Auf dieser Seite werden fortlaufend die technischen Details der Winde beschrieben. Es wird immer wieder Updates geben, sofern es etwas Neues gibt, oder einfach Zeit für Dokumentation übrig ist 😉
Beschreibung der Winde
Die Winde wird autark betrieben, d. h. kein Stromkabel geht zur Winde. Energieträger sind 246 LFP Akkus von EVE (LF280k) mit einer Nominalkapazität von 280Ah. Somit entsteht eine Nominalspannung von 787V bei einer Kapazität von 220 kWh. Da pro Start ca. 1 kWh verbraucht wird, ist also mehr als genügend Kapazität für 1-2 Windentage vorhanden. Zwischen den Akkus haben wir eine Heizfolie, die bei bedarf die Akkus vorheizt. Wie stark diese überhaupt zum Einsatz kommt, wissen wir nicht. Aber nachträglich einbauen ist nicht so einfach wie ausgeschaltet lassen.
Gesteuert wird die Winde über ein National Instruments cRIO 9068 in der Programmiersprache LabView. Die Hardware und Software ist im Testbereich der Automobilindustrie sehr verbreitet. Die Software basiert auf einer grafischen Programmierung. Mit etwas Basiswissen, lässt sich das auch als Nicht-Programmierer verstehen. Neben dem cRIO ist eine Sicherheits-SPS von Pilz (PNOZmulti) mit von der Partie. Sie überwacht beispielsweise, ob ein Gang korrekt eingelegt ist, die Temperatur im erlaubten Bereich ist, etc. Im Windenfahrerstand ist ein Touchpanel zu finden, in dem einige Einstellungen zum Start einzugeben sind und natürlich die üblichen Dinge wie Steuerung der Leistung, Gangwahl, Bremse, etc.
Neben der Steuerung der Winde übernimmt das cRIO auch die Steuerung des BMS, die Laderegelung und die Ansteuerung des AXM4 Motors von beyond über den R300 Inverter von NX.
Auf der mechanischen Seite haben wir uns für Magnetkupplungen zur Verteilung der Leistung auf die beiden Trommeln entschieden. So ist das einkuppeln elegant gelöst und es kommt zu keinen Problemen in dem Bereich. Von dem Motor zur Welle an den großen Trommeln ist ein Planetengetriebe, um auf die nötige Drehzahl runter zu kommen. Zur Übertragung der Kraft von der Motorwelle zur Trommelwelle haben wir und für ein Zahnriemen entschieden. Damit ist keine Übertragung über Zahnräder nötig, die in Öl hätten gelagert werden müssen.
Außerhalb der Winde befindet sich ein bidirektionales Netzteil. Dies läd im PV-Überschussbetrieb die Akkus unter der Woche, natürlich ist auch Sofortladen möglich. Auf der anderen Seite entnimmt das Netzteil auch Strom aus den Akkus ab einem einstellbaren Ladegrad und versorgt unsere Vereinsimmobilien.
Technische Daten
Im folgenden ein Überblick über die Daten unserer Winde, natürlich ist das eine oder andere noch vorläufig.
Motor
| Typ | beyond AXM 4 |
| Drehmoment Antriebswelle (Nm) | 4.915 |
| Untersetzung | 5,63 |
| Drehmoment Motor (Nm) | 873 |
| Max. Drehzahl (U/min) | 3.900 |
| Motorstrom (A) | 560 |
| Nennleerlaufspannung (V) | 787 |
| Nennvolllastspannung (V) | 720 |
| Leistung (kW) | 349 |
| Leistung (PS) | 475 |
Akku
| Typ | EVE LF280k V3 |
| Zellchemie | LFP |
| Anzahl (Stk) | 246 |
| Nominalkapazität (kWh) | 220 |
| Ladeschlussspannung (V) | 850 |
| Gesamtgewicht Akkus (kg) | 1.350 |
| Energiebedarf Start (kWh) | 1 |
| Lade-/Endladeleistung | 22kW |
Seiltrommel
| Kerndurchmesser (cm) | 106 |
| Breite (cm) | 13 |
| Seilgeschwindigkeit (km/h) | 144 |
| Kunststoffseildurchmesser (mm) | 4 |
| Seillänge (m) | 1.200 |
| Seillagen pro Trommelbreite | 32 |
| Seillagen übereinander | 11 |
| maximal Seilkraft (daN) | 925 |
Systemblockschaltbild
Hier siehtst du die prinzipielle Architektur unserer E-Winde.
Blockschaltbild Software
Hier siehst du die Softwarearchitektur unserer E-Winde.
Übersicht Getriebe/Hauptmechanik
Das folgende Bild zeigt die wesentlichen Komponenten vom Motor zur Seiltrommel. Der Motor (A) geht über eine Welle an ein 4:1 Planetengetriebe (B). Zum Entkoppeln ist die 1:1 Kettenkupplung (C) nötig. Von hier geht es auf ein 90er Zahnrad, welches über einen Zahnriemen an ein 64er Zahnrad (D) geht. Hiermit vermeiden wir eine direkte Verbindung von Zahnrad zu Zahnrad, welche in einem Ölbehälter hätte gelagert sein müssen. Zudem ist sind die Zahnräder und der Riemen in einem gedämmten Gehäuse, um die Geräusche des Riemens zu Kapseln. Die Magnetkupplung (E) „legt den Gang“ ein. Die große Betriebsbremse (F) und die Auszugsbremse (G) gehen auf eine Bremsscheibe. Die Betriebsbremse wird hydraulisch angesteuert und die Auszugsbremse über einen Stellmotor einer elektrischen Handbremse, wie sie aus dem Auto bekannt ist. Durch Regelung der Spannung kann die Bremskraft beim ausziehen geregelt werden. Von hier geht es auf die schmale Seiltrommel (H) und zur Seilberuhigungsstrecke (I).