Hallo,
ich hab hier einen 9Ah/12V Akku. An diesem Akku hängt nun eine Last, die
folgenden Strom fließen lässt:
-) für 360 Sekunden fließen 360mA
-) für 3240 Sekunden fließen 220mA
Um die Leistung pro Stunde zu berechnen, gehe ich nun wie folgt vor:
Mit dieser Belastung komme ich dann in etwa auf eine Betriebsdauer von
Stunden.
Lasse ich die Schaltung allerdings laufen, dann läuft diese in etwa nur
die Hälfte (20 Std). Wie kann das sein? Mir ist klar, dass die
berechnete Betriebsdauer niemals mit der realen Betriebsdauer
übereinstimmt, aber das da gleich solche Schwankungen existieren? Hat
jemand von euch eine Idee was da schief laufen könnte? Mache ich
vielleicht irgendwo einen Rechenfehler/Denkfehler?
In der Formel hat sich leider ein kleiner Tippfehler eingeschlichen - es
sollte natürlich 360mA heißen und nicht 350mA (ändert nicht wirklich
etwas am Ergebnis, aber ich wollts nur kurz erwähnen).
Du hast vergessen dass der Akku während der Laufzeit an Spannung
verliert und sich der interne wiederstand ändert.
Je nach Aufbau, Spannungswandler, -stabilisatoren, ... ist deine simple
Berechnung mehr oder weniger daneben.
Entladeschlußspannung ist aber ca. 10V, fließen da die gleichen Ströme
oder mehr (gleiche Leistungsentnahme)?
9Ah sind optimistisch. 7 bis 8 würde ich ansetzen, bei Bleiakkus sogar
nur 60%, also rund 5,5Ah.
Die mittlere Spannung ist auch nicht 12V, sondern geringer, je nach
Entladekurve und Akkutyp.
Bleiakkus sind für C20-Entladung gedacht, also 9Ah / 20 ergibt 450mA
Maximum. Ist hier aber gegeben.
Blackbird
Problem:
1. Akku entläd sich immer selbst Selbstentladung ist je nach Akku Typ
relativ hoch außer bei Li und enerland.
2. wenn du einen 100% geladenen Akku entläd, dann must du immer etwa 20%
der Kapazität im Akku zurück lassen, da die mindestspannung sonst
unterschritten wird.
3. jeder Akku typ reduziert seine mögliche Kapazität mit steigender
Belastung durch erhötem Strom.
9Ah/12V klingt nach Bleigel Akkus.
Bleiakkus mögen es gar nicht wenn sie regelmäßig stark (< 50% ihrer
Kapazität) entladen werden, zumindest nicht öfter.
Prüfe wie viele Zyklen dein Akku aushält wenn er auf 50% (20%) entladen
wird (Datenblatt), wenn du Pech hast ist er nach 20 bis max. 50 mal
hinüber.
Fast vergessen deine Batterie spannung ist nicht Konstand sondern sinkt
bei Blei voin 13,6 auf 10V.
wichtig ist, da du denn akku lange belastet, das du viel früher
abschaltest,
da langfristiges tiefentladen nicht gut ist für Akkus.
Beispiel Lipo
Ladeschlusspannung 4,21V
unter Last sinkt die Spannung schnell auf 3,7V und fällt weiter.
Wenn man schnell entläd (10min), kann man bei 2,9-3,1 V abschalten je
nach Akku. Man darf denn Akku aber nicht in diesem Zustand lassen.
>Hat jemand von euch eine Idee was da schief laufen könnte?
1.Nicht jedes Etikett spricht die Wahrheit. Meine getesteten AA-Akkus
hatten z.B. selten den aufgedruckten Wert erreicht beim Test. Das nennt
man wohl Ah-Erlebnis?
2.Auge ins Datenblatt des Herstellers (Suchmaschine)! Die Kurven werden
Dir zeigen, daß je nach Strom das Ergebnis sehr verschieden sein kann.
3.Je nach Art der Mißhandlung sinkt die Lebensdauer und Kapazität.
Deshalb erst 3 schöne Lade-Entladezyklen machen.
Bertl schrieb:> Lasse ich die Schaltung allerdings laufen, dann läuft diese in etwa nur> die Hälfte (20 Std).
Ein Akku hat eine aufgedruckte Kapazität, die unter bestimmten
Bedingungen gemessen wird (meist Entladestrom C/20, Entladen bis
Entladeschlusspannung).
Hat der neue Akku beim Nachmessen unter diesen Bedingungen weniger
als 80% der aufgedruckten Kapazität, war er defekt.
Erreicht er in seinem Leben nur noch 60% seiner Auslieferungskapazität,
hat er sein Lebensdauerende erreicht.
Entlädst du den Akku mit anderen Strömen, ergibt sich natürlich
auch eine andere Kapazität, und zwar meist eine geringere,
schliesslich optimieren die Hersteller den Akku auf die übliche
Messmethode.
Dein Entladestrom von ca. C/40 liegt aber so nah an den C/20,
daß bei nur ca. 50% der Kapazität von einem defekten Akku auszugehen
ist. Du kannst ja noch mal mit C/20 (bzw. genau dem was im Datenblatt
des Akkus als Nennstrom angegeben ist) nachmessen, um sicher zu sein.
Die bisher ungeklärte Frage: um welchen Akkutyp handelt es sich? Der TE
spielt hier wieder das Scheibchenspiel.
Aber egal, wenn es ein NiCd/NiMH oder ein zyklenfester Bleiakku ist: der
ist defekt und hat das Ende seiner Lebenszeit längst überschritten.
Oder Strom bzw. Zeit wurde falsch gemessen.
Wenn es ein Blei-Säure/Starterakku ist: die sind nicht zyklenfest und
verlieren bei jeder einzelnen Entladung deutlich an Kapazität. Für die
gestellte Aufgabe also völlig ungeeignet.
Erstmal danke für eure Antworten!
Rufus Τ. Firefly schrieb:> Du meinst die durchschnittliche Leistung. Leistung pro Stunde gibt es> nicht.
Ist mir nach dem Abschicken des Korrekturbeitrags ebenfalls aufgefallen,
allerdings hab ich gehofft, dass das vielleicht keinem auffällt...;-)
Blackbird schrieb:> 9Ah sind optimistisch. 7 bis 8 würde ich ansetzen, bei Bleiakkus sogar> nur 60%, also rund 5,5Ah.
Sind das Erfahrungswerte von dir, oder gibts da vielleicht auch
Literatur dazu?
mahwe schrieb:> wenn du einen 100% geladenen Akku entläd, dann must du immer etwa 20%> der Kapazität im Akku zurück lassen, da die mindestspannung sonst> unterschritten wird.
Mit anderen Worten: Ich darf nicht unter die Entladeschlussspannung
kommen, oder? Um das sicherzustellen, verwende ich einen Entladeregler,
der bei Erreichen einer kritischen Spannung die Last von der Batterie
trennt.
Micha H. schrieb:> Die bisher ungeklärte Frage: um welchen Akkutyp handelt es sich?
Es handelt sich dabei um diesen Bleiakku (Datenblatt siehe Anhang).
mahwe schrieb:> Akku entläd sich immer selbst Selbstentladung ist je nach Akku Typ> relativ hoch außer bei Li und enerland.
An Selbstenladung hatte ich auch gedacht, doch laut Datenblatt sollte
der Akku bei Raumtemperatur nach 3 Monaten Lagerung noch ca. 91%
besitzen. Ich würde mal sagen, dass kann ich hier vernachlässen, oder?
MaWin schrieb:> Du kannst ja noch mal mit C/20 (bzw. genau dem was im Datenblatt> des Akkus als Nennstrom angegeben ist) nachmessen, um sicher zu sein.
Das klingt gut! Allerdings stellt sich mir hier die Frage, wie ich das
mit dem konstanten Entladestrom am einfachsten hinbekomme? Mein
Ladegerät hat leider keine Entladefunktion...
Bertl schrieb:> Es handelt sich dabei um diesen Bleiakku (Datenblatt siehe Anhang).
Der sollte Zyklenfest sein. Andererseits muß man bei Chinaware oft das
schlimmste erwarten, d.h. er könnte trotz der Angaben weniger Kapazität
haben als aufgedruckt ist. Mancher Chinese hat da keinerlei Hemmungen,
musste ich schon oft feststellen.
Micha H. schrieb:> Andererseits muß man bei Chinaware oft das> schlimmste erwarten, d.h. er könnte trotz der Angaben weniger Kapazität> haben als aufgedruckt ist.
Das wäre natürlich auch eine Möglichkeit!
Im Moment bin ich gerade am Recherchieren wie ich den Akku möglichst
einfach mit einem Entladestrom von C/20 entladen kann. Ich hab was von
einer Konstantstromsenke gelesen...aber das scheint mir doch relativ
viel Aufwand. Ein Lastwiderstand wäre vermutlich die einfachste Lösung,
aber sowas hab ich irgendwie nicht rumliegen...
Hat jemand von euch ne Idee was man da vielleicht zweckentfremden
könnte, um einen Entladestrom möglichst nahe an C/20 zu erreichen?
Bertl schrieb:> Blackbird schrieb:>> 9Ah sind optimistisch. 7 bis 8 würde ich ansetzen, bei Bleiakkus sogar>> nur 60%, also rund 5,5Ah.>> Sind das Erfahrungswerte von dir, oder gibts da vielleicht auch> Literatur dazu?
Nein, das ist einfach nur Unsinn. Wenn du den Akku als "12V/9Ah" gekauft
hast, dann müssen auch 9Ah drin sein. Sonst ist es schlicht Betrug. In
einer Literpackung Milch ist ja auch ein Liter und nicht nur 600ml. Von
wegen Erfahrungswert ...
> Mit anderen Worten: Ich darf nicht unter die Entladeschlussspannung> kommen, oder? Um das sicherzustellen, verwende ich einen Entladeregler,> der bei Erreichen einer kritischen Spannung die Last von der Batterie> trennt.
Na bestens. Hauptsache der funktioniert auch richtig. Denn wenn der zu
früh abschalten sollte, dann holst du natürlich nicht die volle
Kapazität aus dem Akku. Bei einem Bleiakku liegt die Entladeschluß-
spannung bei ca. 1.6V pro Zelle. Bei deinem 12V Akku also bei 9.6V.
(NB: natürlich geht eine solche Entladung bis zur Schmerzgrenze auf die
Lebensdauer. Aber auch hier sollte das Datenblatt Zahlen hergeben,
wieviele solche Zyklen der Akku aushält. Wenn man den Akku schonen will,
setzt man die Entladeschlußspannung halt höher an. Ansonsten gilt: ein
Akku ist ein Akku. Ladung bis voll und Entladung bis leer muß der
abkönnen. Sonst ist es keiner)
> An Selbstenladung hatte ich auch gedacht, doch laut Datenblatt sollte> der Akku bei Raumtemperatur nach 3 Monaten Lagerung noch ca. 91%> besitzen. Ich würde mal sagen, dass kann ich hier vernachlässen, oder?
Definitiv. Selbstentladung spielt bei Vorgängen im Zeitbereich von
mehreren Wochen eine Rolle. Wenn es um 20h vs. 39h geht, ist
Selbstentladung kein Thema. Es sei denn natürlich, der Akku ist hin.
Erhöhte Selbstentladung ist ein durchaus häufiges Fehlerbild bei
Bleiakkus.
> Im Moment bin ich gerade am Recherchieren wie ich den Akku möglichst> einfach mit einem Entladestrom von C/20 entladen kann.
Das mußt du nicht so kritisch sehen. Einfach einen Widerstand, der bei
Nennspannung einen Strom von C/20h zieht. Also bei dir 450mA bzw. 27
Ohm. Wenn der Akku damit 20 Stunden aushält, ist er ok. Bis 16 Stunden
(80% Nennkapazität) könnte man ein Auge zudrücken. Alles darunter ist
"bei Lieferung defekt" und sollte in deinem Interesse und dem aller
zukünftigen Kunden zurück gehen. Weil sonst verschwindet dieser Schund
ja nie vom Markt.
XL
Bertl schrieb:> Hat jemand von euch ne Idee was man da vielleicht zweckentfremden> könnte, um einen Entladestrom möglichst nahe an C/20 zu erreichen?
Nimm eine Glühlampe, 12V 5W passt hier z.B. gut. Dann einmal den Strom
am Entladebeginn und einmal am Entladeende messen und zum Rechnen den
Mittelwert nehmen, das ist für diesen Zweck genau genug. Es geht ja
nicht um eine Präzisionsmessung.
Axel Schwenke schrieb:> Nein, das ist einfach nur Unsinn. Wenn du den Akku als "12V/9Ah" gekauft> hast, dann müssen auch 9Ah drin sein. Sonst ist es schlicht Betrug. In> einer Literpackung Milch ist ja auch ein Liter und nicht nur 600ml. Von> wegen Erfahrungswert ...
Okay, das klingt einleuchtend. Ich gehe jetzt einfach mal davon aus,
dass die Angabe auf dem Akku stimmt.
Micha H. schrieb:> Nimm eine Glühlampe, 12V 5W passt hier z.B. gut. Dann einmal den Strom> am Entladebeginn und einmal am Entladeende messen und zum Rechnen den> Mittelwert nehmen, das ist für diesen Zweck genau genug. Es geht ja> nicht um eine Präzisionsmessung.
Der Tipp mit der Glühlampe klingt gut, die hab ich nämlich, im Gegensatz
zum Widerstand hier liegen.
Axel Schwenke schrieb:> Na bestens. Hauptsache der funktioniert auch richtig. Denn wenn der zu> früh abschalten sollte, dann holst du natürlich nicht die volle> Kapazität aus dem Akku.
Ich glaub da könntest du einen wunden Punkt getroffen haben. Wenn ich
die Spannung am Akku, unmittelbar nach dem Abschalten durch den
Ladregler, messe, dann messe ich dort 11,2V. Gehe ich richtig in der
Annahme, dass der Ladregler in diesem Fall zu früh abschaltet und ich
deshalb nicht die volle Kapazität aus dem Akku bekomme?
Bertl schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>> Na bestens. Hauptsache der funktioniert auch richtig. Denn wenn der zu>> früh abschalten sollte, dann holst du natürlich nicht die volle>> Kapazität aus dem Akku.>> Ich glaub da könntest du einen wunden Punkt getroffen haben. Wenn ich> die Spannung am Akku, unmittelbar nach dem Abschalten durch den> Ladregler, messe, dann messe ich dort 11,2V. Gehe ich richtig in der> Annahme, dass der Ladregler in diesem Fall zu früh abschaltet und ich> deshalb nicht die volle Kapazität aus dem Akku bekomme?
Kann sein. Allerdings mußt du die Spannung unter Last messen. Wenn die
Last vom Akku getrennt ist, geht die Klemmenspannung sofort wieder etwas
hoch (der Spannungsabfall Innenwiderstand * Laststrom fällt ja weg). Und
manchmal erholt sich der Akku auch noch - die Klemmenspannung geht dann
in den nächsten Minuten bis Stunden noch weiter hoch.
Im verlinkten Datenblatt (wörtlich: es ist nur ein Blatt) entladen die
den Akku mit I_20 bis auf 10.5V. Das würde ich dann übernehmen. Kannst
du die Abschaltspannung vielleicht irgendwo einstellen?
In der Tabelle ganz unten sieht man aber auch, daß zwischen 11.1V und
10.5V bzw. 10.5 und 9.6V jeweils nur 0.1W über 20h = 2Wh liegen. Bezogen
auf die nominale Energiemenge im Akku von 12V*9Ah = 108Wh sind das also
weniger als 4% der Akkukapazität, die man mehr rausholt wenn man den
Akku tiefer als bis 11.1V entlädt. Die 11.2V Abschaltspannung sind also
gar nicht mal so schlecht. Auf jeden Fall erklären sie nicht, warum du
nur gut 50% der Nennkapazität entnehmen kannst.
XL
Bertl schrieb:> Wenn ich> die Spannung am Akku, unmittelbar nach dem Abschalten durch den> Ladregler, messe, dann messe ich dort 11,2V.
Wenn Du jetzt wirklich den Laderegler meinst, ist das natürlich zu
wenig. Meinst Du allerdings den Endladeregler, dann kann das passen
(dazu hat Axel ja schon was geschrieben).
Gruß Dietrich
Wenn der Akku brandneu ist und entladen geliefert wurde, dann müssen die
Platten erst (wieder) "aktiviert" werden.
Bitte vor einer finalen Bewertung den Akku erst 5 bis 10 mal mit dem
maximal zulässigen Strom (hier 3,6A) auf- und mit C20 entladen.
Um den Ladezustand bzw. die "Aktivierung" zu messen kannst du den
Innenwiederstand bestimmen und mit dem Datenblatt vergleichen.
Einem vollen Blei-Akku mit 10AH soll man IMHO maximal 6AH entnehmen.
Wenn man die gesamte Kapazität ausnutzt, geht die Batterie kaputt. Das
klappt nur einmal.
Bei NiCd und NiMh Akkus sind die Angaben anders zu verstehen. Wenn da
10AH drauf steht, kann man auch 10AH heraus holen, ohne den Akkun zu
zerstören.
Das ist nicht ganz richtig
Das kommt definiv auf den Akku an.
Bei jeder entladung werden kleine Bleiparikel mit abgelöst. Je tiefer
die Entladung ist, umso mehr Partikel werden abgelöst.
Bei Akkus mit flüssiger Säure sinken diese nach unten und bilden einen
Bleisumpf. Wenn dieser den unteren Rand der Plattten erreicht, steigt
die Selbstentladung um 10er-Potenzen an. Der Akku "ist müde"
Bei Bleigel-Akkus verbleiben die Partikel im Gel. Irgendwann aber ist
dann doch eine leitende Brücke bis zu anderen Platte geschlagen. Der
Akku bzw. die Zelle hat dann einen Kurzschluß.
Daraus erkennt man, dass eine Autobatterie deutlich länger nutzbar ist,
wenn der Wagen jeden Tag gefahren wird und eine Bleigel-Batterie von
jetz auf gleich unbrauchbar wird. Bei besonders kostenoptimierten
Autobatterien ist das Bleigitter aus so dünnen strukturen
zusammengesetzt, dass es zusammenbricht noch bevor der Sumpf die Platte
erreicht. Diese Batterie stirbt dann sofortig mit einem
Zellenkurzschluß.
Typischerweise ist das Produkt aus Zyklenanzahl und Entladetiefe
konstant.
z.B. 250 Zyklen bei 100% und 500 Zyklen bei 50%
Das bestätigt das stark vereinfachte "Alterungsmodell" das ich oben
beschrieben haben.
Martin B. aus E. schrieb:> Wenn der Akku brandneu ist und entladen geliefert wurde,
Akkus werden immer vollgeladen geliefert, alleine die Selbstentladung
kann da einen Strich durch die Rechnung machen. Selbst unbefüllte
Blei-Säureakkus sind "trocken vorgeladen".
> dann müssen die> Platten erst (wieder) "aktiviert" werden.> Bitte vor einer finalen Bewertung den Akku erst 5 bis 10 mal mit dem> maximal zulässigen Strom (hier 3,6A) auf- und mit C20 entladen.
So kriegst Du einen Blei-Säureakku zuverlässig kaputt.
Diese Methode ist ausschliesslich bei Akkus mit Nickeltechnologie
sinnvoll.
Gruß,
Paul
Stefanus schrieb:> Einem vollen Blei-Akku mit 10AH soll man IMHO maximal 6AH entnehmen.> Wenn man die gesamte Kapazität ausnutzt, geht die Batterie kaputt.
Das ist 1. Bullsh*t und hat 2. nichts mit der Frage des TE zu tun.
zu 1. Ein (zyklenfester) Blei-Akku hat eine Entladeschlußspannung und
eine vom Hersteller garantierte Kapazität und Lebensdauer (in Zyklen).
Die hat er zu erfüllen. Punkt.
Daß man die Lebensdauer darüber hinaus erhöhen kann, indem man pro
Zyklus weniger Energie bewegt, ist unbestritten. Am Ende ist das eine
rein ökonomische Frage, ob man besser fährt wenn man einen größeren Akku
kauft, dessen Kapazität nicht voll ausnutzt und dann darauf hofft(!) daß
er länger lebt. Allerdings braucht der größere Akku auch mehr Platz und
wiegt mehr. Besonders tragfähig ist dieses Konzept also nicht.
zu 2. Der TE hat einen niegelnagelneuen Akku nach seiner Anforderung
(Kapazität) ausgesucht. Und jetzt festgestellt daß der Akku die
Spezifikation nicht erfüllt. Wir können jetzt gerne noch darüber
diskutieren ob die Meßbedingungen stimmen. Aber Verweise auf "man soll
ja eh bloß 60% der Nennkapazität entnehmen" sind blanker Hohn. Denn wenn
die wirkliche Kapazität schon bloß 60% des Nennwerts sind, dann schont
man den Akku ganz und gar nicht, wenn man die dann auch tatsächlich
entnimmt.
XL
Bertl schrieb:> die Spannung am Akku, unmittelbar nach dem Abschalten durch den> Ladregler, messe, dann messe ich dort 11,2V. Gehe ich richtig in der> Annahme, dass der Ladregler in diesem Fall zu früh abschaltet und ich> deshalb nicht die volle Kapazität aus dem Akku bekomme?
Ne, der ist definitiv alle mit der Leerlaufspannung. Die
Entladeschlußspannung, z.B. f. C/20 gilt an Last.
Teste mal Kapazität mit Birne und Analoguhr dran, z.B. Reisewecker
(geniale Idee) oder tausch um.
Arrg da fällt mir ein, war der Akku überhaupt sicher vollgeladen? Das
ist wohl eher das Problem. Aber selbst bei einer (selten zu findenden)
funktionierenden Ladetechnik braucht ein neuer Akku erstmal etwas
"Aktivierung", bevor er die Nenn-Werte erreicht.
Dietrich L. schrieb:> Wenn Du jetzt wirklich den Laderegler meinst, ist das natürlich zu> wenig. Meinst Du allerdings den Endladeregler, dann kann das passen
Uups, da war ich wohl etwas schlampig mit der Bezeichnung. Es handelt
sich dabei um einen Lade-/Entladeregler. Ich für meinen Teil nutze
allerdings nur den Entladeregler, da ich den Akku mit einem externen
Ladegerät auflade.
Axel Schwenke schrieb:> Kannst> du die Abschaltspannung vielleicht irgendwo einstellen?
Die Abschaltspannung lässt sich an dem Teil leider nirgends einstellen.
Axel Schwenke schrieb:> In der Tabelle ganz unten sieht man aber auch, daß zwischen 11.1V und> 10.5V bzw. 10.5 und 9.6V jeweils nur 0.1W über 20h = 2Wh liegen. Bezogen> auf die nominale Energiemenge im Akku von 12V*9Ah = 108Wh sind das also> weniger als 4% der Akkukapazität, die man mehr rausholt wenn man den> Akku tiefer als bis 11.1V entlädt.
Danke, die Tabelle hatte ich ganz übersehen! Okay, dann ist das
eigentlich auch mal hinfällig. 4% machen ja nun wirklich nicht die Welt
aus...
Axel Schwenke schrieb:> Wir können jetzt gerne noch darüber> diskutieren ob die Meßbedingungen stimmen.
Kannst du das vielleicht etwas näher erläutern? Den Strom hab ich
übrigens mittels Multimeter gemessen, dass ich zwischen Batterie und
Last geklemmt habe. Mir ist klar, dass ein Multimeter immer einen
Mittelwert bildet und ich so eventuelle Strompeaks nicht erfasse, doch
das sollte in dem Fall ja nebensächlich sein, oder?
batman schrieb:> Arrg da fällt mir ein, war der Akku überhaupt sicher vollgeladen? Das> ist wohl eher das Problem. Aber selbst bei einer (selten zu findenden)> funktionierenden Ladetechnik braucht ein neuer Akku erstmal etwas> "Aktivierung", bevor er die Nenn-Werte erreicht.
Der Akku wurde mit einem Ladegerät vollgeladen und zu Testzwecken auch
schon ein paar mal vollständig ge- und entladen.
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