Hi! In meiner Schaltung befinden sich 3 250mAh NiCd Akkus in Reihe die diese mit Spannung versorgen. Steckt man das Netzteil an werden die Akkus von der Schaltung getrennt. Irgendwie möchte ich nun herausfinden wie viel Saft in den Akkus drin ist um diese ggf. neu aufzuladen. Falls der Akku noch halb voll ist möchte ich ihn natürlich nicht gleich neu aufladen da zu einer Aufladung auch immer eine vorherige Entladung gehört. Somit würde ich wertvolle Akkulebenszeit verschwenden wenn ich die Schaltung nur mal kurz vom Netz trenne und sie sich gleich wieder neu aufläd. Ich möchte allerdings die Aufladung auch nicht immer mit einem Taster starten bzw. stoppen müssen. Da die Leute die dieses Ding hinterher verwenden nicht soviel Ahnung von Akkus haben möchte ich dass das ding möglichst intelligent mit den Akkus umgeht. Reicht eine Spannungsmessung unter Last? Oder muss ich den Spannungsabfall unter einer bestimmten Last in einer bestimmten Zeit messen? Oder muss ich etwa die Entladekurve in dieser Zeit auswerten? Habe mir die Entladekurve mal aufgezeichnet, sieht ja n bissel unpraktisch aus. http://powl.dyndns.org/fader/spannung.jpg mfg PoWl
Hallo Paul, anhand deines schönen Messschriebes kannst du ja die Gesamtlaufzeit deiner Schaltung ermitteln. Wie wäre es, wenn du einfach die Laufzeit mitloggst. Dann hättest du eine Entscheidungsgrundlage, ob es mal wieder Zeit ist, die Akkus vollzuladen. Gruß mo
Habe mal gesehen, dass das jemand mit einem Ah-Zähler gelöst hat. War aber relativ aufwändig. Z.B. musste man die Initialisierung speziell gestalten, um zu prüfen, ob jemand eine neue Batterie oder Akku eingelegt hatte etc. etc.
StinkyWinky wrote: > Habe mal gesehen, dass das jemand mit einem Ah-Zähler gelöst hat. War > aber relativ aufwändig. Z.B. musste man die Initialisierung speziell > gestalten, um zu prüfen, ob jemand eine neue Batterie oder Akku > eingelegt hatte etc. etc. Ja, das ist das Problem. Man könnte einfach die Betriebszeit mitloggen und dann entsprechend bestimmen wann der Akku einen bestimmten Füllstand unterschritten hat. Wenn aber die Kapazität beim Altern des Akkus oder nach vielen Ladungen allmählich zu sinken beginnt wird das ganze auch ungenau wobei sich hier auch die Frage stellt was nun ungenauer ist, eine Füllstandsmessung oder die Zählermethode. Leider lässt diese Methode auch nur Akkus mit bekannter Kapazität zu, also nur mein 250mAh akkus, wenn ich meine fetten 850mAh Akkus einsetze funktioniert das ganze nicht mehr. Ausserdem was passiert bei einer unterbrochenen Ladung? Werden dann die Betriebsstunden wieder dazugezählt? ;-) Alles irgendwie ne sehr labbrige Angelegenheit. Fällt das Spannungskriterium völlig aus? Ich hab schon gesehen dass sich die Akkus nach ner Zeit wieder von ihrem Spannungstief erholen und bei einer lastlosen Messung noch ziemlich Spannung haben. Die müsste dann doch aber recht schnell zusammenbrechen oder? Kann ich hier dann mit ner Spannungsmessung was anfangen? mfg PoWl
>Kann ich hier dann mit ner Spannungsmessung was anfangen?
Schau Dir mal eine Entladekurve von NiMh-Akkus an.
Verläuft nach dem Anfangs-Spannungsabfall ziemlich flach oder?
Bei NiCd ist es nicht ganz so flach, aber trotzdem kann bei einer bestimmten Spannung der Ladezustand zwischen 70 und 30% liegen.
Das Problem ist leider ziemlich schwierig. Was ich mir vorstellen könnte: Ein lernfähiges System, das Zeit und Spannung mißt und sich an den Alterungsprozeß des Akkus anpaßt. Verfeinerung: Man man macht einen ähnlichen Klimmzug auch mit dem Ladevorgang und bestimmt so zumindest in einer einigermaßen brauchbaren Näherung, wieviel bei einer partiellen Laden zugeflossen ist. Der Software-Aufwand ist aber alles als unerheblich... Richtig eklig wirds aber, wenn mehrere Zellen im Spiel sind: Man muß den Zirkus dann für jede Zelle extra machen und für die Berechnung der verfügbaren Ladung die des schwächsten Kandidaten als Maß aller Dinge heran ziehen, um Inversladung zu vermeiden. Aber deine Frage lautet: "Ladezustand von NiCd Akkus ermitteln?" Das geht zum Glück sehr einfach: Man entlädt den Akku vollständig und mißt, wieviel man noch raussaugen konnte. Aber ich vermute, daß du es so genau nun doch nicht wissen willst...
Bei NiMH hat sich eine stetige Ladung mit kurzen Pulsen (max. 1:10) bewährt, die zur Ladeschlußspannung hin immer kürzer werden, sozusagen ein "Schnecken"-PWM mit 10-100Hz. Damit kannst Du die Akkus auch ohne Entladezyklus immer wieder nachladen, ohne daß nachteilige Effekte auftreten. Die Akkus können so auch lange Zeit am Netz verbleiben, ohne Schaden zu nehmen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß die Ladeschlußspannung (ca. 1,45V pro Zelle) nicht überschritten wird.
@ Travel Rec. Es ging hier aber jetzt um NiCd, nicht NiMH. Und da dürfte wohl dein Verfahren sicherlich ebenfalls den Memory-Effekt verursachen. Also ich hatte mal in der Vergangenheit auch darüber Gedanken gemacht (realisiert habe ich es aber bis jetzt noch nicht). Aber trotzdem mal so als Idee: - man nehme zwei Akkusätze (evtl. mit halber Kapazität, wenn Platz ein Problem ist) (beide sind voll als Ausgangszustand) - zuerst läuft die Schaltung auf Akku A, bis er irgendwann die Endladeschlußspannung zeigt - dann wird umgeschaltet auf Akku B, und es wird irgendwie dem Benutzer kenntlich gemacht, daß jetzt ein Akkusatz leer ist - Benutzer schließt Netzteil an - dies lädt nun den leeren Akku A auf, und versorgt evtl. auch gleichzeitig noch die Schaltung - wenn irgendwann Akku B leer ist, gehts genau andersherum. Das ganze müsste natürlich irgendwie microcontrollergesteuert sein oder so, um manuelles Eingreifen zu vermeiden. Ein Nachteil wäre auf den ersten Blick zumindest, daß meist immer ein Akkusatz nur teilgeladen ist. Dies vermeidet aber sicherlich ganz gut den memory-Effekt, weil ja nur der wirklich leere Akku geladen wird. Somit auch keine sinnlosen Entladerunden vor dem Laden, was im ganzen die Lebensdauer allgemein erhöhen dürfte. Damit hast Du aber auch zumindest eine 50% Ladeerkennung (wenn einer der Akkus leer ist, haben wir ja noch 50%).
Dumme Frage: warum nimmt man 250mAh NiCd Akkus, wenn man für etwas mehr Geld 800mAh NiMH-Akkus nehmen kann, die 3x länger halten und keinen Memory-Effekt haben und auch noch einfacher geladen werden können? /Dumme Frage
Travel Rec. wrote: > Dumme Frage: warum nimmt man 250mAh NiCd Akkus, wenn man für etwas mehr > Geld 800mAh NiMH-Akkus nehmen kann, die 3x länger halten und keinen > Memory-Effekt haben und auch noch einfacher geladen werden können? > /Dumme Frage Ein Grund wäre das bessere Entladeverhalten bei niedrigen Temperaturen.
ich wollte ja nur exakt sein, und der Ausgangsfragestellung entsprechen ;-)
oder bessere Hochstromfähigkeiten (was hier aber jetzt nicht gefragt sein dürfte )
Ich brems euch mal bevor ihr mir hier noch abhebt ;-) Also danke schonmal für die vielen Ideen! Also ich mag nur ein Akkupack einbauen :-) Das ganze soll ein kleiner LED-Fader werdern auf den man irgendwelche Glassachen draufstellen kann. Für gemütliche Abende soll man das ding eben auch mal per Akku betreiben können. Einige von euch mögen nun meinen dass die Akkulebensdauer hier vielleicht nicht so wichtig sei aber ich mach mir lieber einmal jetzt richtig Gedanken über ein gescheites Ladeverfahren. Dann kann ich es auch für Zukünftige Anwendungen benutzen. Also mit meinem jetzigen Wissensstand habe ich folgende Optionen: - Merken ob der akku bereits leer war und dann beim nächsten Netzbetrieb automatisch aufladen. Macht er dann halt auch nur wenn er komplett leer ist, dafür spart man sich je nachdem das vorherige Entladen. - Manuelles Aufladen, total doof, jedesmal auf nen Taster drücken wenn man den Stecker reinsteckt und der Meinung ist der Akku sei alle. Also so wies aussieht muss ich das wohl nach der hier erstgenannten Methode machen. Naja.. falls man mal unbedingt einen vollgeladenen Akku haben möchte kann man den ja per Tastendruck manuell aufladen. mfg PoWl
Paul Hamacher wrote: > - Merken ob der akku bereits leer war und dann beim nächsten Netzbetrieb > automatisch aufladen. Macht er dann halt auch nur wenn er komplett leer > ist, dafür spart man sich je nachdem das vorherige Entladen. Damit dürftest du dann in der Praxis in die Situation laufen, dass der Akku immer dann leer ist, wenn du ihn brauchst :-)
Karl heinz Buchegger wrote: > Damit dürftest du dann in der Praxis in die Situation laufen, dass > der Akku immer dann leer ist, wenn du ihn brauchst :-) Genau das wollte ich vermeiden. Leider hat sich im laufe des Threads noch keine Lösung gezeigt. Fällt jemandem noch was ein? Das mit dem "Ladekonto" klappt nicht wirklich gut da der Fader je nach funktion unterschiedliche Ströme verbraucht. Wird alles zu aufwändig und naja.. gebastelt.
Hallo, alles Geblubbere... Da nimmt ein Battery Fuel Gauges IC von TI. Das ist genau was du brauchst. siehe: http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=412&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T mfg Roland
Hallo Paul. Um den Ladezustand (SOC) bei Akkus anzuzeigen, gibt es mehrere Methoden. 1. Ruhespannungsbestimmung: Es gibt einen Zusammenhang zwischen Ruhespannung und SOC. Dieser ist jedoch bei NiMH sehr klein, und zudem weissen Nickel-Systeme noch ein Verhalten auf, das als Hysterese bezeichnet wird. Das heisst, die Ruhespannung hängt davon ab, ob zuvor geladen oder entladen wurde. Damit ist diese Methode äußerst ungünstig. 2. Modellbasiertes Verfahren: Du baust ein Batteriemodell aus Wideständen, Kondensatoren, idealen Halbleitern, Spannungsquellen etc., misst von der Batterie Spannung, Strom und Temperatur und gleichst die Messdaten an das Batteriemodel mittels eines Kalman-Filtes an. Wenn du ein gutes Modell hast, einen fetten DSP einsetzt, so kannste den SOC recht genau bestimmen. 3. Bilanzierendes Verfahren: Messe einfach die Ladung, die aus dem Akku fliesst. Dabei misst du zuerst an einem vollgeladenen Akku bis zum Ende. Hieraus erhälst du einen Vergleichswert, aus dem du den SOC einigermaßen bestimmen kannst. Weitere Methoden sind Gegenstand der Forschung, und messen z.B. die Impedanz der Zellen aus, oder wenden Neuronale Netze auf Spannung, Strom und Temperaturmesswerte an. Durch Teilzyklierung, d.h. laden bis 1.5 V und entladen bis 1.2 V, bricht die Kapazität der Nickelzelle dramatisch ein. Für deine Anwendung kannst du dir überlegen, ob du ca. 4€ in so einen Ladungszählerchip steckst. Oder ganz anders, ob du in Zellen investierst, die etwas mehr dauerüberladungsfest sind, und die einen Konstantstrom abbekommen, solange das Gerät am Netz hängt. Gruß Marco
Das grösste Problem bei einer Reihenschaltung von Akkus ist, dass eine Zelle immer zuerst leer geht und dann von den anderen über die Last verpolt geladen wird. Das vertragen die Teile ganz schlecht. Ein Schutz über schottky diode wäre wenigstens etwas ist aber nicht empfehlenswert. Also da lohnt es sich etwas zu konstruieren, mit OPAmps, die via Komparator abschalten bevor es kritisch wird, also wenn eine Zelle nachlässt. Manche Notebookhersteller sind schon länger auf den Zug. Dann ist das Ziehen des Akkus im Betrieb oder Vibration evt tödlich für die Ladeelektronik.
Jorge wrote: > Das grösste Problem bei einer Reihenschaltung von Akkus ist, dass eine > Zelle immer zuerst leer geht und dann von den anderen über die Last > verpolt geladen wird. Das vertragen die Teile ganz schlecht. Ein Schutz > über schottky diode wäre wenigstens etwas ist aber nicht empfehlenswert. > Also da lohnt es sich etwas zu konstruieren, mit OPAmps, die via > Komparator abschalten bevor es kritisch wird, also wenn eine Zelle > nachlässt. Manche Notebookhersteller sind schon länger auf den Zug. Dann > ist das Ziehen des Akkus im Betrieb oder Vibration evt tödlich für die > Ladeelektronik. Ist das vorprogrammiert dass das in die hose geht wenn ich von Anfang an die gleichen Akkus mit dem gleichen Ladezustand in reihe benutze und auflade? Wie sähe das mit Parallelschaltung + StepUp wandler aus? Hätte dann den Vorteil beliebig viele/wenige Zellen verwenden zu können und einen konstanten Spannungspegel zu haben, leider ist ja die Effizienz da nicht so hoch hm? Übrigens schaltet sich die Schaltung bei insgesamt 3V akkuspannung selbst ab. ------------------------------------------------------ Diese Ladelösung über n externen Baustein ist zwar schön und easy aber der kann nichts was unser AVR nicht kann oder? ;-) @Marco S., danke für diese kleine Exkursion zum Rande der Realität. Ruhespannungsbestimmung? Soso. Lässt sich diese Hysterese beeinflussen in dem man vorher bewusst eine bestimmte Zeit lang entläd und die Akkuspannung nach einer bestimmten Zeit wieder misst? mfg PoWl
Dauerhaft mit C/25 laden, ggf. gepulst um Kristallbildung zu vermeiden. Das halten die Zellen i.d.R durchaus länger als 5 Jahre aus und der Aufwand ist minimal. Alles andere ist erheblich mehr Aufwand, bei nur geringen Vorteilen. Meine 2 Cent.
klingkling wrote: > Dauerhaft mit C/25 laden, ggf. gepulst um Kristallbildung zu vermeiden. > Das halten die Zellen i.d.R durchaus länger als 5 Jahre aus und der > Aufwand ist minimal. Alles andere ist erheblich mehr Aufwand, bei nur > geringen Vorteilen. > > Meine 2 Cent. Redest du von NiMh oder NiCd akkus? Da macht einem doch der Memory Effekt zu schaffen oder? Wenn ich allerdings NiMh akkus verwende und die mit C/25 lade dauert das relativ lange bis die wieder voll sind :-S
Wenn Du Dir die Mühe machst, meinen Vorschlag mit der PWM mal auszuprobieren, könntest Du vielleicht die Lösung finden, ohne noch 10 weitere Tage an´s Bein zu binden. Also nochmal zum Mitschreiben: Lade mittels langsamer PWM (10-100Hz) über einen MOSFET oder einen bipolaren Transistor, an den Du einen Strombegrenzungswiderstand hängst, der auf C/2 bei Kurzschluß und vollem PWM begrenzt. Mit steigender Akkuspannung verminderst Du das Tastverhältnis fließend solange, daß gerade so die Ladeschlußspannung von 1.45V pro Zelle erreicht wird (ständig messen und nachregeln). Die Akkus können dann am Netz verbleiben, da sie nicht überladen werden können (Erhaltungsladung). Durch die schmalen Pulse der PWM können sich auch keine Kristalle im Akku bilden. Außerdem werden die Akkus ohne nennenswerten Temperaturanstieg geladen, was einer Gasung und somit Austrocknung vorbeugt. Die Ladeschaltung ist extrem einfach, kann komplett vom AVR gesteuert werden und die Akkus halten ewig. Ein Memoryeffekt stellt sich auch bei NiCd nicht ein, was ich bei meiner Alarmanlage über 4 Jahre hin feststellen konnte.
Das hört sich ja wirklich interessant an :-) D.h. ich muss die Akkus vorher wirklich nicht entladen? Ja also wenn die ihre paar Jahre ohne üblen Kapazitätsverlust halten ist das völlig in Ordnung. :-) OK, 100Hz PWM. Aber wie sollte denn das Tastverhältnis am Anfang so sein? Wie lange dauert so ein Ladevorgang dann so? mfg PoWl
Paul Hamacher wrote: > Das hört sich ja wirklich interessant an :-) D.h. ich muss die Akkus > vorher wirklich nicht entladen? Ja also wenn die ihre paar Jahre ohne > üblen Kapazitätsverlust halten ist das völlig in Ordnung. :-) Was verstehst du unter 'paar Jahre'. Bei einem geplanten Zeitraum von 3 bis 4 Jahren und gelegentlichem Laufen auf Akku, würde ich mir überhaupt keine Gedanken machen. C/10 Dauerladung und gut ists. Ist ja nicht so, dass der Akku beim ersten mal Laden aus dem halben Ladezustand heraus bereits 80% seiner Kapazität aufgibt. Frag doch mal die Modellbauer wie sie mit den Akkus in ihren Fernsteuerungen umgehen. Gängige Praxis ist: Egal in welchem Ladezustand der Sender-Akku ist, vor dem Flugtag kommt er über Nacht an das Ladegerät. Wenn überhaupt, dann wird der Akku einmal, im Winter, unter kontrollierten Bedingungen zur Gänze entladen und neu geladen. OK: Nicht alle verfahren so. Aber viele. Und deren Akkus erfreuen sich auch in der 3. Saison immer noch 'bester Gesundheit'.
Das heißt du empfiehlst mir gar kein besonderes Ladeverfahren, hm? Machen die NiCd Akkus C/10 als dauerzustand auch nach Überladung mit? Naja ok werde das mal so aufbauen denk ich. Möchte ja mit dem Projekt auch mal fertig werden und hab kein bock mehr auf Assembler. Werde danach C lernen und dann mal forschen wie man da ein intelligenteres System erstellen könnte :-) mfg PoWl
ich würd´s so machen: Wenn beim Einschalten des Gerätes der vorhandene Akku nicht die Ladeschlußspannung von X Volt hat, einen Zyklus machen. Entladen bis Entladeschlußspannung und dann laden. Dabei kann X relativ "weich" ausgelegt werden um Alterung oder nicht ganz neue Akkus nicht auszugrenzen. Diese Daten sollten gemerkt werden, um den Alterungsprozess zB. lernen zu lassen und einen Austausch anzukündigen. Nach dem Laden, kennst Du die Kapazität der Akkus (hoffentlich) und den Stromverbrauch Deiner Schaltung ( auch hoffentlich ). Der Rest ist Mathematik. Ich hoffe das hilft weiter
@Karl Heinz, mein Senderakku wird aber vorher immer entladen !! Egal welcher Zustand. Selbst die Modellakkus. Ist ein Prinzip von mir und schadet nie. Ich lade nie nach !!! Ich nutze heute noch einen 6er Pack aus meiner Zeit der Arbeitslosigkeit. Die war vor 2000 !!!!! Und der hat bei 1C noch 90% !!!! Gruß Stephan
Die einen sagen so, die anderen so.. bin langsam hin und hergerissen. ich denke ich werde erstmal die billigmethoden mit Dauerladung ausprobieren. Später wenn mir das Programmieren mit C dann etwas leichter fällt kann ich ja mal versuchen mich an bessere Ladeverfahren ranzutasten. Z.b. erstmal erkennen wann der Akku voll ist mit der "Ableitung von Delta U" Methode :-) Ebenso kann ich mir ja mal eine kleine Forschungsschaltung zusammenbasteln die mir Akkus durchtestet, vieleicht krigt man ja durch Spannungsmessung nach Belastung doch ganz passable Werte zusammen ;-) mfg PoWl
>Akkuladung ist immer eine "Glaubensfrage" ""
Schlicht Quatsch!
Das beste Ladeverfahren derzeit und seit langem :
CCS Ladeverfahren: www.bticcs.com aus der Schweiz.
Arbeiten seit vielen Jahren damit. ( für NiMH )
Impedanzmessverfahren !! (>3000-5000 Ladezyklen unter best.
Bedingungen)
Ladechip ist allerdings für uns Kundenspezifisch angepasst und recht
teuer.
Aber Suuuuuper...
www.bticcs.com/pub/CCSD3.pdf
mfg
Roland
die CSS leutlein meinen dass der Memory effekt einfach nur durch überladen entsteht. D.h. wenn ich den akku nicht überlade dann könnte ich ihn doch ständig neu aufladen ohne dass er schnell an kapazätit verliert hm? :-) so ein CSSchip wär zwar ideal aber der Preis wird wohl nicht im Verhältnis zum nutzen stehen. Was kostet so ein vieh denn? mfg PoWl
Also C/10 Dauerladen ist für NiCd und auch NiMH nicht gesund. Eine Erhaltungsladung wird mit C/100 angegeben. Probiere mal das PWM-Lade. Bei leerem Akku stelle ein Tastverhältnis von etwa '50' Einschaltdauer (bei 8-Bit Auflösung) ein, damit nicht zu hohe Effektivströme entstehen. Nehmen die Akkus dann Spannung an, gehst Du mit dem Tastverhältnis hoch, bis maximal C/5 an Strom in die Akkus fließen. Nähern sich die Akkus der Schlußspannung, fährst Du das PWM schrittweise herunter, so daß die Schlußspannung nie überschritten werden kann. Die Akkus regeln somit ihre eigene Erhaltungsladung. Diese kann bis zum St. Nimmerleinstag aufrecht erhalten werden. Die Akkus sind voll, wenn die PWM bei etwa '10' (bei 8 Bit) angekommen ist.
@Roland >Aber Suuuuuper... >www.bticcs.com/pub/CCSD3.pdf Ich habe eben die "Informationen" auf der Webseite überflogen. Klingt wie eine große Werbekampagne. Entsprechend viele schwammige und redundante Textstellen und wenig Informationen habe ich gefunden. Die stark optimistische Darstellung des eigenen Verfahrens und die überdeutliche Abwertung der meisten anderen Verfahren klingen für mich noch nicht überzeugend. Wie funktioniert das Verfahren im Detail?
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