KeybrickOne
19.10.2020, 19:24

Editiert von
KeybrickOne
19.10.2020, 19:25

+3Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

[image]




Eneloops sind schön und gut, halten aber nicht sehr lange und der Wechsel der Akkus ist immer ein Riesenaufwand.
Deshalb habe ich mir mit einem Freund überlegt,
wie wir den längst überfälligen austauschbaren LiPo-Akku für Powered Up selber bauen und testen können.
Das ganze lief so gut, dass wir uns entschieden haben, eine Crowdfunding-Kampagne zu starten,
um den Akku allen interessierten Lego-Fans die Möglichkeit zu geben, schnell und problemlos den Akku zu wechseln.


KeyBrick.one: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered UP

Wir denken bereits über USB-Verlängerungskabel nach, damit das Modell auch im zusammengebauten Zustand geladen werden kann.
Ein Betrieb mit einer zuätzlichen Powerbank für noch mehr Reichweite ist ebenfalls möglich.

Schaut auf unserer Webseite vorbei und unterstützt uns auf Kickstarter, wir würden uns sehr freuen,
dieses langersehnte fehlende Teil für möglichst viele Fans zu ermöglichen.

Till / Team Keybrick.one



RobbyRay , ChrisLego , womo gefällt das


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AdmiralStein
21.10.2020, 18:24

Als Antwort auf den Beitrag von KeybrickOne

+1Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

KeybrickOne hat geschrieben:

Lok24 hat geschrieben:

Und evtl wäre eine "LightVersion" sinnvoll für den stationären Betrieb:
Gar keine Akkus, Eingang 5V, auch USB C

Die Idee der "Lightversion" klingt gut.

Wer hätte noch Interesse an dieser Idee?

+1



Thomas52xxx gefällt das


Steintoeter
22.10.2020, 03:25

Als Antwort auf den Beitrag von KeybrickOne

+2Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Hi.
Da ich mich auch in einem anderen Modellbaubereich bewege, der sehr viel mit diesem Akkutyp arbeitet, erlaube ich mir mal eine Frage und/oder Anmerkung.
Von welcher Leistungsdichte ( C-Rate) der Akkus reden wir?
Im RC-Modellsport dürfen diese Akkus nur in einer feuerfesten Hülle geladen werden.
Des weiteren wird empfohlen diese auch in einer solchen zu transportieren und zu lagern.
LiPo-Akkus sind in ihrem Energiemanagment empfindlich.
Je höher die C-Rate um so empfindlicher. Überladen und Unterspannung mögen sie garnicht, quittieren dies meist mit ausgasen und aufblähen. Kurzschluss oder mechanische Beschädigung kann zum Brand führen, welcher nur schwer zu löschen ist.
Ich weis nicht, ob hier die Vorteile gegenüber den robusteren Becherzellen ( NiCa, NiMh, LiIo, LiFe) so groß sind, das es das aufwiegt.

Gruß



Carrera124 , tmctiger gefällt das


Thomas52xxx
22.10.2020, 08:28

Als Antwort auf den Beitrag von KeybrickOne

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

KeybrickOne hat geschrieben:

Die zweite Idee mit dem "flachen" Boden hat echten Charme, die schauen wir uns gerne mal genauer an.


Ein flacher Boden käme dort zum Einsatz, wo beengte Platzverhältnisse bestehen. Dementsprechnd würde ich mir eine Anschlussmöglichkeit an einer Längs- und an einer Querseite wünschen. Buchse möglichst versenkt, so dass der Stecker möglichst wenig aufträgt. Oder die alten 9V bzw PF-Stecker, damit deren Batteriebox verwendet werden kann. Und Modellbahnstecker/Buchsen, um einen lose verbauten 9V-Block zu verwenden. Das wird bei wenig Platz wohl meist das Mittel der Wahl sein. (Kleine Lokomotiven, wie eine "Köf"). Bei mehr als 20€ sehe ich jedoch schwierige Martchancen, dürfte in der zu erwartenden Kleinserie kaum zu schaffen sein.


Gruß
Thomas

mein Blog
meine Eisenbahnräder - mit funktionierendem Download


Carrera124
22.10.2020, 08:35

Als Antwort auf den Beitrag von Steintoeter

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Steintoeter hat geschrieben:

Hi.
Ich weis nicht, ob hier die Vorteile gegenüber den robusteren Becherzellen ( NiCa, NiMh, LiIo, LiFe) so groß sind, das es das aufwiegt.

Gruß

Ich hatte den gleichen Gedanken. Meine RC-Modelle bewege ich ausschließlich mit NiMHs.
LiPos kommen mir nicht in die Wohnung, auch nicht in einem Lego-kompatiblen Gehäuse.


Grüße an meinen Stalker


keybrick-y
22.10.2020, 08:53

Als Antwort auf den Beitrag von Steintoeter

+1Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Steintoeter hat geschrieben:

Hi.
Da ich mich auch in einem anderen Modellbaubereich bewege, der sehr viel mit diesem Akkutyp arbeitet, erlaube ich mir mal eine Frage und/oder Anmerkung.
Von welcher Leistungsdichte ( C-Rate) der Akkus reden wir?
Im RC-Modellsport dürfen diese Akkus nur in einer feuerfesten Hülle geladen werden.
Des weiteren wird empfohlen diese auch in einer solchen zu transportieren und zu lagern.
LiPo-Akkus sind in ihrem Energiemanagment empfindlich.
Je höher die C-Rate um so empfindlicher. Überladen und Unterspannung mögen sie garnicht, quittieren dies meist mit ausgasen und aufblähen. Kurzschluss oder mechanische Beschädigung kann zum Brand führen, welcher nur schwer zu löschen ist.
Ich weis nicht, ob hier die Vorteile gegenüber den robusteren Becherzellen ( NiCa, NiMh, LiIo, LiFe) so groß sind, das es das aufwiegt.

Gruß


Hi Steintoeter,

Yannic von Team Keybrick hier. Da ich der Techie bin, werde ich mich mal um den Part kümmern ;)

Bei dem Akku handelt es sich um eine Industrietaschenzelle mit 1200mAh Nennkapazität (also laut Spezifikation, gemessen haben wir - in den Belastungsscenarien die in Keybrick - auftreten im Schnitt 1290mAh über nun 223 Zyklen [Test läuft weiter bis Ausfall oder 600 Zyklen]).

Die Zelle hat einen 1S2P Aufbau und ist für bis zu 25C discharge rate ausgelegt. Sehen werden die zellen allerdings maximal 6C, und das nur wenn jemand am Ende der Entladekurve Keybrick unter Vollast setzen würde (was das Hub nicht hinbekommt, das zieht maximal 1.4A an 9.3V für ein paar Sekunden bevor die Strombegrenzung einsetzt). Im Hub sind tatsächlich "Peak" etwa 4.5C zu erwarten.

All-in-all werden die Zellen ein entspanntest Leben haben von der Seite her.

Geladen wird mit 0.66C (die Zellspezifikation erlaubt 2C) aufgrund der dadurch zu erwartenden Steigerung der Lebensdauer. Ebenso wird die Ladeendspannung etwa 60mV unterhalb des Maximal-möglichen gehalten aus dem selben Grund.

Zu guter Letzt ist alles Technisch notwendige implementiert um Fehler abzufangen: es ist eine Batterieschutzschaltung (OC/OV/OD/SC/T) vorhanden die die Zellen bei 2.75V von der Schaltung trennt (2.4V wären laut Zellhersteller ohne Schäden dauerhaft akzeptabel) wobei das ledeglich der "Doppelte Boden" ist das die Firmware bei 2.95V einen Cutoff hat. Des Weiteren wird die Leistungsabgabe kontinuerlich gemonitored und ggf. begrenzt. Auf auf der Seite ist ein Hardware-schutz in Form einer PTC Sicherung vorhanden sollte die SW aus irgendeinment Grund nicht rechtzeitig einspringen.

Zu der Frage "warum LiPo Pouch Zellen?" => Leistungsdichte bei gegebenen Kosten und Verfügbarkeit. Eine LiPoFe-Lösung hätte bei den zu erwartenden Stückzahlen etwa 150% mehr gekostet da die Batteriezellen in dem Format nicht "off the shelf" verfügbar sind. Die Laderegler sind ebenso signifikant teurer. Gegen die Becherzellen spricht das Gewicht und das Packaging (entweder Bauraum nicht ausgenutzt oder Custom zu horrenden Kosten).

Zu guter Letzt: jeder von uns schleppt jeden Tag mehrere Geräte mit LiPo Pouch Cells mit sich herum, teilweise überwiegend in der Hosentasche. Auch wenn es zugegebenermaßen Fälle in den vergangenen Jahren gegeben hat in denen etwas schiefgelaufen ist, handelt es sich bei dieser Technologie definitiv um eine Beherschbare - solange man die Grenzen nicht bewusst überschreitet. Genau letzteres ist auch der Grund für die Vorsichtsmaßnahmen im RC-Bereich. Die Zellen werden "kontrolliert"-Überlastet. D.h. auch das erhöhte Risiko für Feuer und co.

MfG Yannic



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Lok24
22.10.2020, 10:55

Als Antwort auf den Beitrag von Carrera124

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Hallo,

meines Wissens sind schon LiPo-Lösungen auf Lego Ausstellungen in Brand geraten.....



Lok24
22.10.2020, 11:07

Als Antwort auf den Beitrag von Thomas52xxx

Editiert von
Lok24
22.10.2020, 11:08

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Hallo Thomas,

Thomas52xxx hat geschrieben:

Buchse möglichst versenkt, so dass der Stecker möglichst wenig aufträgt. Oder die alten 9V bzw PF-Stecker, damit deren Batteriebox verwendet werden kann.

Nein, nicht "möglichst"

Ein Stecker muss komplett innerhalb der 4x8x1-Struktur verschwinden. Dazu könnte man sie z.B aus 3x8 und 1x4 L-Förmig aufbauen, der "USB"-Stecker also längs, aber hochkant(!) in der Seiten"tasche", das dünne Kabel wird an der Seite geführt wo oben die Ports sind. Das wäre z.b. die Lösung für das jetzige Produkt.

Für die kleine Bodenplatte: wie beim Sbrick ist auch unten ein Anschluss, natürlich versenkt und damit auch mit Stecker innerhalb der 4x8x1.

Das ganze ist technisch äußerst simpel.

Grüße

Werner



keybrick-y
22.10.2020, 11:13

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Lok24 hat geschrieben:

Hallo,

meines Wissens sind schon LiPo-Lösungen auf Lego Ausstellungen in Brand geraten.....


Entschuldige die Lapidare Antwort, aber es geraten auch jeden Tag Autos in Brand. Ohne weitere Info zu wieso da etwas schiefgelaufen ist, ist die Aussage nicht viel Wert. Die Technologie ist augenscheinlich beherschbar wie die weltweite Verwendung in Notebooks, Smartphones, Autos etc. beweist.



Lok24
22.10.2020, 11:47

Als Antwort auf den Beitrag von keybrick-y

Editiert von
Lok24
22.10.2020, 11:53

+1Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

keybrick-y hat geschrieben:


Entschuldige die Lapidare Antwort, aber es geraten auch jeden Tag Autos in Brand.

Ganz schlechtes Beispiel.

keybrick-y hat geschrieben:
Ohne weitere Info zu wieso da etwas schiefgelaufen ist, ist die Aussage nicht viel Wert.

Sie zeigt, dass Billig- oder Bastellösungen gefährlich sein können und tatsächlich auch schon waren.
Lebensgefahr? Versicherung? Haftung? Ich möchte da nicht als "Hersteller" befragt werden.

keybrick-y hat geschrieben:
Die Technologie ist augenscheinlich beherschbar wie die weltweite Verwendung in Notebooks, Smartphones, Autos etc. beweist.

Ja. Und sie ist (wie vieles andere auch) gefährlich, wenn man sie nicht beherrscht.
Und selbst dann, wenn man das Samsung "Galaxy Note 7" betrachtet.



Carrera124 gefällt das


keybrick-y
22.10.2020, 12:29

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Endlich: Austauschbarer LiPo-Akku für Powered Up

Lok24 hat geschrieben:


Sie zeigt, dass Billig- oder Bastellösungen gefährlich sein können und tatsächlich auch schon waren.


Definitiv. Keins von beiden trifft allerdings (natürlich meiner Meinung nach) auf Keybrick zu. Definitiv auch ein Grund warum der Preis der ist, der er nunmal ist. RC akkus die wir selbst in der Produktion zusammenlöten könnten wären etwas über die hälfte billiger als das Custom-Pack welches wir herstellen lassen. Genauso machen die Schutzschaltungen etwas über 20% der Kosten der Elektronikkomponenten aus.


Lok24 hat geschrieben:

Ja. Und sie ist (wie vieles andere auch) gefährlich, wenn man sie nicht beherrscht.
Und selbst dann, wenn man das Samsung "Galaxy Note 7" betrachtet.


Richtig und wahr. Zum Beispiel Galaxy Note 7 sei jedoch gesagt dass das Problem eben wegen nicht beherrschten Aspekten entstanden ist, die erst durch die extrem hohe Wicklungsdichte und das enge Packaging entstand sind. Zusätzlich wurde dann wohl aufgrund von "Organisationsstrukturen" einem Pünktlichen Marktstart mehr priorität eingeräumt als hätte sein sollen. Im Gegensatz zu dem Akku von Samsung loten wir mit den in Keybrick verbauten Zellen jedoch in keinster Weise das technisch Machbare aus (weder bei der Energiedichte, noch Belastung, noch Packaging etc).



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