75  10  4  26  170
          = 451 = 1865
= 31:05 Minuten
mh1
4,2 bis 3,4 VLeer: 69+265+261+209+175+229+369+218 = 1795 Sekunden
4,1 bis 3,7 VLeer:
VLast 370-337 = 33 = 265+161+209+175 = 810 Sekunden
øVdrop: (40+36+34+33+33)/5 = 0,35V
øVLast: (370+364+356+347+337)/5 = 3,55V Oder:
øVLast: 3,9-0,35 = 3,55V

 

20 Ampere Akku: 18650 LG HG2 3000 mAh (nagelneu)
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,18  0,32  3,86  19  5 0 0
4,10  0,26  3,84  19  5  23  68
4,00  0,25  3,75  18  5  68  222
3,90  0,24  3,66  17  5  176  233
3,80  0,23  3,57  17  5  44  149
3,70  0,22  3,48  16  5  57  178
3,60  0,21  3,39  15  4  58  212
3,50  0,22  3,28  14  4  63  268
3,40  0,22  3,18  13  4  26  135
3,30  0,27  3,03  12  4  26  140
3,20  0,23  2,97  11  4  5  18
3,10  0,19  2,91  11  4 13 85
          = 559 = 1708
= 28:28 Minuten
lghg2:
4,2 bis 3,4 VLeer: 68+222+233+149+178+212+268+135 = 1465
4,1 bis 3,7 VLeer:
VLast 384-357 = 27 = 222+233+149 = 604 Sekunden (nur für Näherung zu 0,33V Breite des MH1)
VLast 384-348 = 36 = 222+233+149+178 = 782 Sekunden
øVdrop: (26+25+24+23+22)/5 = 0,24V
øVLast: 3,9-0,24 = 3,66V

 

 

20 Ampere Akku: 18650 Samsung 25R 2500 mAh (geschätzt unter 30 Ladezyklen alt)
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,19  0,34  3,85  19  5 0 0
4,10  0,30  3,80  19  5  15  50
4,00  0,30  3,70  18  5  66  201
3,90  0,25  3,65  17  5  18  74
3,80  0,26  3,54  16  5  50  210
3,70  0,23  3,47  16  5  37  143
3,60  0,22  3,38  15  4  47  106
3,50  0,26  3,24  14  4  48  223
3,40  0,26  3,14  13  4  38  196
3,30  0,29  3,01  12  4  10  62
3,20  0,27  2,93  11  4  5  17
3,10  0,20 2,90  11  4 6 42
          = 340 = 1324
= 22:04 Minuten
25r
4,2 bis 3,4 VLeer: 50+201+74+210+143+106+223+196 = 1203 Sekunden
4,1 bis 3,7V Leer:
VLast 380-347 = 33 = 201+74+210+143 = 628 Sekunden
øVdrop: (30+30+25+26+23)/5 = 0,27V
øVLast: 3,9-0,27 = 3,63V

 

30 Ampere Akku: 18650 Sony Konion VTC3 1600 mAh (nagelneu) – Durchgang #1
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,20  0,34  3,86  19  5 0 0
4,10  0,27  3,83  19  5  10 39
4,00  0,25  3,75  18  5  23 97
3,90  0,25  3,65  17  5  22  100
3,80  0,25  3,55  16  5  23  102
3,70  0,21  3,49  16  5  22  98
3,60  0,23  3,37  15  4  41  229
3,45  0,25  3,20  13  4  40  213
3,25  0,50  2,75  10  4  21  104
          = 202 = 982
= 16:22 Minuten

Bis 3,45V (3,4V verpasst), daher nicht in Übersicht mit drin.

vtc3, Test #1
4,2 bis 3,45 VLeer: 39+97+100+102+98+229+213 = 878 Sekunden
4,1 bis 3,7V Leer:
VLast 383-349 = 34 = 97+100+102+98 = 397 Sekunden
øVdrop: (27+25+25+25+21)/5 = 0,25V
øVLast: 3,9-0,25 = 3,65V

 

30 Ampere Akku: 18650 Sony Konion VTC3 1600 mAh (nagelneu) – Durchgang #2
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,20  0,30 3,90  20  5 0 0
4,10  0,26  3,84  19  5  13  61
4,00  0,26  3,74  18  5  37  104
3,90  0,25  3,65  17  5  19  74
3,80  0,23  3,57  17  5  22  95
3,70  0,22  3,48  16  5  24 112
3,60  0,20  3,40  15  4 38 165
3,50  0,22  3,28  14  4 41 196
3,40  0,30  3,10  12  4  24  106
3,30  0,55  2,75  10  4  5  26
          = 223 = 939
= 15:39 Minuten
vtc3, Test #2
4,2 bis 3,40 VLeer: 61+104+74+95+112+165+196+106 = 913 Sekunden
4,1 bis 3,7V Leer:
VLast 384-348 = 35 = 104+74+95+112 = 385 Sekunden
øVdrop: (26+26+25+23+22)/5 = 0,24V
øVLast: 3,9-0,24 = 3,66V

 

30 Ampere Akku: 18650 Sony Konion VTC3 1600 mAh (nagelneu) – Durchgang #3
Volt
Leer
Volt
Einbruch
Volt
Last
Watt
(Last)
Ampere
(Last)
Zugzahl
pro 0,1V
Sekunden
pro 0,1V
4,20  0,30  3,90  20  5 0 0
4,10  0,26  3,84  19  5  10  45
4,00  0,24  3,76  18  5  29  79
3,90  0,24  3,66  17  5  24  73
3,80  0,24  3,56  16  5  38  145
3,70  0,22  3,48  16  5  20  84
3,60  0,21  3,39  15  4  42  177
3,46  0,23  3,23  14  4  33  231
3,40  0,27  3,03  12  4  16  68
3,25  0,50  2,75  10  4  9  41
          = = 943
= 15:43 Minuten

 

vtc3, Test #3
4,2 bis 3,40 VLeer: 45+79+73+145+84+177+231+68 = 902 Sekunden
4,1 bis 3,7V Leer:
VLast 384-348 = 35 = 79+73+145+84 = 381 Sekunden
øVdrop: (26+24+24+24+22)/5 = 0,24V
øVLast: 3,9-0,24 = 3,66V

Na, eckige Augen? 😉

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