Umbau 2er Kewet auf 72V NiCad

Startbeitrag von Andreas Sch. am 03.07.2006 09:05

Umbau 2er Kewet von 48V Blei auf 72 V Nicad
Erfahrungsbericht

Zur Geschichte:
Vor ca.10 Jahren kam ich vermeintlich günstig an einen 3er Kewet, der sich aber bald als Faß ohne Boden erwies. Ständig Schäden am Motor und schlappe Batterien. Nach einigen Jahren, elweb und so was kannte ich leider noch nicht, gab ich frustriert auf und wollte meinen Kewet verschrotten. Genau zu dem Zeitpunkt, gab´s bei ebay einen 2er Kewet. In mir wuchs neue Hoffnung und tatsächlich wurde alles besser, außer die Batterien.
Schließlich rief mich Reinhold Schebler an auf eine Annonce hin und wir plauderten über Nickel-Cadmium Batterien und dass er günstig gebrauchte vermitteln kann. So rüstete ich meinen 2er Kewet nach und nach um, zuerst auf 48V, dann 54V und schließlich auf 72V.

Meine Erfahrungen:

Mit 8 Blöcken a´6V (48V) sind die Fahrleistungen und Reichweite etwa identisch mit denen der Bleibatterien. Höchstgeschwindkeit ca. 70km/h, Reichweite ca. 40-50km. Die Nicad´s haben zwar eine geringere Nennkapazität als Bleisäure, aber Sie vertragen die schnelle Entladung viel besser und ohne merkliche Kapazitätseinbußen. Auch reagieren sie kaum auf niedrige Temperaturen. Da ich auch im Winter viel unterwegs bin, als Klavierstimmer, war dieser Punkt für mich besonders wichtig. Mit den Blei-Süure-Batterien war im Winter mit Licht und Heizung oft schon nach 20km Schluß. Mit den Nicads gehen 40km auch unter dem Gefrierpunkt.
Problem bei der 48V Version war das Gewicht. Die Nicads sind fast um die Hälfte leichter als ihre Bleikollegen, somit fehlen rund 120kg Masse. Das bringt das Fahrwerk enorm in die Höhe und die Federung kommt in den oberen Anschlagsbereich. In jedem Fall müssen sechs Batterien in der Nase untergebracht werden, sonst haut´s mit der Gewichtsverteilung überhaupt nicht hin.
Mit 54V verbessern sich die Fahreigenschaften enorm. Das Fahrzeug wird sehr lebendig und schneller. Höchstgeschwindigkeit ca. 80km/h. Die Reichweite wird kaum mehr, denn man genießt natürlich den Komfort eines flotteren Autos und fährt auch zügiger, also wieder 40-50km.
Mit 12 Blöcken (72V) eröffnet sich eine neue Fahrwelt mit dem Kewet. Er benimmt sich wie ein flotter Kleinwagen. Super Beschleunigung, eben im dritten Gang mal flott auf Tempo 80. Dann im Vierten? Ehrlich gesagt, ich konnte ihn noch nicht ausfahren, denn ab 90km/h wird die Straßenlage mulmig). Ich schätze das er Tempo 100 schafft. Aber natürlich mit entsprechendem Energieverbrauch.
Meine Reichweite liegt bei 50-60km bei zügiger Fahrweise( 70-80km/h) im relativ ebenen Pfälzer Land. Bei gemäßigter Fahrweise kann man sicher 100km damit fahren, aber dafür hab ich keine Geduld. Allerdings soll sich die Kapazität der Zellen nach einigen Zyklen noch erhöhen, was noch einiges an Reichweite bringen würde. Mein Bordcontroller zeigt eine geladene Kapazität von ca. 100Ah. Das entspräche 7,2KWh bei 72V. Offiziell sind die Saft STM-140 angegeben mit 140Ah. Das entspräche dann ca.10KWh.
Das Gewicht des Fahrzeugs liegt auch nach der Aufrüstung auf 72V immer noch unter dem „Bleigewicht“. Zum Vergleich: 4Stück 12V 180Ah-Blöcke a`65kg macht 260kg. 12 Saft-Blöcke a´17kg macht 204kg plus ca. 20 kg für´s Korsett (die Blöcke müssen gegen Längsausdehnung geschützt werden). Also immer noch ca. 35 kg leichter als Blei.

Nun zum eigentlichen Umbau:

Unter Sitz und Beifahrersitz wurden je 3 Blöcke untergebracht. Da die Blöcke ca. 3 cm höher sind, passt der Batteriefachdeckel nicht mehr und wurde durch eine Konstruktion mit Isomatte ersetzt. Der Fahrersitz wurde mit vier Unterlegscheiben ein paar Millimeter angehoben.
Die vorhandenen Batterieleitungen konnten ohne Umbauten weiterverwendet werden. Die einzelnen Blöcke wurden mit Metallplättchen verbunden. Als Korsett dienen ca. 5mm starke, abgekantete Alubleche, die ich mit dem Fahrzeugrahmen verkeilt habe, so dass die Batterien spielfrei in der Halterung sitzen. Auf ein Bodenblech wurde verzichtet, denn das hätte noch mehr Gesamthöhe zur Folge gehabt. Gegen seitliches Verrutschen wurde noch ein Vierkantholz in den Batteriekasten eingeklemmt. Man kann das Korsett aber auch mit Blechen und Gewindestangen erstellen, ist vielleicht sogar besser.
In der Nase sitzen in der „hinteren“ Position vier Blöcke quer in einer Aluwanne (beim Fachmann biegen lassen) und vorne zwei quer, ebenfalls mit Korsett. Die Lösung drei und drei geht nicht, weil die Einbautiefe nicht ausreicht. Die Verkabelung kann problemlos übernommen werden. Die Blöcke werden mit Schläuchen verbunden für ein ziemlich ausgeklügeltes Wassernachfüllsystem. Gefüllt wird nur in voll geladenem Zustand, schätze ca. alle drei Monate. Der Wasserverbrauch hängt von der Ladetechnik ab. Hohe, lange Nachladeströme verkochen viel Wasser.
Damit wären wir schon bei der Ladetechnik. Aus meinem geschlachteten 3er hatte ich noch ein Zivan K2-Lader 48V/25A. Bei 48V und 54V gab´s keine Probleme. Aber bei 72V ( ca. 100V Ladeschlussspannung) war da nix mehr zu wollen. Also hab ich mir bei ebay ein Schaltnetzteil Nemic Lambda 24V/27A ersteigert für 50Euro und hab es in Reihe geschaltet mit meinem Zivan. Und siehe da: nach ein Drehern an den entsprechen Potis tun die zwei zusammen ihren Dienst mit 30 Ampere Ladestrom. Nach ca. 3-4 h erreicht die Spannung ca. 100V (im Winter mehr, im Sommer weniger) und es folgt eine Nachladung mit ca. 3Ampere für 3h. Mit einem Schalter, den ich selbst ans Zivan gebastelt habe, kann ich die Ladeleistung herabsetzen, wenn´s nicht so schnell gehen muss oder die Steckdose keine ca. 3,2KW hergibt, weil vielleicht noch andere Verbraucher dranhängen.
Die Ladegeräte sind hinter den Sitzen untergebracht, das Zivan links, das Zusatzgerät rechts. Auf ausreichende Belüftung ist unbedingt zu achten, denn die Wärmeabgabe ist erheblich. Im Winter sehr nützlich zum Vorheizen des Fahrzeugs. Im Sommer aber sehr gefährlich. Bei voller Ladeleistung am besten Tür oder Heckklappe öffnen.
Mit meinen Trafolader aus dem 2er Kewet und einem zweiten Nemic Lambda Schaltnetzteil habe ich mir noch ein zweites, stationäres Ladegerät gebastelt, das noch mal 20 Ampere beisteuert (nicht so genau hinsehen, bin kein guter Bastler). Der Anschluss an die Batterie erfolgt über einen Hochstrom-Stecker. Natürlich gehen fast 6 KW Ladeleistung nicht über einen Stromkreis. Da muss schon Drehstrom her. Dafür sind die Batterien in gut zwei Stunden voll. In einer Stunde kann ich also etwa 30km Fahrstrecke „laden“.
Den Curtis-Steller (1205) hat mir Gero (John) umgebaut und 100V-fest gemacht. Funtioniert einwandfrei, aber auch da muss für gute Wärmeableitung gesorgt werden. Bei einer flotten Bergtestfahrt ging relativ bald die Strombegrenzung rein wegen Überhitzung des Stellers. Man muss also mit der Power aus 72V x 350A = 25KW sorgfältig umgehen, damit weder Motor noch Steuerung zuviel kriegen. Aber das ist ein schönes Gefühl beim Fahren mit der Kraft zu spielen, statt wie früher, auch mit Bleifuß, nur schleppend vorwärts zu kommen.

Den DC-DC-Wandler hab ich einfach erneuert. Ebenso wurde der Schütz ersetzt durch ein Allbright 72/80V Teil.
Die elektrische Heizung stellt noch ein Problem dar. Vorläufig habe ich die zwei Heizspiralen (48V) in Reihe geschaltet. Es gibt dann nur noch eine Heizstufe mit ca. 500 Watt Leistung.
Möchte mir aber eine zweite Heizmöglichkeit für die Frontscheibe mit Zuluft von außen basteln, damit die Scheiben im Winter nicht beschlagen. Vielleicht nehme ich dafür einen Axiallüfter und die zweite Heizspirale samt Gehäuse ( die Hälfte davon) aus meinem alten Kewet. Man könnte sie einfach auf die vordere Ablage kleben (Silikon) und ein Loch für den Lüfter ins Freie bohren.
Als Batterieüberwachung habe ich sechs Analog-Instrumente je 15V (gibt´s günstig bei Pollin), einen Fahrstromanzeiger mit Shunt in der Motorzuleitung, ein Digital-Einbauinstrument für die Gesamtspannung und einen Bordcontroller EM-22 für Kapazität, Ladestrom, Prozentanzeige, usw.. Den EM-22 konnte ich bislang noch nicht umbauen auf 72V (viellecht weiß jemand wie´s geht?), die in der Bedienungsanleitung genannten drei Codierschalter hab ich nicht gefunden. Darum hab ich ihn nur auf 8 Blöcke geklemmt, damit die Anzeige nicht überlastet wird und das Signal für leere Batterien zum rechten Zeitpunkt ertönt.

Kosten

Na ja, der große Brocken sind natürlich die Nicads. Für die zwölf gebrauchten Blöcke habe ich rund 4000 Euro investiert, für den Umbau/Erweiterung der Ladetechnik rund 300 Euro, Wandler ,Schütz, Messtechnik rund 200Euro. Macht zusammen rund 4500 Euro. Die Bastlerei darf man natürlich nicht rechnen.
Wenn ich früher umgestiegen wäre, hätte ich mir viele Tausend Euro für die Bleiklötze sparen können.
Man könnte natürlich auch noch weiter aufrüsten, z.B. auf 84V oder 96V. Dann müsste man allerdings ein bisschen Kofferraum opfern. Alternative für „Langsam-Fahrer“ wäre vielleicht noch 48V in doppelter „Besetzung“, also 16 Blöcke ( je 2parallel) STM-100 oder 140. Damit sollten locker 100km Reichweite drin sein. An der elektrischen Anlage bräuchte man in diesem Fall nichts zu ändern.

Ich hoffe mein Beitrag war informativ für euch und hat Interesse geweckt am Auf-/Umrüsten.
Als letzten Schliff will ich mein gutes Stück noch neu lackieren, denn die 15 Jahre sind nicht spurlos an ihm vorüber gegangen.
Bei Fragen bitte einfach mailen.

Gruß, Andreas

P.s._ Bei Interesse kann ich auch ein Paar Fotos mailen.

Antworten:

Hallo Andreas,

woher hast Du denn den Schütz geholt?

Die Probleme mit der Heizung habe ich auch schon mit 60 Volt gehabt. Das Relais hat nicht mehr getrennt und ich habe es nur am starken Geruch festgestellt, daß da was nicht stimmt.

Gruß
Gunther

von GDE - am 03.07.2006 09:41
Hallo Gunther,
den Schütz hab ich von Reinhold Schebler, kriegst Du aber auch bei Hr. Mittnacht oder im Gabelstaplerbereich (Hersteller Allbright, wie das Original). Sind aber nicht ganz billig.
Mein Heizungsrelais ist mittlerweile auch hin. Wahrscheinlich taugen die nicht für die hohen Spannungen. Weiß jemand einen besseren Ersatz?
Gruß, Andreas

von Andreas Sch. - am 03.07.2006 11:16
Hallo Andreas,

bei mir waren Finder-Relais verbaut. Damit die richtig trennen, waren die beiden Schaltkontakte in Reihe angeschlossen. Ich habe mir nun Finder-Relais mit 3 Schaltkontakten zugelegt und diese ebenfalls in Reihe geschaltet. Dadurch habe ich nun 3 "Funkenstrecken". Damit sollte es nun wieder funktionieren.

Gruß
Gunther

von GDE - am 03.07.2006 13:06
Hallo Andreas,

welche Ausführung der Allbright-Schütze hast Du genommen?

Danke
Gunther

von GDE - am 03.07.2006 13:08
Hallo Gunther,
ich meine es ist der mit 72/80V 200A.
Willst Du etwa auch aufrüsten?
Gruß,
Andreas

von Andreas Sch. - am 03.07.2006 16:45
Hallo Andreas,

im Grunde fehlen mir nur zwei Akkus und der Schütz. Der Curtis und der DCDC-Wandler ist bei mir schon umgerüstet. Das Ladegerät läßt sich anpassen.
Wie macht das der Motor mit? Wird sicherlich recht warm.

Gunther

von GDE - am 03.07.2006 17:34
Hallo Gunther,
der Motor macht das locker mit, Probleme macht eher die Steuerung, die sehr schnell heiß wird bei Bergfahrten, grad bei diesem sommerlichen Wetter. Ich überlege einen Zusatzventilator für die Steuerung einzubauen.
Meinst Du dein Wandler hält die hohe Spannung wirklich aus?

Gruß, Andreas

von Andreas Sch. - am 03.07.2006 19:45
Hallo Andreas,

den DCDC-Wandler von Dir habe ich in meinen Dreier-Kewet eingebaut. Der DCDC in zweier-Kewet geht bis 130 Volt.

Gruß
Gunther

von GDE - am 04.07.2006 05:27
Hallo Gunter,
der wandler vom 2er Kewt geht bis 130 Volt?
ich wollte meinen auch aufrüsten auf 60 volt, das ist ja dann schonmal gut das ich mir dan keinen neuen kaufen/alten umbauen muss.



von Jens Hakken - am 04.07.2006 18:23
Hallo Jens,

falsch verstanden. Der bei mir eingebaute Wandler geht bis 130 Volt. Der Originalwandler macht wohl ab 54 bis 60 Volt nicht mehr mit.
Für den Andreas war das Posting klar, da ich von ihm einen alten Wandler übernommen habe.

Gruß
Gunther

von GDE - am 05.07.2006 05:09
Jens ich fürchte, Du willst nur höhere Geschwindigkeit. Ist es in diesem Fall nicht günstiger, den vorhandenen Regler so zu belassen, wie er ist und nur ein Paket Monozellen in Serie mit dem Anker des Thrige über ein Umschaltrelais zu schalten? Mit einer Schutzdiode und einer Sicherung zusammen, sodass keine zusätzliche Rückschlagspannung auftreten kann?
Das Relais würde ich einerseits von Hand einschaltbar machen, andererseits mit einer automatischen Geschwindigkeitsabschaltung versehen, die das Zuschalten der Zusatzbatterie unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit verbietet.

Zu beachten ist, dass die Zusatzbatterie dann den gesamten Motorstrom zu tragen hätte. Die Wandlerfunktion des Fahrreglers würde auf diese nicht wirken. Langsames Bergauffahren wäre also nur erlaubt, wenn auch über 200 Ampere zugelassen würden.

Die Diode verhindert einen Lichtbogen zwischen den Relaispads, sofern die Zusatzspannung nicht zu hoch liegt. die sollte auf ca. 24 Volt begrenzt werden.

Der Fahrregler ist viel robuster, wenn man sich auf Transistoren niedrigerer Betriebsspannung beschränkt.



von Bernd Schlueter - am 06.07.2006 13:06
Ne,ne Bernd ich will nicht mehr geschwindigkeit!
Ich binn ein gemütlicher fahrer und die 74 kmh reichen da völlig aus.
Mir geht es nur darum den fahrstrom so niedrig wie möglich zu halten,bei gleicher geschwindigkeit.



von Jens Hakken - am 06.07.2006 16:38
Hallo Bernd,
von hinten durch die Brust in´s Auge, nenn ich so was.
Wozu dieser Aufwand? Und wie lädt man diese Batteriekombination?
Es gibt genügend Fahrregler bis fast 200V, die ihre Zuverlässigkeit über Jahre hinweg absolut bewiesen haben.

Gruß,
Andreas

von Andreas Sch. - am 06.07.2006 19:15
Stimmt, Laden ist ein Problem. Das geht wohl beim Thrige nur mit einem getrennten Ladegerät und die Kurzschlussgefahr ist dann auch nicht gerade verringert.
Will man im höheren Drehzahlbereich mehr Beschleunigungsleistung, dann geht an einer Spannungserhöhung kein Weg vorbei. 17 Volt fallen etwa bei 200 Ampere an Feldspule und Anker/Bürsten an Verlust an. Die müsste man schon ergänzen, wollte man volle Beschleunigung bei beibehaltener Höchstgeschwindigkeit von Jens. Annahme: Verlustwiderstände: 85 mOhm.

Nochmal zum Wandler: Solange man nicht mehr Leistung im oberen Drehzahlbereich will, bleibt der Motorstrom konstant, gleich, ob man mit 36 oder 72 Volt fährt. Der Wandler wandelt hier nur die Verdopplung der Spannung in Verdopplung des Motorstromes gegenüber dem dann niedrigeren Batteriestrom um. Leider hat ein Wandler auch Verluste.

Soeben überlegt: Störend ist die Verschaltung der Feldspule. An den Rückschlagdioden wird auch der Motorstrom gemessen, glaube ich wenigstens. Wenn das nicht so wäre, wüsste ich eine Schaltung, bei der die Zusatzbatterie fest zur Hauptbatterie in Reihe geschaltet bliebe, und ebenfalls mit dem vollen Motorstrom, der bei Teillast ja höher ist als der Batteriestrom, belastet würde.

Die Rückschlagdioden arbeiten dann auf die niedrigere Hauptbatteriespannung, die auch von den Transistoren nur zu verkraften wäre. Der Motor selbst erhält die Summenspannung. Natürlich wieder drehzahlabhängige Sicherheitsabschaltung.
Aber, wie gesagt, die Curtissteuerung ist dazu etwas unglücklich gebaut.

Moment mal. Wir sind hier nicht beim Cityel, sondern beim Kewet. Der ist anders verschaltet. Ich glaube, die Chancen steigen, auch für die Anschaltung des Ladegerätes...
Felix und Andreas haben Schaltungen geliefert...



von Bernd Schlueter - am 06.07.2006 21:03
Nach Durchsehen der Schaltpläne der beiden Kewetts wird mir klar:
Die Aufrüstung eines Kewetts auf höhere Spannung, ohne, dass der Fahrwandler auch die höhere Spannung verkraften muss, ist beim Kewett möglich.
So ganz nebenbei ergibt sich dann die Möglichkeit, mit Hilfe der Erregung nur der Compoundspule beim Bremsen und beim gemäßigten Bergabfahren diesen Zusatzakku zu laden und durch geschickte Fahrweise diesen immer geladen zu halten.
Bergab mit mäßiger Geschwindigkeit, bergauf dann mit der gewonnenen Ladung mit Volldampf aufwärts. Volle Wiederverwendung der gespeicherten Energie.
Für die Zusatzbatterie gilt das Gesagte: Sie trägt sowohl den Rückschlagdiodenstrom, wie auch den von den Transistoren aufgebrachten. Sie nimmt also an der PWM nicht teil.

Aber: nicht, ohne dass ich das am Original getestet habe. Es gibt einen 'milden' (!!) Eingriff in den Curtis. Die Betriebserlaubnis erlischt. Aus der Traum.



von Bernd Schlueter - am 06.07.2006 21:23
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