NiMH-Akku für happy-light Ostar15


Aufbau:
Der Energiespeicher besteht aus 13 Ni-MH Akkus im Sub-C Format, wie sie in Elektrowerkzeugen verwendet werden. Die 13 sind in Reihe geschalten sind und ergeben somit eine Nennspannung von 15,6V bei einer Kapazität von ca. 3,5Ah. Die Zellen passen nach den Verlöten gerade noch so in die Werkzeugdose aus dem Rose-Versand.

Als Anschluss dient eine Hohlstecker-Buchse 5,5mm / 2,1mm. Die Buchse ist kurzschluss- und verpolungsgeschützt. Passende Kabel mit fertig angespritzten Steckern für den Scheinwerfer bzw. das Ladegerät habe ich auch gefunden.  Im Akku ist, aus Sicherheitsgründen, noch ein Polyswitch (selbstrückstellende Sicherung) mit 1,8A vorgesehen.


Leuchtdauer: Der komplette Akkupack bringt ca. 885g auf die Waage und reicht frisch geladen für:
ca. 3,5h volle Leistung (Stufe 2 - 15W) oder
ca. 11h gedimmtes Licht (Stufe 1 - 5W).

Akku für Flaschenhalter

Entladekennlinie volle Leistung
Entladung mit voller Leistung

Entladekennlinie gedimmt
Entladung auf gedimmter Stufe



Das obere Diagramm stellt den Verlauf der Entladespannung eines frisch geladenen Akkus bei voller Leistung dar. Während der grünen Kurve arbeitet die Elektronik mit Vollast und schaltet bei Erreichen von 13,6V automatisch auf die gedimmte Stufe herrunter. Dort beginnt die gelbe Kurve und zeigt eine kurzzeitige Erholungsphase des Akkus, bis die Spannung wider kontinuierlich zu sinken bekinnt. Bei Erreichen einer Spannung von 12,8V wird die LED dann auf "Notlicht" gedimmt und sollte danach möglichst schnell außer Betrieb genommen werden. Zwar erholt sich der Akku auch hier wieder und liefert noch für ca. 20 Minuten Spannung, aber der Akku wurde auch vorher frisch geladen. Daher empfehle ich dringend die Lampe schnellstmöglich außer Betrieb zu nehmen.


Das untere Diagramm stellt den Verlauf der Entladespannung des Akkus auf gedimmter Stufe dar. Bei einem frisch geladenem Akku reicht die Energie für über 11 Stunden bis zum Schutz des Akkus auf "Notlicht" reduziert wird. Auch hier gilt wieder den Scheinwerfer dann möglichst schnell außer Betrieb zu nehmen.


Bei genauer Betrachtung der Diagramme ist zu sehen, das die Umschaltspannungen für die Reduzierungen höher liegen als eigentlich vorgegeben. Das liegt daran, das die Betriebsspannung der Elektronik bedingt duch Spannungsabfälle über das Anschlusskabel der Lampe, die Steckverbinder und den Polyswitch etwas geringer ist als die Spannung am Akku selbst. Die Reduzierungspunkte liegen aber dennoch im steil abfallenden Bereich der Spannungskurve und sind für einen Schutz des Akkus vor Tiefentladung gut geeignet.

Selbstentladung: Wenn es um NiMH-Akkus geht kommt immer gleich das Thema Selbstentladung ins Spiel. Daher wollte ich auch mal sehen wie schlimm es nun wirklich ist. Da meine Zeit aber begrenzt ist, habe ich mich darauf beschränkt den voll geladenen Akku eine Woche liegen zu lassen, bevor ich den Entladevorgang mit der Lampe wiederholt habe.

Das Diagramm auf der rechten Seite zeigt den Vergleich zwischen einem frisch geladenem Akku (dicke Kurve) und dem vor einer Woche geladenem Akku (dünne Kurve). Die Umschaltung von voller Leistung auf die gedimmte Stufe erfolgt ca. 17 Minuten früher. Das entspricht einem Laufzeitverlust von etwa 8%. Die folgenden Laufzeiten für die gedimmte Stufe und das Notlicht verlängern sich allerdings etwas.

Insgesammt finde ich den, durch die Selbstentladung entstehenden Laufzeitverlust, nicht als ganz so dramatisch wie oft dargestellt wird.


Selbstentladung
Vergleich frisch geladener Akku, Akku vor einer Woche geladen.




Ausblick:
Zum Testen habe ich mir mitlerweile auch ein Li-Ion Akku gebaut. Allerdings hält sich der Kapazitätsgewinn und somit die Leuchtdauer des Scheinwerfers in Grenzen, da nur acht 18650'er Zellen in die Rose-Werkzeugdose passen. Zudem ist noch eine spezielle Schutzschaltung für den Akku nötig, die Überladung und Tiefentladung verhindern soll. Der Vorteil ist allerdings ein deutlich geringeres Gewicht.


Weiterführende Links:
Beschreibung Messequipment
Beschreibung Scheinwerfer
Beschreibung Elektronik
Beschreibung Ladegerät
Technische Daten des Komplettsystems

externe Links:
Rose Versand