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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BleigelAkku an 12V "laden"?


Autor: Sahel (Gast)
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Hallo, möchte eine 12V Bleigel-Akku für Pufferung verwenden. Habe jedoch 
nur eine 12V Ausgang von Spannungsregler zur Verfügung, kann ich diesen 
Bleigelakku einfach daran parallel klemmen, sodass er immer automatisch 
auf mindestens 12V Spannung gehalten wird?
Ich weiss, dass die keine richtige Ladung ist, aber so dürfte doch 
Zellenspannung zumindest nicht unter 12V sinken?!

Autor: Alexander Sewergin (agentbsik)
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Ja, das würde gehen.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

ja, geht prinzipiell so, machen bestimmte USV auch nicht anders.
Besser wäre es, wenn Du auf etwas über 12V kommen könntest.
Außerdem sollte die 12V-Schiene genug Last vertragen oder eine 
Strombegrenzung besitzen. Wenn der Akku entladen wurde, fließen in den 
ersten Sekunden etliche Ampere (wenn sie können und dürfen), bis die 
Zellenspannung wieder oben ist.
Den Akku stört das so direkt nicht, das Netzteil aber vielleicht.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Mike J. (Gast)
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Also ein 12V Blei-Akku ist bei einer Spannung von 12V quasi leer.

Wenn er voll ist (und neu) sind es 14.4V !

13.8V ist glaub ich die Nennspannung eines solchen Akkus.

Möchtest du eine USV bauen?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

naja, leer ist er bei 12V nicht gerade (2V Zellenspannung), nur nicht 
sonderlich voll eben. Hängt von seiner Anwendung ab, ob die verbleibende 
Kapazität ihm reicht.
Mit 12,6V (2,1V Zellenspannung) wären es eben etwas mehr.
Unsere Honeywell-Unterstationen wurden so betrieben (BJ 1978!).
Dicker Trafo, 25A Brücke dahinter und 2x 12V 4Ah in Reihe dran.
Aus den 24V haben dann Schaltregler +5V und +/-12V gemacht.
Akkuspannung war je nach Netzspannung und Last zwischen 24V und 26V.

Laufzeit als die Akkus neu waren ca. 2h (Laststrom ca. 1,5A), als die 
Akkus alt waren (teilweise nach 6-8 Jahren) noch ca. 20min.

Gfordert waren 10min, gebraucht wurden max. ca. 2min, dann war der 
Notstromdiesel am Netz.

Kommt eben immer auf die Anwendung an. ;-)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Henning (Gast)
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Hallo Leute,

also ich habe etwas ähnliches geplant aber möchte die Akkus "regulär" 
laden.
Habe nun schon viel gelesen und immer ist nur die Rede von konstanter 
Spannung, Strom begrenzt der Akku von selbst usw.

Die Akkus habe ich geschenkt bekommen und sie sind ja nur die 
Überbrückung des absoluten Notfalls (einmal eingebaut, aber nie 
gebraucht <- ungefähr ;-) ).

Also wie wäre es einfach mit einem 78s12 (selektiert) mit 2 Dioden in 
der GND-Leitung davor? Macht etwa 13,4V, kommt noch ein schön großer 
Kühli dran damit auch mal bei ein wenig geringer Akkuspannung der 
Spitzenstrom kurze Zeit rüber kann und fertig ist die Geschichte?!

Das ganze würde dann einfach dauerhaft an 24V hängen (solang eben 
Spannung vorhanden).

Ganz blöde Idee oder doch einfach und billig?

Wie gesagt der wirkliche Überbrückungsfall wird etwa nie (?!)vorkommen 
und ist nur solch ein "schön zu haben" Gimmick und powert nur eine 
kleine Mikrocontrollerschaltung und ein paar LEDs als Notlicht im Keller 
am Zählerkasten.

mfg - Henning

Autor: Henning (Gast)
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Falls es noch interessant ist:

2 Akkus zu je 12V 2,7Ah werden parallel geschaltet und die 24V 
Versorgung liefert Dauer 5A und kurzzeitig 10A Spitzenstrom.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

das Problem, das ich dabei sehe: wenn die Akkus wirklich mal runter 
sind, fließen da weit mehr als ein 78S12 liefern kann. Er wird also in 
die Strombegrenzung gehen, bis die Akkuspannung weit genug gestiegen 
ist.

Bei den 2x 2,7Ah könnte das schnell genug gehen, könnte...
Dierekt an einem Ladegleichrichter flißen da am Anfang vermutlich 
mehrere Ampere, aber eben nur für 1-2s, dann ist die Akkuspannung weit 
genug oben.

Bei durch den 78S12 begrenztem Strom wird es eben etliche Sekunden 
länger dauern, daß muß der dann durchstehen.

Bei 24V Eingangsspannung habe ich da auch mit Kühlkörper meine Zweifel, 
sind ja bei 2A schon 24W abzuführen...

Wenn die 24V halbwegs stabil sind und es nur eine Ausfallüberbrückung 
ist, evtl. beide Akkus in Reihe, dann an die 24V und dahinter regeln.

Kommt auf die genaue Höhe der 24V an, Honywell hat sich damals da sehr 
geschickt aus der Affaire gezogen: war es durch die Last zuwenig, wurde 
eine Zelle ausgebaut (ging bei den benutzen Akkus problemlos), dann 
hatte er noch 22V, Regler waren sowieso dahinter, die störte das 
nicht...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Henning (Gast)
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Die 24V kommen aus einer industriellen 24V SPS-Versorgung (Siemens 
SITOP), also sind als recht stabil anzusehen.
Leider lässt sich die Spannung nicht von z.b. 22 bis 28,8V nachregeln 
sonst würde ich die halt ein wenig hochregeln und dann direkt die Akkus 
dranhängen (dann eben in Reihe).
Aber das mit den 12V@Notstrom gefällt mir auch ein wenig besser in Bezug 
auf mein restliches Schaltungsdesign, deshalb werde ich dem wohl 
nachgehen, eventuell soll auch noch eine Leuchtstofflampe angeschlossen 
werden (elektronisches Vorschaltgerät mit 110V AC oder 10-15V DC) und 
nicht zuletzt die höhere Kapazität durch die Parallelschaltung ist 
sicherlich als Vorteil zu werten da das ganze ja eh auf 12V geregelt 
werden würde. ;-)

Irgendwie glaub ich, ich werd das ganze mal austesten g denn solch ein 
7812 kostet ja nix wenn er denn doch draufgehen würde.
Ich hätte auch noch einen 7815K (TO3 Gehäuse, 3A@15V) aber da bräuchte 
ich dann 2 ziemlich dicke Dioden um danach die Spannung im Lastzweig 
abzusenken und das ist meiner Meinung nach nicht unbedingt perfekt.

Autor: Henning (Gast)
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Achso noch eine kurze Frage: Macht dem GelAkku denn das etwas wenn er 
den hoehen Ladestrom nicht unbedingt auf die Brust bekommt? Erstmal 
begrenzt ja der Regler vor dem akku den Strom über Eigenerwärmung 
vielleicht bei 1,5 bis 2A und im Notfall wäre da ja auch noch das 
Schaltnetzteil was seine Strombegrenzung dazwischenwerfen täte.

Autor: HildeK (Gast)
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Schalte doch in den Masseanschluss des 7812 zwei Si-Dioden. Dann hebt 
sich die Spannung um 1,3V. Der sonstigen Last sollte das nichts machen, 
denn der Akku puffert ja dauernd und eine Schaltung, die mit Akku 
betrieben wird, sollte bis zu 14V ... 15V vertragen können.

Autor: Henning (Gast)
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Ja das war ja die Ursprungsidee! ;)
ging nur darum ob der spannungsregler den Ladestrom welchen der Akku 
gerne hätte auch bereitstellen kann.

habe jetzt mal 3 von 4 akkus gemessen. im leerlauf so etwa 5 bis 
7volt... grml ans ladegerät angeschlossen und nix passiert. ziehen 
keinen strom also ab in die tonne
dann der vierte war ein erfolg, zieht zu anfang (9,7x volt) etwa 2,1A 
und ab 11Volt fällt der Strom dann ganz langsam ab. Nun ist er bei etwa 
12,7V und 600mA

:) das wäre dann zwar nur noch ein Akku aber der hat 10Ah ggg

Autor: Roland Praml (pram)
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Parallel zum 7805 muss noch ne Diode, dass Uein nie kleiner wird als 
Uaus. sonst geht er evtl. kaputt.

logischerweise muss auch die 24V Versorgung dann mittels Diode ntkoppelt 
werden.

Gruß
Roland

Autor: Henning (Gast)
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Das ist mir schon klar, trotzdem aber natürlich vielen Dank!

Autor: Henning (Gast)
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Entschuldigung, habe wieder etwas vergesse: Nun ist der Akku bei etwa 
13,2V und immer noch etwas über 600mA. bei 14,4V in etwa sollte der 
Strom dann ja stärker abfallen, mal schauen...

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

14,4V ist die Ladeschlußspannung eines Blei-Gel-Akkus. Deine Spammung 
muß also auf diesen Wert begrenzt sein, höher darf sie nie werden!
Die Zellenspannung kann noch höher werden, dann kommst Du aber in den 
Gasungsbereich und kannst den Akku wegwerfen...

Gruß aus Berlin
Michaek

Autor: Henning (Gast)
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ja eingestellt ist die Spannung am Labornetzteil auf 14,4V, klemme dann 
zwischendurch immer den Akku kurz ab um die Leerlaufspannung zu messen. 
Diese liegt derzeit bei etwa 13,7V aber der Ladestrom ist nun wieder auf 
etwas über 700mA angestiegen?!

Autor: Henning (Gast)
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Nachtrag: 13,8V ist eingestellt meinte ich, woher kommen denn jetzt die 
14,4V ?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

naja, einmal sinkt die Zellenspannung nach dem Abklemmen erstmal wieder 
etwas ab und damit steigt der Strom wieder beim Anklemmen...

Ansonsten sind bei 700mA in einen 10Ah-Stunden-Akku ja auch rund 16h 
Ladezeit zu erwarten, wenn er leer war.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

als Nachtrag für Deine 78S12-Lösung: zwischen Ausgang und Schaltung eine 
dicke Schottky-Diode als Rückstromschutz, den Akku auch über eine solche 
(muß nur den Strom der Schaltung aushalten), damit der Akku die Spannung 
liefern kann. Über diese Diode einen Widerstand je nach maximalem 
Ladestrom als Begrenzung. Verhindert die Überlastung bei entladenem 
Akku, stört dann nicht sonderlich, weil der Spannungsabfall ja mit 
sinkendem Ladestrom auch sinkt.

Die Ladezeit solcher Schaltungen, bis der Akku wieder voll ist, kann 
dann zwar Tage sein, stört praktisch aber nicht, wenn es wirklich eine 
Ausfallüberbrückung sein soll und normalerweise die Spannung da ist.

Die zu überbrückende Ausfallzeit, mit der Du rechnest, sollte dann eben 
nur 1/4...1/2 der Akkukapazität erfordern. Die Honeywell bei uns damals 
hatte gefordert 20min, praktisch liefen die Unterstationen mit 2x12V 4Ah 
rund 2h,

Das Problem, das sich bei solcher Betriebsart ergibt: die 
Selbstentladung und der Innenwiderstand steigen im Laufe der Zeit 
ziemlich an, daran sterben dann auch die kleinen USV, der Akku kann den 
Strom nicht mehr liefern.
Abgeklemmt sind die Dinger dann auch meist nach 2 Wochen schon fast 
leer.

Mit kleineren Lasten, sagen wir, 1A bei Deinem 10Ah Akku, wird der Kram 
Jahre überleben.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Gerhard. (Gast)
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Hier noch meinen Senf dazu:

Im Pufferbetrieb muss die Ladespannung unbedingt stabilisiert und nicht 
groesser wir 13.8V bei 25 Grad C betragen. Wenn man auf laengerer Zeit 
ungeregelt oder nur strombegrnezt laedt, dann faengt die Gasentwicklung 
an und der Akku geht kapputt. Am besten ist es einen Ladekontroll-IC zu 
verwenden, welcher den Akku zuerst strombegrenzt laedt, dann solange die 
Spannung auf 14.4V haelt bis der Ladestrom unter einen bestimmten Wert 
sinkt, und dann auf Pufferbetrieb mit 13.8V umschaltet. Meistens wird 
auch noch die Temperatur gemessen und die Pufferspannung fuer die 
aktuelle Temperatur kompensiert (-15mV/C). Bitte die entsprechenden 
Datenblatter von BleigelAkku danach durchlesen.

Der BQ2003 von TI, uebrigens, ist ein toller Lade-IC mit dem ich bei 
vielen Industrieprojekten schon sehr gute Erfahrungen gemacht habe. 
Dieser Regler arbeitet im Schaltmodebetrieb und qualifiziert die 
Batterie und hat Statusausgaenge. Daher ist die Verlustleistung des 
Reglers sehr gering.

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/bq2003.html

MFG und frohe Ostern,
Gerhard

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

natürlich kann man die Sache ordentlich mit einem geeigneten Lade-IC 
usw. machen. Das von mir genommene Beispiel ist von 1978, Es wurde dort 
auch bewußt in Kauf genommen, daß die Kapazität der Akkus nicht 
ausgenutzt werden kann, weil sie nie richtig voll geladen werden. Der 
Vorteil war offenbar der Verzicht auf jegliche Ladeelektronik, die 
Trafospannung war offenbar so bemessen, daß auch bei maximaler 
Netzspannung die Spannung nicht zu hoch war, am unteren Ende wurde dabei 
vermutlich garnicht mehr richtig geladen. Die Akkus hingen direkt als 
Lade-C-Ersatz hinter dem Brückengleichrichter, daran die Schaltregler 
für +-12V und 5V, die liefen so etwa ab 17V stabil, darunter setzten die 
aus. Die Akkus waren 2x 12V 4Ah, irgendwo habe ich noch einen davon im 
Keller, der lebte zumindest vor 2 Jahren noch. ;)

In den Unterstationen haben wir so nach ca. 7 Jahren die ersten Akkus 
wechseln müssen, weil sie die geforderten 20min nicht mehr machten. Die 
letzten der rund 50 Original-Akkusätze waren zumindest 1992 noch in 
Betreib, also nach 14 Jahren!

Ersetzt wurde durch übliche Blei-Gel 12V 6Ah ohne Änderungen. Die haben 
das auch 5 und mehr Jahre durchgehalten.

Ich will damit auch nur sagen, daß solche Einfach-Lösungen durchaus ihre 
Berechtigung haben und zuverlässig laufen.

PS: die Unterstationen mit 6800-CPU und 256 Byte Ram sind dort heute 
noch in Betrieb. Nur der Prozeßrechner wurde ersetzt (war zumindest vor 
ein paar Jahren noch im StandBy in Betrieb...) und das 
Bildschirmterminal (auch 6800 mit 48k Ram) wurde ersetzt durch einen PC 
und eine Software mit Excel-Macros oder so.

Naja, etwas OT...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Henning (Gast)
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Naja, ich könnte mich ehrlich gesagt vielleicht noch damit anfreunden 
noch einen Attiny als Ladecontroller in mein Projekt aufzunehmen da ein 
paar kleine Funktionen eh noch etwas "hinken" wenn ich die auf den 
großen Controller mit draufpacke und dieses Funktionen eigentlich für 
die Grundfunktion nicht zwingend erforderlich sind würde ich mich drauf 
einlassen.

Dann sollte ich also erstmal per Festspanung rauf  und wenn Ladestrom 
unter XmA dann Spannung absenken, richtig?! Oder bei 
Mikrocontrollerbetrieb dann einfach gleich komplett pulsen?

Ich merk das schon wieder, das ganze entwickelt sich zur eierlegenden 
Wollmilchsau, naja auch schön sowas zu haben... gggg

Autor: Gerhard. (Gast)
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Hallo,

ich muss zugeben dass es einfacher auch geht. Aber spannungstabilisiert 
und die richtige Pufferspannung sollte man als Mindestanforderung 
stellen.

Wie waere es mit einen LM317 der auf 13.8V eingestellt wird. Dann 
koennte man zumindestens die genaue Pufferspannung einstellen. Mit einen 
Strombegrenzungswiderstand kann man dann den Anfangsstrom verringern.

MFG,
Gerhard

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

naja, wenn es beim Tiny bliebe... Strom will dann gemessen werden 
(Shunt), irgendwer muß Spannung und Strom regeln (Leistungshalbleiter) 
und irgendwie muß der Tiny den Kram ansteuern. ;-)

Ich würde wohl vorerst bei der Einfachversion bleiben, vermutlich 78S15, 
dahinter 4 normale 3A-Dioden in Reihe, sind dann ca. 12V und damit zur 
Schaltung.
Den Akku über eine Schottky-Diode an die Schaltung.

Jetzt an der Diodenkette die Suchen, wo 13,xxV sind und von dort über 
2,2 Ohm an den Akku vor der Schottky-Diode. Der 2,2 Ohm stört nicht bei 
Erhaltungsladung und entlastet den 78S15 bei leerem Akku.

Der Schaltung selbst noch einen Tiefentladeschutz spendieren, Spanung 
mit AVR messen z.B. und ein simples 12V-Relais, daß vor den Dioden über 
eine Diode am 78S12 hängt und über eine weitere 12V von der Schaltung 
bekommt, bis der AVR diese abschaltet. Dann geht der Kram auch alleine 
wieder an, wenn die Spannung wieder da ist.

Ich weiß alles altmodisch, aber da kann man dem Strom wenigstens noch 
beim Arbeiten zusehen. ;)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Henning (Gast)
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das macht gar nix, "muss" eh noch eine kleine Zusatzbeschaltung machen 
da der Mega32 zu knapp wird, also bleibt Luft für eine intelligente 
Ladelektronik.
An Leistungshalbleitern hätte ich noch massig BTS432 liegen, die sollten 
doch durchaus reichen denke ich!!

Autor: Henning (Gast)
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Also der 12V 10Ah Akku lädt nun noch mit etwa 90mA und ich habe die 
Spannung auf 13,3V etwa abgesenkt. Darf ich nun davon ausgehen, dass 
dieser Akku wirklich noch funktionsfähig ist?

Die restlichen Akkus haben alle nur noch sowas bei 6V oder ähnliches 
also wohl ein Fall für die Tonne.

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo,
ein paar kleine Anmerkungen von meiner Seite.

1. Warum ein 78S15 statt LM317? Die Leistungshalbleiter zwischen Akku 
und 78S15 sind sehr stark temperatur- und stromabhängig. Ein Beispiel: 
In einer Aldilampe (55W Halogen, 6V 4Ah Bleiakku) wird der Akku mit 
einem 8.0V Festspannungsnetzteil und in Serie verschaltet Si-Diode 
geladen. Macht 7.3V, theoretisch. Praktisch ist der Akku nach ungefähr 
24h am gasen, weil die Vorwärtsspannung sinkt. Das ist natürlich tödlich 
für den Akku, der mittlerweile trocken ist.
Ein LM317 kann auf ~1% genau eingestellt werden und hat einen geringen 
Temperaturdrift. Dazu braucht man noch zwei Widerstände mit < 1/10W, im 
Gegensatz zu Leistungsdioden. Die Strombegrenzung kann man über die SOA 
des LM317 machen, d.h. bei 1.5A regelt er ab. Wahlweise auch früher, 
wenn man den Kühlkörper weglässt.

2. Bei 12V Bleiakkus ist 2.0V/Zelle entladen! Drunter sollte man nicht 
gehen! Quelle: http://www.batteryuniversity.com . Mit einer 
"Erhaltungsladung" von 12V kann man nur die Tiefentladung verhindern. 
Unter den 12V ist zwar noch Kapazität vorhanden, diese sollte man aber 
nicht nutzen, weil es dann eine Tiefentladung ist.

3. Aus verschiedenen Gründen ist eine Konstantspannung nicht perfekt.
- Es dauert sehr lange (unendlich) bis zur Volladung oder der Akku gast
- Der Temperaturkoeffizient der Zellenspannung von ~-20mV/K wird nicht 
beachtet
- Bei einer Erhaltungsladung kommt es zum Kristallwachstum, was die 
verfügbare Plattenoberfläche einschränkt. Der Akku kann dann keinen 
hohen Strom liefern.
- Bleiakkus wollen wenigstens ein bisschen entladen werden. Nur 
rumstehen tötet ihn.

Deswegen wäre die Ladung mit einem dedizierten Mikrokontroller optimal. 
Man könnte z.B. eine UI0U Kennlinie fahren. Das bedeutet
- U = 14.4V, I = xA anfangen
- bis der Strom unter I0 sinkt
- dann U = 13.8V Erhaltungsladung anlegen.
Mit einrechnen müsste man noch die Temperatur, einfach zu Implementieren 
wäre auch eine W-Kennlinie. Laden könnte man über Mosfet, Spule, Diode 
(stepdown). Die Spule und Diode würde ich verwenden weil ein großer Akku 
ähnlich wie ein ungeladener Kondensator reagiert. D.h. großer Streß für 
mosfet + Zuleitungen + Energiequelle.
Wenn man die Freilaufdiode noch durch einen Mosfet für 
Synchrongleichrichtung ersetzt erhöht man den Wirkungsgrad und man den 
den Akku auch entladen. Damit könnte man eine Reflexladung 
implementieren. Für die Erhaltungsladung könnte man trickle charge 
verwenden, was den Akku wenigstens etwas fitter hält.

Theoretisch ist das ganze klar. Kleiner atmel, 200* Verstärker an 
Shunt, Akkuspannung über Spannungsteiler + Kondensator als Tiefpass 
meßen, 2*Mosfet + 2*Treiber + Spule als Leistungsteil. Später vielleich 
sogar über i2c ausleßbar (Akkuspannung, Kapazität letzter Ladung in Ah). 
Praktisch braucht so ein Projekt wieder Monate und nichts funktioniert 
:(

Autor: Dominik Friedrichs (forlix) Benutzerseite
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Hier gibts ein paar Infos zu den Akkus
http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/seal/

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Dominik Friedrichs wrote:

> Hier gibts ein paar Infos zu den Akkus

Wenn man sie auf 12 V hält, haben sie demnach bei 25 °C zwischen 10 und
40 % der Kapazität (Exemplarstreubreite).

Autor: Henning (Gast)
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-> ich will etwas bauen was funktioniert!

Also nicht zu viel Streß, aber auch keine mutwillige Akkuzerstörung. 
ALso µC der einmal Akkuspannung misst, einmal aufgenommenen Ladetrom, 
einmal Akkutemp und ein Ausgang auf nen BTS der dann über einen Tiefpass 
eine Festspannung integriert????
Oder lieber einfach Spannungsregler der dann mittels Relais eine 
Umschaltung seiner Referenz (LM317) oder Veränderung der Diodenstrecke 
(eine Diode kurzschliessen) erfährt??

Das Problem sehe ich im regelmäßigen ENTLADEN des Akkus, denn dann 
müsste ich schauen WOMIT ich entlade, WANN ich entlade usw.
BLödeste Situation wäre ja ein Stromausfall dann wenn der Akku gerade im 
tiefsten Punkt seiner ENTLADE-Phase hängt?!

Autor: Henning (Gast)
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habe mir jetzt mal diese battery-guide dort durchgelesen... da kaum 
allzu große temepraturunterschiede zu erwarten sind (das teil steht im 
keller) werd ich das vernachlässigen und einfach von einer humanen 
temperatur ausgehen (max 25°C). damit ist die kapazität vielleicht ein 
wenig niedriger bei geringeren temperaturen aber dann ist es halt so, 
das ding ist mit seinen 10Ah eh gnadenlos überdimensioniert...


also folgender ablauf:

normale ladung @ 14,4V (Strombegrenzung durch LM317/78s12)
wenn I < 100mA dann
Erhaltungsladung @ 13,5V

*FERTIG ?!*


Die regelmäßie Entladung ist einfach nicht sinnvoll in mein Konzept zu 
implementieren. Habe bisher auch nicht wirklich eine Angabe dazu 
gefunden wie weit man sie und wie oft entladen sollte?!

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo Henning,
ja das mit dem Entladen ist natürlich blöd und wird deswegen auch nicht 
so gemacht. Es reicht aber, wenn der Akku ein wenig entladen wird, 
ähnlich wie beim Startvorgang des Autos. D.h. Entladung sollte IMO 
größenordnungsmäßig größer sein als die Selbstentladung. Die 
Entladungstiefe würde ich auf ein paar Prozentpunkte setzen, so 5-10% 
der Kapazität.
Sooooo schlimm ist das auch nicht, der Effekt ist reversibel. Beim 
Entladen mit hohen Strömen bricht die Spannung zusammen wegen dem 
höheren Innenwiderstand. Wenn deine Anwendung das verkraftet...

Das mit dem LM317 und Relaisumschaltung ist eine gute Idee. Das kannst 
du stattdessen auch mit einem ne555 und transistor machen, dafür 
brauchst du keinen µC. NE555 monostabil, schaltet für 10 Stunden (?) 
über einen Transistor einen Widerstand paralell zum Spannungsteiler und 
danach läuft alles stabil weiter auf z.B. 13.7V.

Die Temperaturmeßung kannst du dir sparen wenn du die Temperatur des 
Akkus garantierten kannst. Also eine Höchsttemperatur ansetzen (z.B. 
35°C) und dafür die Ladespannung festlegen. Wenn die Temperatur 
niedriger ist, wird er zwar nicht 100% voll aber schon zu einem guten 
Teil.


Wenn du wissen möchtest, wie man es nicht macht: Google mal nach USVs 
und schau dir an, wie die Akkus dadrin aussehen. Die Akkus in den USVs 
sollen übrigens Ströme im Bereich von 100A liefern und das nach 
jahrelanger floating charge.





Das ganze Thema ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick 
aussieht.  Aber mit ein wenig nachdenken kann man schon zu sehr guten 
Ergebnissen gelangen.

Autor: avion23 (Gast)
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Sorry, ich habe das was du geschrieben hattest garnicht gesehen.

Das mit den 25°C ist sehr gut :) Denk aber an die umgebende Elektronik, 
wenn es denn eine gibt.
Wenn es überdimensioniert ist, dann wird die fehlende Hochstromfähgkeit 
wohl kein Beinbruch sein :) Also kannst du dir das Entladen IMHO sparen.

>normale ladung @ 14,4V (Strombegrenzung durch LM317/78s12)
>wenn I < 100mA dann
>Erhaltungsladung @ 13,5V

Kannst du IMO so machen. Alternativ für eine feste Zeit die 14.4V 
anlegen (ne555 oben).


Noch ein Vorschlag:
Wieg den Akku bevor du ihn einbaust auf das Gramm genau und schreib die 
Zahl drauf! Wenn er gast, und das Knallgas nicht immerhalb des Akkus 
rekombinieren kann, verliert er Masse. Wenn du den Akku dann nach 5 
Jahren kontrollierst, kannst du relativ einfach die Fehlerursache 
nachprüfen.

Autor: Udo S. (udo)
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Autor: Henning (Gast)
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Sorry, ich sollte länger überlegen bevor ich meine Beiträge abschicke. 
Hier noch etwas...

*@avion23:*
Die Leistungshalbleiter (sprich Dioden) sind NICHT in der Leitung 
zwischen Festspannungsregler und Akku geschaltet sondern beeinflussen 
lediglich den GND (wenn man so will "Adjust") des Spannungsreglers.

Autor: Henning (Gast)
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@Udo:
Ich bin nicht sonderlicher ELV-Fan. ;-) Außerdem halte ich die Schaltung 
ganz ehrlich für ein wenig übertrieben, bedenke den/die Akku(s) habe ich 
geschenkt bekommen und das soll gewissermaßen nur ein "netter 
Nebeneffekt" meines aktuellen Projektes werden, dafür sind 38,5€ schon 
ein netter Haufen Geld.


@avion23:
jetzt hast du es ja gelesen. ;-)
also den Mikrocontroller werde ich schon einsetzen da ich dann noch 
schön eine Anzeige des Akkuzustandes reinbringen kann und ich muss 
sowieso noch ein Bauteil auf Temperatur überwachen und in Bezug darauf 
einen Lüfter steuern und setze deshalb noch einen COntroller ein.

Ich könnte ja diesen Lüfter über den Akku speisen, ist aber eine 
schlecht berechenbare Last irgendwie, da ich nicht sagen kann wann 
dieser mal anläuft.
Ist irgendwie keine sonderlich intelligente Lösung da der Lüfter dann 
seinen Strom dann auch wohl eher direkt über den Spannungsregler vor dem 
Akku ziehen täte als über den Akku selbst. ;-)

Autor: Gerhard. (Gast)
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ich moechte nochmals darauf hinweisen, dass man im Pufferbetrieb mit 
Konstantspannung arbeiten muss. Wird der Akku nicht spannungstabilisiert 
geladen, entwickelt sich beim erreichen der Volladung nur mehr Gas(was 
intern gebunden werden muss) und das kann der Akku nicht ewig aushalten.

Die Strombegenzung haengt von der Kapazitaet des Akkus ab und ist nur 
deshalb notwendig um den Vorschriften des Herstellers zu genuegen 
solange der Akku halbleer ist. Sobald die Spannung ca 14.3V erreicht 
muss die Spannung genau stabilisiert gehalten werden und man muss warten 
bis der Strom von alleine auf einen bestimmten kleinen Wert (z.B. 
30-50mA bei 2.2AH Akku)absinkt. Nur danach darf auf reinen Pufferbetrieb 
mit 13.7V (mit Temperaturkompensierung) umgeschaltet werden.
Akkus die ich so betreibe, halten meistens fuenf Jahre und noch laenger.

Eine Schaltung die ordentlich funktioniert laesst sich mit einen Dual 
Opamp und Linearregler verwirklichen. Der zweite opamp misst den 
Ladestrom und schaltet beim Erreichen eines bestimmten Minimum auf 
Pufferbetrieb um indem der Widerstandsteiler im Spannugsmesszweig mit 
einem zweiten widerstand von 14.4 auf 13.8V umkalibriert wird.

Schaltungsunterlagen kann ich im Augenblick leider nicht finden da das 
ganze leider fuer mich vor 20 Jahren aktuell war.

Uebrigens, langsame Dauerentladung im mA Bereich bis Null herunter 
beschaedigt die SLA Akkus viel dauerhafter als eine starke Tiefentladung 
mit hohen Strom.

MFG,
Gerhard

Autor: Henning (Gast)
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Mir ist durchaus klar, dass man viel machen kann...

Auf dem Akku selbst steht bei "FLoat Use": 13.4 bis 13.8V, < 3A und der 
Akku selbst ist denke ich nichtmal 10öre wert da lohnt keine wahnwitzig 
aufwendige Ladeschaltung.
Also ich werd mir da schon was zurechtdenken was meinen Vorstellungen 
entspricht, sicher keine perfekt durchdachte Ladeschaltung aber eine 
Schaltung die sicherlich genau so gut funktioniert wie die "allseits 
beliebten" Bleigel-Akku Steckerladegeräte für wenige Teuros vom 
"ElektronikDiscounter".

Autor: Gerhard. (Gast)
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Hallo Henning,

"Mir ist durchaus klar, dass man viel machen kann..."

Sieh Dir mal die einfache Schaltung im Anhang an. Ist bei einem Freund 
auf einem Boot schon seit 15 Jahren in Betrieb. Wenn der Akku voll ist 
zeigt ein LED den Ladezustand an. Der Vor und Lastwiderstand musss den 
Verhaeltnissen angepasst werden. Die Diode im Messzweig dient zur 
Temperaturkompensation.

MFG,
Gerhard

Autor: Henning (Gast)
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etwas ähnliches habe ich auch bereits gefunden aber ich frage mich ganz 
ehrlich -> ist das tatsächlich stabiler und besser als eine 
mikroprozessor-schaltung?

Autor: avion23 (Gast)
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>*@avion23:*
>Die Leistungshalbleiter (sprich Dioden) sind NICHT in der Leitung
>zwischen Festspannungsregler und Akku geschaltet sondern beeinflussen
>lediglich den GND (wenn man so will "Adjust") des Spannungsreglers.

Das war mir nicht klar, da habe ich wohl nicht genug nachgedacht. Der 
Stromdrift fällt also weg, bleibt die Temperatur, und die ist relativ 
konstant. Kannst du also doch mit dem 78S12 machen.

>Ich könnte ja diesen Lüfter über den Akku speisen, ist aber eine
>schlecht berechenbare Last irgendwie, da ich nicht sagen kann wann
>dieser mal anläuft.

Ja, stimmt. Dann lass die Entladefunktion weg. Die Schaltung soll ja 
unkompliziert sein. An Stelle dessen kannst du 1*/Jahr einen Testlauf 
machen und den Akku etwas entladen. Wäre vielleicht sinnvoller als eine 
schleichende Entladung (siehe Gerhard).

Ich gebe zu, in meinem ersten Beitrag habe ich etwas gesponnen :) Die 
Schaltung wäre 100mal mehr wert gewesen als der Akku. Wenn du in deine 
Schaltung eine erste Phase mit Konstantspannung = 14.4V und
eine zweite Phase mit floating charge = ~13.6V implementierst,
bist du schon um Welten besser als ein 
"Elektronikdiscounterbleiakkuladegerät". Diese haben nur die erste Phase 
mit einer Spannung von 2.45V/Zelle.


@Gerhard
Deine Schaltung mag vielleicht funktionieren, besonders ökonomisch ist 
sie aber nicht. Die Versorgungsspannung wird über einen 
Leistungstransistor kurzgeschlossen, was wegen dem Reihenwiderstand zum 
absinken der Spannung führt. D.h. die Schaltung braucht immer eine 
immense Menge Energie, auch wenn der Akku voll ist. Oder der Akku 
braucht sehr sehr lange zum Volladen.

Autor: Gerhard. (Gast)
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>*@avion23:*


@Gerhard
"
Deine Schaltung mag vielleicht funktionieren, besonders ökonomisch ist
sie aber nicht. Die Versorgungsspannung wird über einen
Leistungstransistor kurzgeschlossen, was wegen dem Reihenwiderstand zum
absinken der Spannung führt. D.h. die Schaltung braucht immer eine
immense Menge Energie, auch wenn der Akku voll ist. Oder der Akku
braucht sehr sehr lange zum Volladen."

Hi,

das stimmt natuerlich. Ich vergass allerdings zu erwaehnen, dass im Boot 
das ganze von einem Solarpanel gespeist wird und die 
"Energieverschwendung" daher kein Problem ist. Abgesehen davon, slonge 
die Batterie nicht voll aufgeladen ist, kriegt sie den vollen Ladestrom 
durch den Widerstand. (Bei einem Solarpanel braucht man den 
Eingangswiderstand natuerlich nicht.)

Zum anderen Punkt. Sobald die Spannung unter der Schaltschwelle sinkt, 
verringert sich der Strom praktisch auf Null (<1mA). Da die Batterie bei 
Nichtladung auf 12.6V absinkt ist die Schaltiung dann im stromlosen 
Bereich.

Man muesste nur bei einem Netzteil aufpassen, dass es bei Stromausfall 
keinen Rueckfluss der Batterie zum Netzteil gibt. Wie gesagt, auf dem 
Boot funktioniert das ganze sehr zufriedenstellend. Man muss natuerlich 
die Widerstaende zweckmaessig bemessen.

Aber wie so oft, viele Wege fuehren nach Rom. Also nichts fuer ungut;-)

MFG,
Gerhard

Autor: Henning (Gast)
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Hm ich habde da nur noch ein "Problem"...
Habe mir auf einer Lochrasterplatine mal die Schaltung zurechtgestrickt. 
Bringt mit 4 Si-Dioden vor 78s12 eine Spannung von etwa 14,3V und hat 
auch kein "Problem" mit einem "leeren" Akku da der 7812 ohne Kühli dann 
bei so etwa 30Sekunden > 1,5A sich selbst zurückregelt auf etwa 800mA.
Wenn ich nun aber die Umschaltung auf 7812 + 3 Dioden vollziehe, was 
einer Augangsspannung von etwa 13,6V (Leerlauf) und 13,5V (mit Akku) 
entspricht ist der Stromfluß = 0, also auch nicht wenige mA sondern 
reing ar nichts.

Im Inet ist die Rede von den Akkukonditionierung durch ein 
kontinuierliches Laden/Entladen mit einem Strom der etwas größer als die 
Selbstentladung des Akkus ist. DIe Frage ist nur -> was heisst das 
wertemäßig?

Sagen wir mal ich versorge den Ladecontroller und die LEDs für den 
Betriebszustand direkt aus dem Akku. Das würde eine kontinuierliche Last 
von etwa 30mA bedeuten.
Nun messe ich eben bei voller Ladespannung den Strom, bei kleiner 100mA 
schalte ich NICHT auf Erhaltungsladung um SONDERN schalte den ladeteil 
des Akkus komplett ab und lasse eine Zeit X ablaufen z.b. 24 Stunden.
Nach diesen 24Stunden ODER Akkuspannung kleiner z.B. 13V beginnt das 
Prozedere mit dem Zuschalten der vollen Ladespannung und der 
Strommessung aufs neue.

Was haltet ihr davon? Völliger Unsinn oder doch gar nicht so blöd?

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