Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mobile Versorgung: Welcher Akku im Winter?


von Martin (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich bin dabei ein Gerät zu bauen, dass auch bei kalten Temperaturen im 
Winter eingesetzt werden kann.

Für den ersten Test habe ich einen NiCd-Akkupack verwendet, da ich 
dachte, dass NiCd-Akkus einen größeren Temperaturbereich als die anderen 
Technologien aufweisen.

Allerdings ist bei -1 ... -2 °C Schluß - die Akku-Spannung bricht 
zusammen.

Welche Akkus eignen sich am besten bei Temperaturen zwischen 0..-20°C?

Die benötigte Versorgungsspannung beträgt 4V bei einer max. 
Stromaufnahme von 250mA. Der Spannungsregler TS1085 ist ein LDO mit 
einem maximalen Spannungsabfall von 1,3V.

Der jetzige Akku ist ein 6V NiCd Akku mit 1100mAh.

Ich habe auch überlegt einen 9V Akku zuverwenden und damit über dem 
Spannungsregler mehr Verlustleistung zum Heizen zu erzeugen. Der Vorteil 
einer höheren Spannung, wäre ja auch noch, dass das Gerät etwas länger 
funktioniert, auch wenn der Akku sich schneller entlädt.

Hilft es vielleicht schon einen 9V Akku mit einer höheren Kapazität zu 
verwenden?

Wie sind eure Erfahrungen mit Akkus im Winter?

(Mehr als 9V oder 9,9V ist aus Platzgründen nicht möglich)

Ich hoffe ihr könnt mir ein paar nützliche Tips geben :-)

Gruß Martin

von DAVID B. (bastler-david)


Lesenswert?

Wie Sieht es mit einer styroporbox aus ?
(Styropor wird im winter nicht kalt um im sommer nicht warm)
Da haste mehr spielraum für Temperaturen.

von Hans wurst (Gast)


Lesenswert?

Martin schrieb:
> dass auch bei kalten Temperaturen im Winter eingesetzt werden kann.

Bei kalter Luft hängt man ein Thermometer hin und liest darauf nach 
einer Weile die Temperatur ab.
Aber wo bringt man bei einer Temperatur das Thermometer an, um 
festzustellen, ob sie kalt ist?

von Wilhelm F. (Gast)


Lesenswert?

Martin schrieb:

> Wie sind eure Erfahrungen mit Akkus im Winter?

Gut. Der alte Bleiakku im Auto tuts auch bei -20°C noch.

Ich habe auch z.B. Alkaline-Batterien im Gefrierfach. Sie liefern 
anfangs frisch aus dem Gefrierfach wenig Nennstrom, lassen sich so aber 
fast beliebig lange aufbewahren. Habe noch welche mit Verfallsdatum 2005 
im Betrieb, die sind dann heute wie neu.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Martin schrieb:
> NiCd-Akkus einen größeren Temperaturbereich als die anderen
> Technologien aufweisen.

Der Teufel steckt im Detail oder im Datenblatt. Nicht jeder biilige 
Wald- und Wiesen-Akku gibt bei Kälte noch ausreichend Energie ab. Für 
Foto-Zwecke haben sich bei mir die eneloop bewährt. Bei Deinem 
Stromverbrauchch sollte habe ich da aber Zweifel.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Wilhelm Ferkes schrieb:

> Der alte Bleiakku im Auto tuts auch bei -20°C noch.

Aber nur, wenn er voll ist. Je leerer er wird, desto grösser ist
die Gefahr, das er einfriert.
Gruss
Harald

von Rolf S. (miromac)


Lesenswert?

Bei -20°C haben alle Akku-Technologien Kapazitätseinbußen.

Relativ gut schlagen sich die LiFePO4.

siehe zB.
http://visforvoltage.org/sites/default/files/manuals/anr26650m1specs.pdf

dort ist ein Entladediagramm mit Kurven für +25/0/-20°C



Martin schrieb:
> ist ein LDO mit
> einem maximalen Spannungsabfall von 1,3V.

1,3V bei 250mA ist für mich kein LDO.

Ein MAX667 zB. hat bei 250mA ca. 200mV; <400mV bei -20°C.

von Martin (Gast)


Lesenswert?

Guten Morgen :-)

Danke für eure Antworten und die Mühe die ihr euch gemacht habt :-)

@Rolf: Danke für den Tip mit den LiFePo4-Akkus und den Link. Das sieht 
richtig gut aus, kriege heute zwei Zellen und dann werde ich sie mal 
ausprobieren..

Wegen dem Spannungsregler habe ich erst mal keine Änderung vorgenommen,
aber du hast recht, das gibt noch welche mit weniger Dropout Voltage. 
Ich habe auch nur bei Reichelt gesucht und dort als Kriterium den 
Temperaturbereich sowie die Dropout Voltage betrachtet.

Bei den meisten Spannungsreglern z.B. LM317 oder LM350 war der 
Temp.-Bereich von 0°C...+70°C angegeben. Ist das richtig oder laufen die 
trotzdem bei Minusgraden?

Gruß Martin

von Werner H. (-heisenberg-)


Lesenswert?

LiFePo4 ist eine ganz schlechte Idee:

http://www.porsche.com/germany/aboutporsche/pressreleases/?lang=none&pool=germany&id=2009-11-23-02

Man beachte den letzten Satz im ersten Absatz.

Nimm eine 6V AGM. Die sind fast unzerstörbar, funktionieren auch bei -40 
Grad und sind tiefentladefest. Werden nicht ohne Grund in 
Wetterstationen in der Antarktis eingesetzt.

von Zedd (Gast)


Lesenswert?

Also für ein GSM modul das bis 2 A Spitzen bei der Netzeinwahl etc. 
abverlangen konnte und ab 3,4 Volt abschaltet habe ich einen günstigen 
Nokia Akku 700mA/h von Reichelt angehangen... ab in die Kühltruhe bei 
-20 Grad C ...

Nach einmal Tag angerufen... keine Probleme... war der Akku aber auch 
frisch... soviel zu meinen Erfahrungen...


Grüße basti

von Karl (Gast)


Lesenswert?

Werner Heisenberg schrieb:
> LiFePo4 ist eine ganz schlechte Idee:
>
> http://www.porsche.com/germany/aboutporsche/pressr...
>
> Man beachte den letzten Satz im ersten Absatz.
>
> Nimm eine 6V AGM. Die sind fast unzerstörbar, funktionieren auch bei -40
> Grad und sind tiefentladefest. Werden nicht ohne Grund in
> Wetterstationen in der Antarktis eingesetzt.

In dem Artikel steht Lithium-Ionen wie kommst du darauf, dass sich der 
Artikel genau auf LiFePo4 bezieht? LiFePo4 werden da wahrscheinlich 
nicht drin sein. Außerdem sind die Anforderungen an eine 
Starterbatterie, die quasi durch den Annlasser kurzgeschlossen wird, 
andere als an einem Akku zur Elektronikversorgung mit 250 mA Strömen

von 3333 (Gast)


Lesenswert?

Karl schrieb:
> In dem Artikel steht Lithium-Ionen wie kommst du darauf, dass sich der
> Artikel genau auf LiFePo4 bezieht? LiFePo4 werden da wahrscheinlich

Lesen bildet:

"Die von Porsche als Pionier eingeführte Lithium-Ionen-Batterie besteht 
aus gewickelten Kohlenstoff- und Eisenphosphatfolien sowie einer 
dazwischen liegenden Keramikfolie als Separator, die mit einem 
Elektrolyt getränkt ist. Gegenüber anderen Konstruktionen von Lithium-
Ionen-Batterien mit einer Kombination aus Manganoxid, Kobaldoxid oder 
Nickel bietet diese sogenannte Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie Vorteile 
beim Einsatz als Starterbatterie"

von Karl (Gast)


Lesenswert?

3333 schrieb:
> Lesen bildet:

Soweit habe ich nicht gelesen da der Artikel für die Fragestellung 
irrelevant ist.

"Durch ihre spezifischen Eigenschaften besitzt die 
Lithium-Ionen-Batterie mit einer Nennkapazität von 18 Ah darüber hinaus 
eine nutzbare Leistungsfähigkeit, die mit der einer Bleibatterie mit 60 
Ah nicht nur vergleichbar ist, sondern diese in vielen Bereichen sogar 
übertrifft. Bei konventionellen Fahrzeugbatterien kann systembedingt nur 
rund"

Da wird ein 60 Ah Bleiakku gegen eine 18 Ah LiFePo getauscht. Da wundert 
es mich nicht wenn bei Minusgraden das Auto nicht anspringt. Bei +25° 
Würde auch ein 18 Ah Bleiakku reichen, der lässt sich bloß nicht für 
2000 € verkaufen.

von Rolf S. (miromac)


Lesenswert?

LiFePO4s:
Falls dein Gerät bei minus 20°C beim Starten keine 200 Ampère braucht,
kannst du die LiFePO4s ruhig nehmen.
Lass dich von dieser Heisenberg'schen Unschärferelation nicht kirre 
machen.

Chips:
Martin schrieb:
> war der
> Temp.-Bereich von 0°C...+70°C angegeben. Ist das richtig oder laufen die
> trotzdem bei Minusgraden?

Die sind dafür zwar nicht mehr spezifiziert,
laufen aber i.A. auch bei Minusgraden.
Für private Zwecke kannst du die ruhig nehmen.
(falls nicht das Leben der Schwiegermutter davon abhängt  ;-) )

Bei Reich..t gibt's ja so einige LDOs.
Du kannst übrigens den Fusspunkt eines für 2,5/3/3,3V ausgelegten LDOs
mittels eines am Ausgang angeschlossenen Spannungsteilers anheben,
um auf die 4V zu kommen.

Empfehlenswert wäre aber ein LDO,
der eine Unterspannungs -Warnung oder -Abschaltung macht,
um die LiFePO4s vor Tiefentladung zu schützen.

von lukas85 (Gast)


Lesenswert?

Hier gibt es Tieftemperaturmessungen zu Eneloop Zellen sowie zu einem 
LiPo Akkutyp:

http://slowflyer.ch/slowflyer-tests/akkus/index.php

Das ist jetzt zwar nicht vom Akku Hersteller, aber meiner Meinung nach 
sehr gut nachvollziehbar da ausführlich beschrieben.

von Fralla (Gast)


Lesenswert?

Ich würde auchBleiakkus in AGM Technik empfehlen. Die haben sich 
bewährt, sind nicht umsonst in Funk/Wetter/Telekombasisstaionen aber 
auch für manche Zwecke beim Militär im Einsatz.

Da sind -40°C sind kein Problem (klar gibts Kapazitäseinbrüche, usw. 
doch du hast ja keine extreme USV Anwendung, wo in wenigen Minuten 
entladen wird)
Alle Ausrüster für Telekom-Basisstation (vor allen die großen) setzen 
trotz des Überflußes verschiedenster auf Lithium basierender 
Technologien auf Blei.

Am unkompliziertesten und robust wird eine 6V AGM Batterie sein, bei der 
Energiedichte wird diese nicht vorne sein.
Bei Spannungen von 5,2V bis 6,8V könnte man sich auch nach einem kleinen 
Buck umsehen.
Auch ein mit 2Mhz getakteter hat in JEDEM Spannungsbereich bei 250mA 
einen höheren Wirkungsgrad als der Linearregler. Hält man sich an die 
Layoutvorgabe und Drossel gemäß DB auch für den absoluten Laien in 
betrieb zu bekommen.

MFG Fralla

von Georg W. (gaestle)


Lesenswert?

Ich würde einen Blei-Gel Akku nehmen, z.B. Sonnenschein trafficbatt. Die 
sind bis -20°C geeignet.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.