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Super-Moderator
So.
Die letzten Tage haben gezeigt dass es Zeit für ne sachliche Diskusison über Unfälle mit elektrischen Blastern ist. Ich liste mal (auf Zuruf) ein paar Störfälle auf, wie sie passieren, warum sie passieren, was dabei passieren kann und wie man sie vermeidet.
1. Kurzschluss
Abb. 1 Schaltskizze eines Kurzschlusses
Ein Kurzschluss ist vermutlich das schlimmste was in einem blaster passieren kann. Die Pole der Batterie wird ohne nennenswerten Widerstand verbunden, ihre Entladung ist nur durch ihren inneren Widerstand und den der Litze begrenzt.
Der worst case:
Eine Becherzelle wird kurzgeschlossen und dabei so schnell entladen dass sie stark erhitzt. Da Lithiumzellen keinerlei Überdruckventile haben explodiert sie mit möglicher Splitterwirkung, außerdem gibt es einen Metallbrand der mit normalen Methoden nicht zu löschen ist.
Abb. 2: Auswirkung auf Trustfire Akkus. (leicht übertrieben)
Was sonst noch passieren kann:
Lipos werden sich aufblähen und platzen, keine Splitter, aber immer noch ein Metallbrand. Was tun wenns brennt? Brennen lassen, evtl. mit Sand abdecken.
Wenn ein Schalter im Kurzschluss sitzt ist der vermutlich hin und lässt sich nicht mehr ausschalten, möglicherweise brennt ein Kabel (durch)
Die Beteiligten Zellen werden durch den Kurzschluss stark in Mitleidenschaft gezogen und verlieren Kapazität und Entladefähigkeit
Warum er passiert:
Kurzschlüsse sollten im Normalfall nicht auftreten. Fehler wären möglicherweise zwei schlecht isolierte Leitungen die sich berühren oder durch leitende Flüssigkeit verbunden werden. Häufiger schätze ich sind Konstruktionsfehler bei denen Leitungen falsch verlötet werden.
Was man dagegen machen kann:
1. Nüchtern und bei voller Konzentration löten.
2. Konstruktionen durchmessen oder mit geringen Spannungen testen.
3. Sorgfältig isolieren
4. NIE mit angeschlossenen Lithiumzellen löten
5. Eventuell eine Sicherung aus dem Kfz-Bereich direkt an der Stromquelle verbauen
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 10/10
2. Blockierte Motoren, durchgebrannter Schalter
Der worst case:
Die tollen neuen Slotdevils blockieren durch einen jammenden dart oder weil sie sich ins Gehäuse gefressen haben. Der Blockadestrom ist so hoch dass der Schalter durchschmort und sie nicht mehr auszuschalten sind. Es wird sehr schnell sehr viel Saft aus den Zellen gezogen, sie werden heiß, Metallbrand.
Abb. 3: Sie war schon immer eher der Plungerblaster-Fan.
Was sonst noch passieren kann:
Die Motoren brennen durch, der cage nimmt schaden, die Flywheels schmelzen an, der Finger ist ab und fliegt so 3,4 Meter PTG, Der Schalter ist durch. Kabel brennt durch, und wenn die Akkus heiß werden steigt ihr innerer Widerstand und sie verlieren Entladerate und Kapazität. (und sind damit auch Unfallgefährdeter)
Warum es passiert:
Motoren ziehen am meisten Strom wenn sie blockieren. (source?)
Beim Slotdevil ist der Strom unter Last bei 12V 4,1A, der Blockadestrom ist 10,5A(!)
Das heißt statt 8,2A müssten auf einmal 21A aus dem Akku durch die Leitungen, Schalter und Lötstellen. Wenn dann der Schalter durchbrennt ist das auch nicht abzustellen ohne den womöglich heißen Akku rauszurupfen.
Was man dagegen machen kann:
Das positive an der Sache ist, dass wir im Gegensatz zum Kurzschluss der ja sonstwo auftritt noch den ganzen Stromkreis haben. Das heißt, wir können einfach versteckt am Gehäuse nen Killswitch anbauen. Der sollte genug aushalten und kann ganz einfach den ganzen Zirkus beenden.
Die Liion sind da vermutlich schwer vorherzusagen. Wir haben kein Datenblatt, gleichzeitig sollten die Kontaktflächen auch gar nicht viel Saft durchlassen.
Es stellt sich für mich die Frage inwiefern das für LiPos überhaupt ein Szenario ist. Die wenigsten Lipos haben eine Entladerate unter 20C und Kapaziätetn unter 1Ah (1.000mAh)
1Ah*20= 20A
Das heißt dass der Akku eigentlich safe sein sollte, bei ner RS kommt dann natürlich noch der Pusher dazu und wir landen bei 31,5A...
Wichtig ist noch anzumerken dass der Akku die 20A zwar schluckt, aber der Rest - Leitungen, Motoren, Schalter - womöglich leiden. Außerdem droht dabei schnell die Tiefentladung wenn der Zustand ein paar Minuten anhält. Man kann jetzt natürlich den gesamten Schaltkreis hochskalieren auf 2mm² Litzenquerschnitt und fette Schalter, oder man lebt mit dem Risiko dass Teile des Stromkreises weg sind wenn was schief läuft.
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 9/10
3. Tiefentladung
Abb. 1 Schaltskizze eines Kurzschlusses
E
Der worst case:
E
Abb. 2: Auswirkung auf Trustfire Akkus. (leicht übertrieben)
Was sonst noch passieren kann:
L
Warum er passiert:
K
Was man dagegen machen kann:
1
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 10/10
Die letzten Tage haben gezeigt dass es Zeit für ne sachliche Diskusison über Unfälle mit elektrischen Blastern ist. Ich liste mal (auf Zuruf) ein paar Störfälle auf, wie sie passieren, warum sie passieren, was dabei passieren kann und wie man sie vermeidet.
1. Kurzschluss
Abb. 1 Schaltskizze eines Kurzschlusses
Ein Kurzschluss ist vermutlich das schlimmste was in einem blaster passieren kann. Die Pole der Batterie wird ohne nennenswerten Widerstand verbunden, ihre Entladung ist nur durch ihren inneren Widerstand und den der Litze begrenzt.
Der worst case:
Eine Becherzelle wird kurzgeschlossen und dabei so schnell entladen dass sie stark erhitzt. Da Lithiumzellen keinerlei Überdruckventile haben explodiert sie mit möglicher Splitterwirkung, außerdem gibt es einen Metallbrand der mit normalen Methoden nicht zu löschen ist.
Abb. 2: Auswirkung auf Trustfire Akkus. (leicht übertrieben)
Was sonst noch passieren kann:
Lipos werden sich aufblähen und platzen, keine Splitter, aber immer noch ein Metallbrand. Was tun wenns brennt? Brennen lassen, evtl. mit Sand abdecken.
Wenn ein Schalter im Kurzschluss sitzt ist der vermutlich hin und lässt sich nicht mehr ausschalten, möglicherweise brennt ein Kabel (durch)
Die Beteiligten Zellen werden durch den Kurzschluss stark in Mitleidenschaft gezogen und verlieren Kapazität und Entladefähigkeit
Warum er passiert:
Kurzschlüsse sollten im Normalfall nicht auftreten. Fehler wären möglicherweise zwei schlecht isolierte Leitungen die sich berühren oder durch leitende Flüssigkeit verbunden werden. Häufiger schätze ich sind Konstruktionsfehler bei denen Leitungen falsch verlötet werden.
Was man dagegen machen kann:
1. Nüchtern und bei voller Konzentration löten.
2. Konstruktionen durchmessen oder mit geringen Spannungen testen.
3. Sorgfältig isolieren
4. NIE mit angeschlossenen Lithiumzellen löten
5. Eventuell eine Sicherung aus dem Kfz-Bereich direkt an der Stromquelle verbauen
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 10/10
2. Blockierte Motoren, durchgebrannter Schalter
Der worst case:
Die tollen neuen Slotdevils blockieren durch einen jammenden dart oder weil sie sich ins Gehäuse gefressen haben. Der Blockadestrom ist so hoch dass der Schalter durchschmort und sie nicht mehr auszuschalten sind. Es wird sehr schnell sehr viel Saft aus den Zellen gezogen, sie werden heiß, Metallbrand.
Abb. 3: Sie war schon immer eher der Plungerblaster-Fan.
Was sonst noch passieren kann:
Die Motoren brennen durch, der cage nimmt schaden, die Flywheels schmelzen an, der Finger ist ab und fliegt so 3,4 Meter PTG, Der Schalter ist durch. Kabel brennt durch, und wenn die Akkus heiß werden steigt ihr innerer Widerstand und sie verlieren Entladerate und Kapazität. (und sind damit auch Unfallgefährdeter)
Warum es passiert:
Motoren ziehen am meisten Strom wenn sie blockieren. (source?)
Beim Slotdevil ist der Strom unter Last bei 12V 4,1A, der Blockadestrom ist 10,5A(!)
Das heißt statt 8,2A müssten auf einmal 21A aus dem Akku durch die Leitungen, Schalter und Lötstellen. Wenn dann der Schalter durchbrennt ist das auch nicht abzustellen ohne den womöglich heißen Akku rauszurupfen.
Was man dagegen machen kann:
Das positive an der Sache ist, dass wir im Gegensatz zum Kurzschluss der ja sonstwo auftritt noch den ganzen Stromkreis haben. Das heißt, wir können einfach versteckt am Gehäuse nen Killswitch anbauen. Der sollte genug aushalten und kann ganz einfach den ganzen Zirkus beenden.
Die Liion sind da vermutlich schwer vorherzusagen. Wir haben kein Datenblatt, gleichzeitig sollten die Kontaktflächen auch gar nicht viel Saft durchlassen.
Es stellt sich für mich die Frage inwiefern das für LiPos überhaupt ein Szenario ist. Die wenigsten Lipos haben eine Entladerate unter 20C und Kapaziätetn unter 1Ah (1.000mAh)
1Ah*20= 20A
Das heißt dass der Akku eigentlich safe sein sollte, bei ner RS kommt dann natürlich noch der Pusher dazu und wir landen bei 31,5A...
Wichtig ist noch anzumerken dass der Akku die 20A zwar schluckt, aber der Rest - Leitungen, Motoren, Schalter - womöglich leiden. Außerdem droht dabei schnell die Tiefentladung wenn der Zustand ein paar Minuten anhält. Man kann jetzt natürlich den gesamten Schaltkreis hochskalieren auf 2mm² Litzenquerschnitt und fette Schalter, oder man lebt mit dem Risiko dass Teile des Stromkreises weg sind wenn was schief läuft.
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 9/10
3. Tiefentladung
Abb. 1 Schaltskizze eines Kurzschlusses
E
Der worst case:
E
Abb. 2: Auswirkung auf Trustfire Akkus. (leicht übertrieben)
Was sonst noch passieren kann:
L
Warum er passiert:
K
Was man dagegen machen kann:
1
Wahrscheinlichkeit: 2/10
Auswirkung: 10/10
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