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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Momentane Ladungsmenge in Lipo Akku berechnen


Autor: Stefan P. (stevy)
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Als Energielieferant eines LED Scheinwerfers möchte ich 4 in Reihe 
geschaltene LiPo Module mit integrierter Ladeelektronik verwenden!
Lipo Daten: 
http://www.pollin.de/shop/dt/MjA1OTI3OTk-/Stromver...

Wie auch hier im Forum schon behandelt besitzen diese Module eine 
Komplexe Ladeelektronik mit Balancer und automatischer Abschaltung !

Nun zu meiner Frage:

Wie kann ich Errechnen wie viel Ladungsmenge sich noch in meinem Akku 
befindet ?

Mein Ansatz wäre die Summen aller ein und ausfließenden Ströme 
miteinander zu vergleichen und daraus dann die Momentane Ladungsmenge zu 
errechnen.
Ist meine Ladungsmenge = 1,3 AH bei aufgeladenen Akku oder muss ich die 
Ladungsmenge für diesen Akku selbst berechnen, wenn ja bei welchem 
Nullpunkt beginne ich dann! Muss der Akku dazu Tiefenentladen sein ?

Gibt es vielleicht noch eine Möglichkeit die Ladungsmenge über eine 
einzelne  Messung zu Gewinnen ?

z.B der Akku besitz gerade X Volt Spannung und einen Innenwiederstand 
von Y Ohm. Also kann man jetz darauf schließen, dass die Ladungsmenge 
noch Z AH beträgt?

Ich hoffe ich habe mein Anliegen einiergermaßen vernünftig dargestellt

vielen Dank im Vorraus

mfg Stevy

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo Stevy.

1) es heißt "... in Reihe geschaltete ..."

2) Dein Ansatz die Ströme zu bilanzieren ist sehr gut.
Gängige Praxis ist es, die Akkus zunächst 100% voll zu laden (=100% SOC, 
State of Charge). Wenn der Zellhersteller nun nicht gelogen hat sollten 
sich (bei deiner Zelle) 650mAh in jeder Zelle "befinden". Wenn du nun 
den entnommenen Strom bilanzierst weißt du stets, wie viel Restladung 
noch im Akku ist.
Leider ist jedoch die verfügbare Energiemenge u.A. abhängig von der 
Temperatur und der Größe des Entlade-Stroms selbst (bei -10°C kann man 
z.B. nur einen Bruchteil der Energie aus der Zelle entnehmen). Siehe 
auch z.B. hier:

http://www.rctoys.com/images/products/extra-descri...

Gruß,
Alex


P.S. Bist du dir sicher, dass die Module von Pollin eine "integrierte 
Ladeelektronik" mit "automatischer Abschaltung" haben? (Auf der 
Artikel-Seite schreibt Pollin man müsse auf korrektes Laden acht geben)

Autor: Stefan P. (stevy)
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ok gut dann werde ich den Weg der Bilanzierung beschreiten !! ;)

zum Thema Lügen des Herstellers: Ich habe mal irgendwo aufgeschnappt das 
LiPo Zellen auf Grund des Alters an Kapazität verlieren. Stimmt diese 
Behauptung ?
Wenn dies der Fall wäre müsste ich ja von Zeit zu Zeit ein genaue 
Kapazitätsberechnung durchführung. Bzw keine Ahnung wie lange die Akkus 
schon bei Pollin liegen !

Der Entladestrom wird 1A nicht überschreiten !
Die Temperatur wird zwischen 0 und  50 °C liegen

Ja da bin ich mir sicher ! Habe die Akkus auch schon mit Betriebspannung 
5V geladen ! nur der Lade Strom darf nicht über 2,5A Ansteigen ansonsten 
wird die Ladeelektronik Heiß ! die Akkus bleiben kühl und bei geladenem 
Akku wird der Strom sauber abgetrennt.

Beitrag "LiPo-Akku LIS2106, Pollin 270497"

danke Axel für deine Antwort

mfg Stevy

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Ja, Zellen verlieren u.A. auch durch kalendarische Alterung sowie durch 
häufiges Zyklisieren (Laden/Entladen) an Kapazität. Wenn man es 
"richtig" machen möchte sollte man also des öfteren die Kapazität des 
Akkus neu bestimmen, indem man ihn zunächst voll lädt und anschließend 
bei Nennstrom (hier ggf. 1C = 650mA) bis zur Entladeschlussspannung 
(hier ggf. 2,7V ?! Datenblatt ist ja leider nicht vorhanden) entlädt und 
dabei die entnommene Ladung misst.

Achte u.A. auch darauf, dass viele Lithium-Zellen nicht bei T<0°C sowie 
T>40°C geladen werden sollten, da dies ebenfalls ihre Lebensdauer 
verringert.
Man sagt des weiteren ab T=40°C halbiert jeweils eine Temperaturerhöhung 
von 10° die Lebensdauer. (=> T = 50°C == 50% Lebensdauer)

Gruß,
Alex

Autor: MaWin (Gast)
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> mit Balancer

Nein.

Es gibt bei LithiumIon/Poly Akkus einen relativ genauen Zusammenhang 
zwischen der Zellenspannung und dem Ladezustand, so daß Klimmzüge, wie 
sie mit BatteryGauges noch bei NiCd/NiMH gemacht werden mussten nicht 
mehr notwendig sind, die sowieso nie gestimmt hatten (man erinnere sich 
an die Probleme bei Notebooks und Handys mit angeblichem Mitzählen des 
Ladezustandes).

Allerdings bekommst du nur eine prozentuale Antwort "es sind nioch 40% 
Restkapazität vorhanden" (und viel genauer als in 20% Schritten ist die 
Auflösung auch nicht), ohne eine Info, wie hoch die Gesamtkapazität des 
Akkus ist oder wie viel entnehmbare Kapazität er bei der 
Umgebungstemperatur hat.

Das reicht aber allen anderen Menschen auf dieser Welt, schliess dich 
ihnen an.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo MaWin,

ich würde sagen, die Methode die Spannung zu messen ist "gut", die 
Bilanzierung des Stroms "besser". Wie siehst du das?

Die an den Zellen gemessene Spannung ist abhängig vom Entladestrom (wg. 
des Innenwiderstands der Zelle). Man misst also ggf. eine niedrigere 
Restkapazität als erwartet. Zudem haben z.B. LiFePO4-Zellen einen so 
niedrigen Spannungsgradienten, dass man im µV-Bereich messen müsste um 
ihn korrekt zu erkennen...

Aber du hast natürlich "insgesamt" Recht: Selbst die tollsten, 
modernsten Handys bieten nur eine Ladezustandserkennung in 
20%-Schritten...

Gruß,
Alex

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie siehst du das?

Ich würde sagen du blubberst (sorry).

Deine Bemerkung zu LiFePo4 ist nennt, aber irrelevant, Stefan hat seinen 
Akkutypen angegeben.

Also ist auch die Schlussfolgerung, man bräuchte Bilanzierung, falsch.
Ich halte - aus der Erfahrung mit Geräten die damit ausgestattet waren - 
Bilanzierung für schlechter als Spannungsmessung. Bilanzierung konnte 
ihre Versprechen nicht halten, selbst wenn man Temperaturen und 
regelmässiges neukalibrieren etc. Tricks mit einbezog.

Richtig ist, daß der Entladestrom am Innenwiderstand zu Fehlmessungen 
führt. Es kann sinnvoll sein, zum Ladezustandsmessen die Last (LEDs) 
kurz abzuklemmen.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>Also ist auch die Schlussfolgerung, man bräuchte Bilanzierung, falsch.

Gut, dass diese Schlussfolgerung niemand getroffen hat... ;-)

>Ich halte - aus der Erfahrung mit Geräten die damit ausgestattet waren -
>Bilanzierung für schlechter als Spannungsmessung.

O.k. gegen (negative) persönliche Erfahrungen kann man natürlich nichts 
machen. Von daher kann ich deinen Standpunkt nachvollziehen.

Nun hat Stevy immerhin die Wahl sich für eines der Verfahren zu 
entscheiden...

P.S. (OT)
>> Wie siehst du das?

>Ich würde sagen du blubberst (sorry).

Sehr schade, ich hatte gehofft diesen Thread nutzen zu können um mit dir 
sachlich über die Thematik reden zu können, da ich glaubte du seist ein 
kompetenter Ansprechpartner (oder bist du nicht der MaWin von 
de.sci.electronics?).

Autor: Stefan P. (stevy)
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Ich danke euch beiden für eure guten Tipps. ich werde nun erstmal eine 
Spannungskennlinie bei entladung aufnehmen ! die Akku Kapazität 
ermitteln und überprüfen in wie weit die Entladespannung Proportional 
zur momentanen Ladungsmenge ist. Den Tipp mit der abgeschaltete Last 
finde ich nicht schlecht ! Die Entscheidung welche von beiden Arten ich 
nun nutze werde ich nach meinen persöhnlicher Einschätzung nach meinen 
Messungen treffen !


Die Sache mit dem Balancer prüfe ich nochmals und gebe dann mein 
Feedback !

Ich danke euch nochmals.

mfg Stevy

Autor: Stefan P. (stevy)
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Habe die Sache mit dem Balancer nochmals überprüft und es befindet sich 
wirklich kein Balancer auf der Akkubeschaltung. Trotz der Behauptung von 
Lowracer befindet sich kein Balanver auf der Platine

mfg Stevy

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