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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladezustandsmessung -- Bleiakku


Autor: Alexander U. (alexander_u)
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Hi Leute,

Ich arbeite derzeitig an einem Projekt, welches eine Ladezustandsanzeige 
für Solarakkus (gesamt 600Ah) beinhaltet.
Verwendet wird dazu ein PIC.
Die Spannung wird mittels Spannungsteiler am Analogeingang gemessen, der 
Strom wird mit einen LEM DHAB S/25 Stromwandler ebenfalls am 
Analogeingang gemessen.
Wie kann ich mittels Strom und Spannung auf den Ladezustand 
zurückrechnen?
Ich habe dazu schon ein paar Ideen, aber möchte noch ein paar Meinungen 
einholen.

Danke,

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie kann ich mittels Strom und Spannung auf den Ladezustand
> zurückrechnen?

Exakt ?

Gar nicht.

Wenn das so einfach wäre wie du glaubst,
hätten es alle Akkus schon drin.

Grob ?

Die Leerlaufspannung eines Bleiakkus ist temperaturabhängig
und ein sehr ungenaues Mittel, für mehr als
VOLL/LEER/DAZWISCHEN/KAPUTT reicht es eigentlich nicht.

Die Integralbildung des Stromes hast du dir ja selbst ruiniert
durch einen viel zu ungenauen Sensor, du kannst also auch da
nur Ladestrom/Entladestrom feststellen aber dir das Integrieren
sparen, zumal du die Selbstentladung gar nicht messen kannst.

Am direktesten wäre noch die Messung der Dichte der Säure,
die beinhaltet Selbstentladung und würde wohl so 5% genaue
Ladezustandserkennung ermöglichen wenn du denn einen
Temperatursensor hättest, der dir aber fehlt.

Autor: Blackbird (Gast)
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Der Innenwiderstand des Akkus ist eine Funktion des Ladezustandes. 
Außerdem noch abhängig vom Alter (der noch verfügbaren Gesamkapazität) 
und der Temperatur (im Akku). Immer unter der Voraussetzung, dass der 
Akku nicht Säure oder Wasser verloren hat. Verbraucher sollten bei so 
einer Messung aber nicht dran sein.
Ohne Datenblatt vom Akku wird es schwierig.


Blackbird

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Alexander U. schrieb:
> Wie kann ich mittels Strom und Spannung auf den Ladezustand
> zurückrechnen?

Hallo,

eine Bilanzierung setzt voraus, dass der Akku regelmässig ganz entladen 
wird, sonst addieren sich Fehler zwangsläufig auf und das Ergebnis wird 
unbrauchbar. Bei einer Solaranlage wird das aber nicht realisierbar 
sein.

Hilfsweise könnte man die Bilanz auch bei "voll" auf die Kapazität des 
Akkus korrigieren, aber nur wenn man sie zuverlässig kennt, das ist also 
auch nicht langzeitstabil. Genau gesagt, bei einem beschädigten Akku 
wird nur Unsinn ausgegeben.

Gruss Reinhard

Autor: Alexander U. (alexander_u)
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Erstmal danke für eure Antworten,

Ich hab mir schon gedacht das es schwierig wird, aber das es soo 
schwierig wird hätt ich mir nicht gedacht.

Zur Info:
Die Anlage soll bei Stromausfall einen Computerraum mit etwa 20 Laptops 
betreiben. Die Anzeige soll halt anzeigen wie lange noch ungefähr 
Energie zum Arbeiten vorhanden ist. Bei einer Genauigkeit von 20% wäre 
ich schon zufrieden.

@Mawin:
Wie zuverlässig wäre denn die Integralbildung des Stromes?

@Reinhard:
Genau so habe ich mir auch gedacht. Kurz gesagt den derzeitigen Strom 
erfassen und stetig von den 600Ah abziehen. Bleibt dann natürlich das 
Problem, dass die Akkus mit der Zeit die 600Ah nicht mehr erreichen 
werden und dann, wie du schon erwähnt hast, nur Mist ausgegeben wird.

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Anlage soll bei Stromausfall einen Computerraum mit etwa 20 Laptops
> betreiben. Die Anzeige soll halt anzeigen wie lange noch ungefähr
> Energie zum Arbeiten vorhanden ist. Bei einer Genauigkeit von 20% wäre
> ich schon zufrieden.

Dann ist dein Problem nicht der Ladezustand der Akkus,
die sind eh immer voll,
sondern die Lebensqualität der Akkus:

In Notstromversorgungen etc. tauscht man die Akkus nicht
ohne Grund nach 3 Jahren aus, weil sie alt und krank werden,
selbst wenn sie in den 3 Jahren nie benötigt wurden.

Bei LAPTOPs jedoch Akkus vorzuhalten, erscheint vollblöd,
schliesslich haben Laptops eigene Akkus.

> Wie zuverlässig wäre denn die Integralbildung des Stromes?

Mit einem Hallsensor: Komplett unzuverlässig.
Mit einem shunt: durchaus exakt, allerdings geht es bei dir
fast ausschliesslich um die nicht gemessene Selbstentladung,
also letztlich auch zu 100% unzuverlässig.

Autor: Markus Müller (mmvisual)
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>Bei LAPTOPs jedoch Akkus vorzuhalten, erscheint vollblöd,
>schliesslich haben Laptops eigene Akkus.

Ich gehe mal davon aus, dass diese 20 Laptops zusammen arbeiten sollten, 
somit ist noch mindestens ein Switch erforderlich, der auch Strom haben 
will.

Bei 600Ah kann man das ganze schon über mehrere Stunden am Leben halten, 
und die Laptop-Akkus wären dann sicherlich schon längst leer.

Autor: Markus Müller (mmvisual)
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Ich selbst habe auch über 300Ah/24V im Keller stehen, das ganze Haus 
wird mit 24V versorgt (LED's) und das Internet geht auch bei 
Stromausfall (aber nur 2 Tage, dann sind die Akkus der Telekom leer :( )

Eine Kapazitätsmessung wäre auch mein Traum. (Wohl darf ich da noch 
etwas länger träumen...)

Als Stromsensor habe ich den "ACS758ECB-200B" vorgesehen, wird bis in 
wenigen Wochen geliefert.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Markus Müller schrieb:
> Stromausfall (aber nur 2 Tage, dann sind die Akkus der Telekom leer :( )

A Propos Telekom. Die wissen, wie man mit Akkus umgeht: deren 
Notstromversorgungen bestehen meines Wissens aus 2 Bänken, eine ist 
geladen und im Einsatz, die andere wird kontrolliert entladen und dann 
von (fast) Null an neu geladen. U.A. vermeidet das den Memory-Effekt, 
das bezieht sich hauptsächlich auf NiCd. Aber die Methode sichert auch 
einen genauen Überblick über den Akku-Zustand.

Noch was zur Bilanzierung allgemein: es wird ja keineswegs jede mAh beim 
Laden auch in verfügbare Akkuladung umgewandelt. Deshalb auch die 
Standarddefinition von 10 Stunden entladen, aber 14 Stunden laden.

Gruss Reinhard

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