Ich beschäftige mich gerade mit Kapazitäten von NiMH Akkus. Ich möchte die Kapazität mittels Entladewiderstand ermitteln. Wenn ich eine 1.2V Akku über einen 3Ohm Widerstand entlade habe ich bei Belastung anfangs 1,2 Volt bis ich bei 1 Volt abschalte(bitte keine Komentare wie die Lade- und Entladeschlusspannung ist das ist gerade nicht relevant). Aber dadurch das die Spannung ja sinkt im Laufe des Entladezyklus ändert sich doch auch der Strom. I ist ja U/R und da R konstant ist und U kleiner wird wird auch I kleiner. So habe ich anfangs 0,4A und am Ende nur noch 0,333A Stromfluss. Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist?
Tim G. schrieb: > Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? Messen. https://hs-technik.com/produkte/ladegeraete/akku-kapazitaetsmessgeraet-kms-2012/ ok, es gibt weniger universelle billigere.
Das beantwortet leider in keinster Weise meine Frage. Ich habe nicht nach einem Gerät gefragt.
Tim G. schrieb: > So habe ich anfangs 0,4A und am Ende nur noch 0,333A Stromfluss. > Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? Spannungsverlauf aufzeichnen, Ohmsche Gesetz anwenden und die Ergebnisse passend aufsummieren.
Hallo! In der Literatur und bei den Herstellern sind übliche Entladekurven dargestellt. Daraus kannst Du bei Annahme eines linearen Verlaufes Korrektur-faktoren ableiten. Genauere Werte liefert nur ein Messgerät, das den zeitlichen Verlauf genau ermittelt (Strom und Spannung). Bei NiMH passt aber linear fast perfekt mit Widerstand und etwas unter 1,2 V
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Georg M. schrieb: > linear Und genau solche Klugscheisser liebe ich ! Keine brauchbare Antwort finden aber dann sowas posten. Leider durchzieht dieses Forum wie ein Spinnennetz solche Typen. Ich weiß gar nicht warum ich hier immer wieder was poste. kommt eh nie was wirklich anwendbares. Enweder dumme Sprüche oder moral oder kurz angebundene Antworten wo man dann noch 5 mal nachbohren muss. Danke für(fast) nichts.
Die Kurve ist leider nicht linear, sondern üblicherweise bleibt die Spannung über einen weiten Bereich ziemlich konstant und fällt dann zum Ende hin sehr schnell ab. Mit einer linearen Kurve "misst" man den Akku wahrscheinlich ein paar Prozent zu schlecht. Was ich machen würde (ohne Spielzeug wie eine elektronische Last): Mal schauen ob man 'ne Konstantstromquelle bauen kann, die 0,2A bei nur 1V schafft. Ginge vielleicht mit alten Germaniumtransistoren. Alternativ mit einer externen Hilfsspannung, um den Leistungstransistor aufzusteuern. Keine Ahnung, sowas habe ich nie gebraucht. Aber mit sowas könnte man die Kapazität einfach über die Zeit berechnen.
Tim G. schrieb: > Ich weiß gar nicht warum ich hier immer wieder was poste. kommt > eh nie was wirklich anwendbares. Wird dann wohl an dir liegen.
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Konstantstrom
Tim G. schrieb: > So habe ich anfangs 0,4A und am Ende nur noch 0,333A Stromfluss. > Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? Regelmäßig draufgucken und summieren. Technischer: du berechnest nicht mehr die rechteckige Strom-Zeit-Fläche, indem du den (konstanten) Strom mit der Zeit multiplizierst, sondern summiert kleine Strom-Zeit Scheibchen auf. Je kürzer du die Meßintervalle machst, desto näher bist du am Integral, das mathematisch die exakte Lösung liefert. Wenn es genug Intervalle im Laufe der Messung sind, dann spielt es keine Rolle ob du mit dem Strom zum Anfang des Intervalls oder mit dem Strom zum Ende des Intervalls oder mit dem Mittelwert des Stromes rechnest. Der Fehler geht dann im Rauschen unter. Schöner Nebeneffekt: da du ja wohl die Spannung mißt und den Strom daraus berechnest, kannst du nicht nur die gespeicherte Ladungsmenge (das ist es nämlich, keine Kapazität) sondern auch die gespeicherte Energie messen. In den heutigen Zeiten, wo man Schaltregler einsetzt, ist das der interessantere Wert. PS: im Beitrag "Projekt Li-Ion Akkutester" habe ich das für Li-Ionen Akkus mal vorgemacht.
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Hallo Tim, wie Axel bereit schrieb: in regeläßigen Abständen Strom und Spannung ablesen. Dann jeweils für zwei aufeinander folgende Messungen die Leistung, also U * I berechnen. Du hast dann zwei Werte, einen (P1) für z.B. Zeitpunkt t1 = 1000s und einen weiteren (P2) zum Zeitpunkt t2 = 1100s. Dann beechnest Du die Fläche, die P1 und P2 auf der Zeitachse zwischen t1 und t2 aufspannen. (wnn delta t genügend klein ist, kannst Du die Strecke zwischen t1 und T2 als Gerade annehmen). Diesen Wert addierst du dann zu deiner bisherigen Summe. Das ergibt die neue Summe. So addierst Du alle Flächen vom Start der Messungen an auf, bis der Akku entladen ist. Die Summe der Flächenstücke ist dann die entnommene Energie In Wh. Misst Du nur den Strom, und bildest die Fläche, die der Strom mit der Zeitachse aufspannt, erhältst Du die Kapazität in mAh. Ich hoffe, ich habe jetzt nix falsches erklärt. Habe solche Messunge noch nie durchgeführt und bin kein Akku-Experte. War jetzt so aus dem Bauch raus beschrieben. Heute ist Sonntag und mein Gehirn läuft im Wochenend-Modus ;-) ciao Marci
Tim G. schrieb: > wenn I nicht liniar ist? ist I eine nichtlinEare Größe und mathematisch nicht durch U/R darstellbar. Bei Akkus hilft ein einfacher Ermittlungsansatz nicht. Stichworte: Akkuchemie, Selbstentladung, Temperatur, Alter, dynamische Aufladekurve Wer sich linEar aufhängt kommt mit linIarem U/R nicht sehr weit.
Marci W. schrieb: > in regeläßigen Abständen Strom und Spannung ablesen. Wenn der Widerstandswert feststeht, also genau gemessen oder z.B. 1% Toleranz reicht die regelmässig Aufzeichnung der Spannung. Excel o.ä. macht es einem sehr leicht, insb. wenn man mittels jetzt-Funktion die jeweilige Zeit der Eingabe generieren lässt und ebenso die Spalten/Felder für adhoc-Strom und Leistung füllt, ebenso für die jeweilige letzte Messperiode gemittelte Kapazität in Ah und Wh. Leitungs- und Übergangswiderstände des Messaufbaus können das Ergebnis verfälschen, sind also möglichst zu vermeiden, ansonsten zu berücksichtigen.
Ralf X. schrieb: > Leitungs- und Übergangswiderstände des Messaufbaus können das Ergebnis > verfälschen, sind also möglichst zu vermeiden, ansonsten zu > berücksichtigen. Beratungsresistenz aka Beratungswiderstand nicht vergessen. Nur die Ermittlung durch empirische Messung zählt wirklich. Der Rest ist ein Mythos. Da helfen auch 0,1% Messwiderstände nichts ;)
Volker schrieb: > Ralf X. schrieb: >> Leitungs- und Übergangswiderstände des Messaufbaus können das Ergebnis >> verfälschen, sind also möglichst zu vermeiden, ansonsten zu >> berücksichtigen. > > Beratungsresistenz aka Beratungswiderstand nicht vergessen. > > Nur die Ermittlung durch empirische Messung zählt wirklich. > > Der Rest ist ein Mythos. Da helfen auch 0,1% Messwiderstände nichts ;) Geh zurück zu den zirpenden Vögeln.
Volker schrieb: > Ralf X. schrieb: >> Leitungs- und Übergangswiderstände des Messaufbaus >> können das Ergebnis verfälschen, sind also möglichst >> zu vermeiden, ansonsten zu berücksichtigen. > > Beratungsresistenz aka Beratungswiderstand nicht vergessen. > > Nur die Ermittlung durch empirische Messung zählt wirklich. > > Der Rest ist ein Mythos. Da helfen auch 0,1% Messwiderstände > nichts ;) Ohh. Das verspricht interessant zu werden; hier kann ich noch etwas lernen. Bitte erkläre mir kurz, wie bei * bekanntem Entladewiderstand, * vernachlässigbaren Übergangswiderständen und * bekannter Spannung über dem Entladewiderstand der Entladestrom dennoch unbekannt sein kann. Vorausgesetzt wird natürlich ein unverzweigter Stromkreis und ein vernachlässigbar kleiner Tk des Widerstandes. Ich bin gespannt. Vielen Dank im Voraus.
Hallo Tim G., Ralf X hatte Dir das komplette Rezept gegeben: Ralf X. schrieb: > Tim G. schrieb: >> So habe ich anfangs 0,4A und am Ende nur noch 0,333A Stromfluss. >> Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? > > Spannungsverlauf aufzeichnen, Ohmsche Gesetz anwenden und die Ergebnisse > passend aufsummieren. Tim G. schrieb: > Und genau solche Klugscheisser liebe ich ! Ich bin übrigens auch so ein "Klugscheißer". Wenn Du beispielsweise einen AAA-Telefonakku mit neu vielleicht 600 mAh Kapazität mit Hilfe eines 30-Ohm-Widerstands messen willst, ist die Verwendung eines Multimeters sinnvoll, dass die gemessenen Spannungswerte z.B. über eine USB-Schnittstelle regelmäßig an einen Computer schickt. Bei einer anfänglichen Akkuspannung von 1,35 Volt startet die Entladung dann mit einem Strom von 45 mA und selbst wenn dieser nicht aufgrund der fallenden Akkuspannung auch kleiner würde, so brauchst Du über 13 Stunden für die Messung. Wenn Du alles manuell machst, liest Du das Multimeter z.B. alle 15 Minuten ab und trägst den Wert in eine Tabellenkalkulation ein. Wenn Dein Akku also nach der Aufladung eine Leerlaufspannung von 1,35 Volt und nach 15 Minuten nur noch 1,31 Volt, dann interpolierst Du: Im Durchschnitt betrug dann die Spannung 1,33 Volt. Bei 30 Ohm Last betrug der Strom dann etwa 44,3 mA. 15 Minuten Entladezeit entsprechen 0,25 h. Du hast also in einer Viertelstunde eine Ladung von 44,3 mA * 0,25 h = ~11,08 mAh entnommen. Nach einer weiteren Viertelstunde beträgt die Spannung 1,29 Volt. Im Schnitt betrug die Spannung also 1,30 Volt (Mittelwert aus 1,31 Volt zu Beginn der Viertelstunde und 1,29 Volt am Ende der zweiten Viertelstunde), macht eine weitere Entladung um 43 mA * 0,25h = ~10,8 mAh. Jetzt hast Du schon 11,08 mAh + 10,8 mAh = 21,88 Ah entnommen. Du stoppst das Verfahren, wenn die Akkuspannung unter 1 Volt fällt. Schöner ist es, wenn Du Dir eine Stromsenke baust, die versucht, einen bestimmten Ladestrom aufrecht zu erhalten: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pstst1.htm Die Senke braucht zum Betrieb eine externe 12V-Versorgung. Jetzt, wo der Strom immer konstant bleibt, musst Du nur den Zeitpunkt bestimmen, wenn der Akku unter 1 Volt und rechnest dann (Entladestrom in mA) * (Gesamtzeit in Stunden) und erhältst die Kapazität in mAh. Man kann die Schaltung um einen Spannungswächter erweitern, der die Senke abschaltet, wenn die 1 Volt unterschritten werden oder auch einen Summer tönen lassen. Wenn Du das ganze automatisierst kannst Du auch im Sekundenabstand messen und hast dann hoffentlich ein genaueres Ergebnis vorliegen. Ich hoffe, das war jetzt für Dich anschaulich genug. Wenn Du im µc-Pfuhl nach Perlen tauchst, brauchst Du ein dickes Fell. Verprell' es Dir trotzdem nicht mit den Foristen hier!
Peter M. schrieb: > Wenn Du beispielsweise einen AAA-Telefonakku mit neu vielleicht 600 mAh > Kapazität mit Hilfe eines 30-Ohm-Widerstands messen willst, ist die > Verwendung eines Multimeters sinnvoll, dass die gemessenen > Spannungswerte z.B. über eine USB-Schnittstelle regelmäßig an einen > Computer schickt. Habe das mal mit einem K8055 https://www.velleman.eu/products/view/usb-experiment-interface-board-k8055/?id=351346&lang=de gemacht. Vierfach. Mit 4R7 Widerständen, aufs Centiohm genau ausgemessen. Dann glaub jede Sekunde aufsummiert bis zur Entladeschlussspannung. Profan-Quellcode ist im Anhang. HW ist noch irgendwo, wird nicht mehr gebraucht, falls Interesse... Gruss Chregu
Axel S. schrieb: > [...] kannst du nicht nur die gespeicherte Ladungsmenge > (das ist es nämlich, keine Kapazität) [...] Hmm. Offen gestanden habe ich bei der Formulierung "GESPEICHERTE Ladungsmenge" Bauchschmerzen. Der Akku ist zu jedem Zeitpunkt nach außen hin elektrisch neutral; die Nettoladung ist Null. Die Vorstellung, man würde beim Laden "Ladung zuführen" und beim Entladen "Ladung entnehmen", die stimmt nicht. Man entnimmt ENERGIE -- die Ladung fließt im Kreis. Die Energie steckt im Feld bzw. in den (unterschiedlichen) chemischen Bindungen der Stoffe im Akku. Richtig bleibt allerdings, dass man beim Aufintegrieren des Entladestromes die durch die Last geflossene Ladungs- menge bestimmt. Das nur als Anmerkung.
Peter M. schrieb: > Wenn Du das ganze automatisierst kannst Du auch im > Sekundenabstand messen und hast dann hoffentlich > ein genaueres Ergebnis vorliegen. "Ergebnis mit höherer Auflösung" -- auf jeden Fall, ja. Aber "genauer"? -- Ich weiss nicht.
Tim G. schrieb: > Ich beschäftige mich gerade mit Kapazitäten von NiMH Akkus. > Ich möchte die Kapazität mittels Entladewiderstand ermitteln. > Wenn ich eine 1.2V Akku über einen 3Ohm Widerstand entlade > habe ich bei Belastung anfangs 1,2 Volt bis ich bei 1 Volt > abschalte(bitte keine Komentare wie die Lade- und Entladeschlusspannung > ist das ist gerade nicht relevant). > Aber dadurch das die Spannung ja sinkt im Laufe des Entladezyklus ändert > sich doch auch der Strom. I ist ja U/R und da R konstant ist und U > kleiner wird wird auch I kleiner. > So habe ich anfangs 0,4A und am Ende nur noch 0,333A Stromfluss. > Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? Da solche Kapazitätsmessungen sowieso nicht allzugenau sind, reicht es, von einer mittleren Entladespannung von 1,15V auszugehen. Um die Entladezeit zu messen, nimmt man einfach eine Digitalzeigeruhr. Wenn die Uhr vorher auf 12 Uhr einstellt, zeigt sie die Entladezeit an, wenn sie stehen bleibt. Um eine Tiefentladung zu vermeiden, sollte man ab und zu nachgucken, ob die Uhr schon stehengeblieben ist.
Hallo Hippelhaxe, Hippelhaxe schrieb: > Bitte erkläre mir kurz, wie bei > * bekanntem Entladewiderstand, > * vernachlässigbaren Übergangswiderständen und > * bekannter Spannung über dem Entladewiderstand > der Entladestrom dennoch unbekannt sein kann. der Entladestrom ergibt sich in Wirklichkeit aus einer Reihenschaltung des Innenwiderstands des Akkus und des Lastwiderstands. Beispiel: Leerlaufspannung: 1,35 V Innenwiderstand: 10 Ohm Lastwiderstand: 30 Ohm Gesamtwiderstand: 40 Ohm realer Stromfluß: 1,35 V / 40 Ohm = ~34 mA errechneter Stromfluß: 1,35 V / 30 Ohm = 45 mA Eine Stromsenke reduziert ihren Innenwiderstand soweit, dass der eingestellte Strom erreicht wird. Aufgrund des Innenwiderstands von 10 Ohm kann sie dem Akku keinen Strom größer als 1,35 Volt / 10 Ohm = 135 mA entnehmen. Nicht berücksichtigt ist der Messwiderstand im Kreis, der den Maximalstrom weiter begrenzt.
Peter M. schrieb: > Innenwiderstand: 10 Ohm Einen solchen Akku sollte man gar nicht erst vermessen, sondern gleich entsorgen.
Hallo Hippelhaxe, Hippelhaxe schrieb: > "Ergebnis mit höherer Auflösung" -- auf jeden Fall, ja. > Aber "genauer"? -- Ich weiss nicht. ich auch nicht! Aber wenn Du einen quasi hochfrequent abgetasteten Entladevorgang geloggt hast, kannst du ihn ja mit 2^i Intervallen abtasten mit i Element von {0,1,2, ...} und beobachten, wie sich die errechnete Ladungsmenge verändert.
Hallo Harald W., Harald W. schrieb: > Peter M. schrieb: > >> Innenwiderstand: 10 Ohm > > Einen solchen Akku sollte man gar nicht erst vermessen, > sondern gleich entsorgen. Auch bei 4 Ohm? Das ist eine sehr pauschale Aussage von Dir, die Du noch mit einer Akkubauform kombinieren solltest! https://www.reichelt.de/magazin/projekte/ist-meine-batterie-noch-in-ordnung/
Peter M. schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >> Bitte erkläre mir kurz, wie bei >> * bekanntem Entladewiderstand, >> * vernachlässigbaren Übergangswiderständen und >> * bekannter Spannung über dem Entladewiderstand >> der Entladestrom dennoch unbekannt sein kann. > > der Entladestrom ergibt sich in Wirklichkeit aus einer > Reihenschaltung des Innenwiderstands des Akkus und des > Lastwiderstands. Ja -- DAS stimmt natürlich. Aus [gemessener] Leerlaufspannung und Entladewiderstand folgt nur eine obere Grenze für den Entladestrom -- nicht der exakte Wert. Volker hatte aber die abenteuerliche Behauptung aufgestellt, man müsse -- trotz bekanntem Entladewiderstand -- STETS Strom UND Spannung beim Entladen messen, weil das ohmsche Gesetz für Akkus nicht gelte. Obwohl die Begründung richtig ist, ist die Behauptung trotzdem Quatsch -- weil das ohmsche Gesetzt ja für den ENTLADEWIDERSTAND gilt!
Peter M. schrieb: > Das ist eine sehr pauschale Aussage von Dir, die Du noch mit einer > Akkubauform kombinieren solltest! Ich war jetzt von AA- oder AAA-Akkus ausgegangen.
Harald W. schrieb: > Peter M. schrieb: > >> Innenwiderstand: 10 Ohm > > Einen solchen Akku sollte man gar nicht erst vermessen, > sondern gleich entsorgen. Herrgott... Dass der Innenwiderstand 10 Ohm beträgt, weiss man in der Praxis ja erst, NACHDEM man den Akku vermessen hat...
Peter M. schrieb: > Aber wenn Du einen quasi hochfrequent abgetasteten > Entladevorgang geloggt hast, kannst du ihn ja mit > 2^i Intervallen abtasten mit i Element von > {0,1,2, ...} und beobachten, wie sich die errechnete > Ladungsmenge verändert. Stimmt... fiel mir nach dem Absenden auch ein. Wenn jemand eine hochauflösend gemessene Messreihe bereitstellen würde, könnte man einfach ausprobieren, wieviel die zeitliche Vergröberung ausmacht. Notfalls kann man's auch komplett numerisch simulieren, aber da braucht man irgendwie eine Modellfunktion für den Verlauf der Akku-Spannung, damit es halbwegs realistisch wird.
Hippelhaxe schrieb: > Bitte erkläre mir kurz, wie bei > * bekanntem Entladewiderstand, > * vernachlässigbaren Übergangswiderständen und > * bekannter Spannung über dem Entladewiderstand > der Entladestrom dennoch unbekannt sein kann. Ist er natürlich nicht. So wird man sicher auch in kommerziellen Geräten vorgehen. Ich jedenfalls würde das so realisieren. Wozu nen extra "Shunt", wenn man schon einen hat? ciao Marci
Peter M. schrieb: > der Entladestrom ergibt sich in Wirklichkeit aus einer Reihenschaltung > des Innenwiderstands des Akkus und des Lastwiderstands. Ri ist doch in diesem Fall egal, oder nicht? Interessant ist doch, was hinten raus kommt. Also Akku + Entladewiderstand. Spannung am Akku messen, über den Rshunt den Strom berechnen und beides über die Zeit integrieren. Es interessiert ja nicht die Ersatzschaltung des Akkus (höchstens zur Qualitätsbeurteilung). Hmmm... ciao Marci
Marci W. schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >> Bitte erkläre mir kurz, wie bei >> * bekanntem Entladewiderstand, >> * vernachlässigbaren Übergangswiderständen und >> * bekannter Spannung über dem Entladewiderstand >> der Entladestrom dennoch unbekannt sein kann. > > Ist er natürlich nicht. :-) Zu der Erkenntnis wollte ich Volker verhelfen... > So wird man sicher auch in kommerziellen Geräten > vorgehen. Ich jedenfalls würde das so realisieren. > Wozu nen extra "Shunt", wenn man schon einen hat? Eben. Ist zwar "theoretisch" nicht ganz exakt so; praktisch vermute ich, dass der Unterschied vernachlässigbar sein wird.
Marci W. schrieb: > Peter M. schrieb: >> der Entladestrom ergibt sich in Wirklichkeit aus >> einer Reihenschaltung des Innenwiderstands des >> Akkus und des Lastwiderstands. > > Ri ist doch in diesem Fall egal, oder nicht? Nicht ganz... > Interessant ist doch, was hinten raus kommt. Jein... das sind zwei Teilfragen. Die erste Frage ist: Wieviel Energie ist überhaupt im Akku gespeichert? Die zweite Frage ist: Welchen Anteil der gespeicherten Energie kann ich bei einer vorgegebenen äußeren Belastung aus dem Akku entnehmen? Für Frage 2 braucht man einen Anhaltspunkt zum Innen- widerstand des Akkus -- dummerweise wird Ri vom Ladestand, von der Belastung und vom Alter des Akkus abhängen... > Es interessiert ja nicht die Ersatzschaltung des Akkus Doch -- für grobe Vorhersage des Wirkungsgrades in einem konkreten Anwendungsfall.
Marci W. schrieb: > Peter M. schrieb: >> der Entladestrom ergibt sich in Wirklichkeit aus einer Reihenschaltung >> des Innenwiderstands des Akkus und des Lastwiderstands. > > Ri ist doch in diesem Fall egal, oder nicht? Interessant ist doch, was Ja. Es kommt halt darauf an, was man bezweckt. Eventuell defekte Zellen aussortieren? Vergleichbare Kapazitätsmessungen auf Basis von Entladung mit einem vorher definierten Entladestrom 0,2 C produzieren? Zellen suchen, die mit einem zu früh abschaltendem Gerät harmonieren (Garmin GPSMAP 65CSX)? Bei Einsatz der Zellen in einer LED-Lampe mit LED-Treiber könnte auch eine Entladung mit Konstantleistung interessant sein, denn der zieht zum Schluss ja mehr Strom, wenn die Akkuspannung heruntergeht.
Peter M. schrieb: > Bei Einsatz der Zellen in einer LED-Lampe mit LED-Treiber könnte auch > eine Entladung mit Konstantleistung interessant sein, denn der zieht zum > Schluss ja mehr Strom, wenn die Akkuspannung heruntergeht. Am liebsten mit einem konstanten Strom entladen. Aber auch nicht zu viel oder zu wenig Strom. Am besten so viel Strom, das man in 10-12h auf die Entladeschlusspannung kommt. Dann braucht man nur die Zeit messen und multiplizieren.
Tim G. schrieb: > Aber dadurch das die Spannung ja sinkt im Laufe des Entladezyklus ändert > sich doch auch der Strom. Ja, so ist das - fleißig messen und schön sorgfältig zusammenzählen. Alternativ könntest du auch mit konstantem Strom entladen. Bei nur 1V wird eine passende Schaltung dafür allerdings nicht trivial, sofern das überhaupt reicht.
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Bearbeitet durch User
Tim G. schrieb: > Wie kann ich dann die Kapazität ermitteln wenn I nicht liniar ist? Rechnen. Das kann ich sogar selbst lösen, obwohl Mathematik nicht mein Freund ist. Tim G. schrieb: > Und genau solche Klugscheisser liebe ich ! > Keine brauchbare Antwort finden aber dann sowas posten. > > Ich weiß gar nicht warum ich hier immer wieder was poste. kommt > eh nie was wirklich anwendbares. > Enweder dumme Sprüche oder moral oder kurz angebundene Antworten wo man > dann noch 5 mal nachbohren muss. Das nenne ich mal gutes Benehmen! Und gucke da, trotz Deiner Pöbelei kommen sinnvolle Ansätze. Ralf X. schrieb: > Wenn der Widerstandswert feststeht, also genau gemessen oder z.B. 1% > Toleranz reicht die regelmässig Aufzeichnung der Spannung. > Excel o.ä. macht es einem sehr leicht Ich hänge mal etwas an. Da wurde jede Minute die Spannung gemessen und protokoliert, das macht hier ein Eigenbau-Logger auf SD-Karte. Dann nehme ich den Mittelwert zwischen zwei Messungen und rechne damit den Strom. Ich gehe davon aus, dass binnen einer Minute keine erheblichen Änderungen passieren, vermutlich kann man sich die Mittelung sogar sparen und nur die aktuelle Spannung verwenden.
Hippelhaxe schrieb: > Die erste Frage ist: Wieviel Energie ist überhaupt > im Akku gespeichert? Na, na. Energie? Die Ursprungsfrage lautete: "Kapazität eines NiMH Akku ermitteln" d.h. doch: Wie viel Ah kann man einem voll geladenen NiMH–Akku bis zum Erreichen der Entladeschlusspannung (1,0V) entnehmen? Oder?
Hippelhaxe schrieb: > Die erste Frage ist: Wieviel Energie ist überhaupt > im Akku gespeichert? > > Die zweite Frage ist: Welchen Anteil der gespeicherten > Energie kann ich bei einer vorgegebenen äußeren > Belastung aus dem Akku entnehmen? > > Für Frage 2... nicht für Frage 1? Hast Du das verwechselt? ciao Marci
Hippelhaxe schrieb: >> Es interessiert ja nicht die Ersatzschaltung des Akkus > > Doch -- für grobe Vorhersage des Wirkungsgrades in einem > konkreten Anwendungsfall. Aber doch nicht für die Frage nach entnehmbarer Energie oder der "Kapazität"?! Es ging im Thread ja eigentlich nur um die entnehmbare Energie bzw. die Kapazität? ciao Marci Hippelhaxe schrieb: > Ist zwar "theoretisch" nicht ganz exakt so; Warum nicht? Ist doch egal, ob ich den Strom am Lastwiderstand messe oder nochmal einen extra "Shunt" in Reihe schalte, um dann dort den Strom zu ermitteln?! <Schulterzucken> ciao Marci
Marci W. schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >>> Es interessiert ja nicht die Ersatzschaltung des Akkus >> >> Doch -- für grobe Vorhersage des Wirkungsgrades in einem >> konkreten Anwendungsfall. > > Aber doch nicht für die Frage nach entnehmbarer Energie oder der > "Kapazität"?! Es ging im Thread ja eigentlich nur um die entnehmbare > Energie bzw. die Kapazität? Den Anwender interessiert natürlich die verfügbare Energie für seinen Anwendungsfall, spätestens wenn der erforderliche Ladestrom preislich eine Rolle spielt oder sonstwie seine Grenzen hat, kommt auch noch der Wirkungsgrad ins Spiel. Generell kann man sagen, dass Zellen mit hohem Innenwiderstand für Hochstromanwendungen absolut ungeeignet sind.
Thomas B. schrieb: > Peter M. schrieb: >> Bei Einsatz der Zellen in einer LED-Lampe mit LED-Treiber könnte auch >> eine Entladung mit Konstantleistung interessant sein, denn der zieht zum >> Schluss ja mehr Strom, wenn die Akkuspannung heruntergeht. > > Am liebsten mit einem konstanten Strom entladen. Wenn man identische Zellen vergleichen möchte, sind fast alle Messmethoden ähnlich geeignet, also egal ob Konstantstrom, Konstantleistung oder Konstantwiderstand. > Aber auch nicht zu viel oder zu wenig Strom. Für die Versorgung von Uhr, Wetterstation etc. sind ganz andere Ströme massgebend, als in Geräten mit hohem Leistungsbedarf. > Am besten so viel Strom, das man in 10-12h auf die Entladeschlusspannung > kommt. Viele Hersteller geben die Nennkapazität bei Entladung mit ~0,2 C an. IdR. bekommt man da also in 5 Stunden oder weniger einen guten Überblick. Insbesonder wenn der Innenwiderstand nicht gemessen wird, sollte man Zellen für Hochstrom einiges höher belasten. > Dann braucht man nur die Zeit messen und multiplizieren. Ja, aber DU hast da ja auch schon eine Konstantstromsenke gebaut oder gekauft. Da würde ich doch eher einen Arduino-Nano-Clone, INA219 und Kleinkram zusammenstecken und den PC den Rest machen lassen. Dazu noch einen ASD1115 + paar R und man kann schon mal bis s4-Packs messen jederzeit erweiterbar..
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Marci W. schrieb: > Es ging im Thread ja eigentlich nur um die entnehmbare > Energie bzw. die Kapazität? Bei Akkus ist es üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, ohne die Energie zu benennen. Die Eingangsfrage war eindeutig Kapazität. Ralf X. schrieb: >> Am besten so viel Strom, das man in 10-12h auf die Entladeschlusspannung >> kommt. > Viele Hersteller geben die Nennkapazität bei Entladung mit ~0,2 C an. > IdR. bekommt man da also in 5 Stunden oder weniger einen guten > Überblick. Bei NiMH (Topic!) ist c/10 üblich, Strom ein Zehntel der Nenkapazität. Blei wird mit c/20 gemessen, bei Lithium sehe ich keine generelle Üblichkeit. > Insbesonder wenn der Innenwiderstand nicht gemessen wird, sollte man > Zellen für Hochstrom einiges höher belasten. Ich messe mit Konstantstrom und bringe den Spannungsverlauf in eine Grafik. Meine Erfahrung sagt, dass selbst bei 'nur' c/10 der Verlauf hochohmiger Zellen auffällig ist. > Ja, aber DU hast da ja auch schon eine Konstantstromsenke gebaut oder > gekauft. > Da würde ich doch eher einen Arduino-Nano-Clone, INA219 und Kleinkram > zusammenstecken und den PC den Rest machen lassen. > Dazu noch einen ASD1115 + paar R und man kann schon mal bis s4-Packs > messen jederzeit erweiterbar.. Ob ich Dir glaube, dass Du das kannst? Der INA219 liefert sehr ordentliche Werte, da wird kein zusätzlicher ADS1115 gebraucht. Mit einem zusätzlichen D/A wie MCP4725 und einem MOS-FET lässt sich eine Konstantstromlast aufbauen. Zur Entlastung des FETs Widerstände, die der µC bei Bedarf zuschaltet, hat hier seit gut 7 Jahren dutzende Akkus vermessen. Einen PC brauche ich dafür erstmal nicht, die Werte kommen direkt aufs LCD und die SD-Karte. Der PC kann später ins Spiel kommen, wenn ich Werte archivieren und / oder graphisch aufbereiten will.
Manfred P. schrieb: > Bei Akkus ist es üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, Das ist mir schon klar! > ohne die Energie > zu benennen. Die Eingangsfrage war eindeutig Kapazität. Na und?! Ist doch völlig egal! Dann verwendet man halt ne andere Formel! Warum reitest Du da drauf rum? Außerdem: man liest heutzutage auch ab und zu mWh statt mAh, und zweitens sagt die Wh-Angabe ja mehr über die entnehmbare Energie aus. Die Ah-Angabe gar nix, ohne die Spannung zu kennen. Erinnert mich iwie daran, dass (Speise-)Eis in Litern statt in kg angegeben wird. Der Hersteller, der am meisten Luft reinpumpt, gewinnt... Oder warum bei Akku-Geräten immer so großer Wert auf die Spannungsangabe gelegt wird, als Qualitätsmerkmal. Mal die evtl. größeren Verluste bei kleineren Spannungen außen vor gelassen, ist für mich die Spannungsangabe in Werbeanzeigen eine Nullaussage. Habe ich da etwas übersehen? ciao Marci
Manfred P. schrieb: > Ob ich Dir glaube, dass Du das kannst? Der INA219 liefert sehr > ordentliche Werte, da wird kein zusätzlicher ADS1115 gebraucht. Das mit der Nutzung des ADS1115 für Serienschaltung von Akkuzellen hast Du verstanden? > Mit > einem zusätzlichen D/A wie MCP4725 und einem MOS-FET lässt sich eine > Konstantstromlast aufbauen. Zur Entlastung des FETs Widerstände, die der > µC bei Bedarf zuschaltet, hat hier seit gut 7 Jahren dutzende Akkus > vermessen. Einen PC brauche ich dafür erstmal nicht, die Werte kommen > direkt aufs LCD und die SD-Karte. Natürlich nicht. Viele der Billig-TFT-Module haben den Kartenleser ja nicht erst jetzt mit hinten drauf, erst letztens wieder 10 a' 1,35€ in 2,4" von Ali nach Preistip im Chinathread geholt. > Der PC kann später ins Spiel kommen, wenn ich Werte archivieren und / > oder graphisch aufbereiten will. Kann jeder machen wie er möchte. Ich beneide öfters diejenigen, welche scheinbar die Zeit haben, an tollen Gehäusen, etc. zu basteln. Mir zerrinnt dagegen einfach zu oft die Zeit unter den Fingern, um alles zu händeln, was ich mir selber an Zielen gesetzt habe.
Marci W. schrieb: >> Die Eingangsfrage war eindeutig Kapazität. > Na und?! Ist doch völlig egal! Dann verwendet man halt ne andere Formel! > Warum reitest Du da drauf rum? Außerdem: man liest heutzutage auch ab > und zu mWh statt mAh, und zweitens sagt die Wh-Angabe ja mehr über die > entnehmbare Energie aus. Die Ah-Angabe gar nix, ohne die Spannung zu > kennen. Du hast vollkommen recht, dass die Ah nur wenig über den Energiegehalt aussagen. Bei Akkus, wo der angegeben wird, ist der einfach mit der mittleren Spannung gerechnet, wirklich messen tut den scheinbar niemand. Wir kennen beide den Zusammenhang und akzeptieren, dass (m)Ah die handelsübliche Angabe ist. Und böse sind Geräte mit StepUp Wandlern, wo bei abnehmender Akkuspannung der Strom ansteigt, was jeder Akku mit einem Derating quittiert. Es gibt kommerzielle Lasten, die außer Konstantstrom auch Konstantleistung entnehmen können. > Erinnert mich iwie daran, dass (Speise-)Eis in Litern statt in kg > angegeben wird. Der Hersteller, der am meisten Luft reinpumpt, > gewinnt... Auf dem Becher Cremissimo stehen beide Zahlen, 900ml / 475g. Man kann streiten, ob es weniger Luft sein könnte, aber ein Eis ganz ohne Luft wäre nicht essbar. > Oder warum bei Akku-Geräten immer so großer Wert auf die Spannungsangabe > gelegt wird, als Qualitätsmerkmal. Mal die evtl. größeren Verluste bei > kleineren Spannungen außen vor gelassen, ist für mich die > Spannungsangabe in Werbeanzeigen eine Nullaussage. Habe ich da etwas > übersehen? Die Spannungsangabe bei Li-Akkus mit 4 Volt pro Zelle (Alid, Lidl) ist obendrein auch noch gelogen, die nimmt man mit 3,6 oder bestenfalls 3,7 Volt an. Aber zumindest deren Wechselakkus werden zusätzlich mit Ah bezeichnet. Bei kleineren Geräten steht manchmal die Kapazität im Werbeblatt, was aber auch wenig hilft, weil der Verbrauch unbekannt ist. Lasse es uns bitte an dieser Stelle beenden, Akkuthreads gibt es zuhauf und sie enden meist im Glaubenskrieg.
Manfred P. schrieb: > Marci W. schrieb: >> Es ging im Thread ja eigentlich nur um die entnehmbare >> Energie bzw. die Kapazität? > > Bei Akkus ist es üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, ohne die Energie > zu benennen. Die Eingangsfrage war eindeutig Kapazität. Dummzeug. Eine Kapazitätsangabe in Wh ist bedeutend aussagekräftiger, als irgendetwas in Ah. > Ralf X. schrieb: >>> Am besten so viel Strom, das man in 10-12h auf die >>> Entladeschlusspannung kommt. >> Viele Hersteller geben die Nennkapazität bei Entladung mit ~0,2 C an. >> IdR. bekommt man da also in 5 Stunden oder weniger einen guten >> Überblick. > > Bei NiMH (Topic!) ist c/10 üblich, Strom ein Zehntel der Nenkapazität. Vielleicht können wir uns darauf einigen, dass unterschiedliche Angaben und Nützlichkeiten gibt. Ferner ist das Thema inzwischen eh etwas verallgemeinert worden, auch Du bringst ja weitere Technologien ins Spiel. > Blei wird mit c/20 gemessen, bei Lithium sehe ich keine generelle > Üblichkeit. Sagt/bestimmt wer?😉 >> Insbesonder wenn der Innenwiderstand nicht gemessen wird, sollte man >> Zellen für Hochstrom einiges höher belasten. > > Ich messe mit Konstantstrom und bringe den Spannungsverlauf in eine > Grafik. Meine Erfahrung sagt, dass selbst bei 'nur' c/10 der Verlauf > hochohmiger Zellen auffällig ist. Ja, 'uns' sollte auch da etwas auffallen. Aber der TE möchte ja ohne Geräte auskommen. Damit bleibt natürlich die Hoffnung, dass ein DMM, eine Uhr, ein Schreibgerät und Blatt Papier akzeptiert werden. Ansonsten wird es eh schwierig.
Manfred P. schrieb: > Bei Akkus ist es üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, > ohne die Energie zu benennen. Die Eingangsfrage war > eindeutig Kapazität. Da ich derjenige war, der die Energie ins Spiel gebracht hat, möchte ich diesen Punkt kurz erklären. Ja, Du hast Recht, es ist bei Akkus üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, ohne die Energie zu benennen. Stimmt. Leider ist das eine der verblödetsten und gehirnamputiertesten Üblichkeiten überhaupt, denn: 1. Akkus sind elektrische Bauteile. Es GIBT eine elektrische Größe, die fachsprachlich "Kapazität" heißt. Diese wird in Farad gemessen; 1F = 1As/V = 1C/V. Diese Kapazität hat aber mit dem Speichervermögen eines Akkus NICHTS zu tun -- weder von der Einheit noch von physikalischen Mechanismus her! 2. Die Einheit "Ah" steht fachsprachlich für die elektrische Ladung (siehe Axels Hinweis). Es ist aber inhaltlich falsch, von der "entnehmbaren Ladung" zu sprechen, wie Axel es (in bester Absicht) getan hat, weil die Ladung dem Akku nicht "entnommen" wird. Da ist immer gleich viel Ladung drin; der ist zu jedem Zeitpunkt elektrisch neutral. Die Ladung fließt im Kreis. 3. Das einzige, was dem Akku TATSÄCHLICH zugeführt oder entnommen werden kann, ist -- Tusch! -- die Energie. Ausgerechnet die einzige fachlich korrekte Angabe ist völlig unüblich und in der Umgangssprache unverständlich. Ich denke, ich werde in Zukunft eine Anleihe bei der B**D-Zeitung nehmen und stets von der "sog. 'Kapazität' des Akku (also dem Quotienten aus gespeicherter elektrischer Energie und Nennspannung)" sprechen. Das ist gerecht, denn es sichert mir wenigstens den Zorn aller Teilnehmer...
Hippelhaxe schrieb: > Ja, Du hast Recht, es ist bei Akkus üblich, die Kapazität > in Ah anzugeben, ohne die Energie zu benennen. > .. > Leider ist das eine der verblödetsten und gehirnamputiertesten > Üblichkeiten überhaupt + !
Manfred P. schrieb: [...] > Auf dem Becher Cremissimo stehen beide Zahlen, 900ml / 475g. Man kann > streiten, ob es weniger Luft sein könnte, aber ein Eis ganz ohne Luft > wäre nicht essbar. Na ja, essbar schon, aber dann halt eher "lutschbar". Klar hast Du Recht, ohne Luft wird das sicher nicht "fluffig" oder cremig. Allenfalls mit seeeehr viel Fett. ;-) > Lasse es uns bitte an dieser Stelle beenden, Akkuthreads gibt es zuhauf > und sie enden meist im Glaubenskrieg. Kein Problem. Aber das Eis-Thema musste ich schon noch kommentieren... ciao Marci
Marci W. schrieb: > Manfred P. schrieb: >> Bei Akkus ist es üblich, die Kapazität in Ah anzugeben, > Das ist mir schon klar! > >> ohne die Energie >> zu benennen. Die Eingangsfrage war eindeutig Kapazität. > > Na und?! Ist doch völlig egal! Dann verwendet man halt > ne andere Formel! Warum so aggressiv? > Warum reitest Du da drauf rum? Was heißt hier "herumreiten"? Manfred hat ja Recht damit, dass die Energieangabe bei Akkus recht unüblich ist. Meine Anmerkung an Axels Beitrag oben war auch ausdrücklich NICHT als Einladung zu einer end- und ergebnislosen polemischen Diskussion über Energie, Ladung und Kapazität gedacht. Das Problem ist halt, dass es übliche Angaben gibt, die fachlich bzw. fachsprachlich schlicht FALSCH sind, aber allgemein verstanden werden -- und fachlich korrekte Angaben, die kein Mensch versteht. Wir hier im Forum werden das nicht ändern; wir müssen uns nur irgendwie damit arrangieren.
Ralf X. schrieb: >> Ich messe mit Konstantstrom und bringe den Spannungsverlauf in eine >> Grafik. Meine Erfahrung sagt, dass selbst bei 'nur' c/10 der Verlauf >> hochohmiger Zellen auffällig ist. > > Ja, 'uns' sollte auch da etwas auffallen. > Aber der TE möchte ja ohne Geräte auskommen. > Damit bleibt natürlich die Hoffnung, dass ein DMM, eine Uhr, ein > Schreibgerät und Blatt Papier akzeptiert werden. DMM und eine zyklische Aufzeichnug der Spannung sind notwendig und nicht verhandelbar. Tatsächlich habe ich sowas schon von Hand gemacht, per "Schreibgerät und Blatt Papier" benutzt. Wie man daraus die mAh ermittelt, wurde weiter vorne beschrieben. Das kann man auch ohne PC, aber das wäre unrealistisch aufwendig. Hippelhaxe schrieb: > Manfred P. schrieb: >> Ich hänge mal etwas an. > Danke! Hast Du Dir wirklich die Mühe gemacht, das nachzuvollziehen?
Nebenbei kam hier im Thread die Frage auf, wieviele Messungen/Zeitintervalle man braucht, bzw. wieweit die Genauigkeit leidet. Egal welche Zelltechnologie hängt das vom Entladestrom oder jeder anderen "Konstanz", der Zellkapazität und der gewählten Entladeschlussspannung ab. Und natürlich der Anwendung der Zelle. Je nach Anwendung und gewählter Schlussspannung liefern selbst 5 Messwerte erstaunlich gute Annäherungen, solange die Kurve der radikalen Spannungsabsenkung unterhalb von ~20% der zelltypischen Restkapazität vermieden wird.
Tim G. schrieb: > Das beantwortet leider in keinster Weise meine Frage du mußt integrieren! kepplersche Fassregel https://mathepedia.de/Keplersche_Fassregel.html
Marci W. schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >>> Es interessiert ja nicht die Ersatzschaltung des Akkus >> >> Doch -- für grobe Vorhersage des Wirkungsgrades in einem >> konkreten Anwendungsfall. > > Aber doch nicht für die Frage nach entnehmbarer Energie > oder der "Kapazität"?! Doch -- gerade da. > Es ging im Thread ja eigentlich nur um die entnehmbare > Energie bzw. die Kapazität? Irgendwie missverstehen wir uns. Wie inzwischen klar sein dürfte, verstehe ich unter der sog. "Kapazität" eines Akkus den Quotienten aus der gespeicherten elektrischen Energie und der Nennspannung. Die GESPEICHERTE el. Energie und die ENTNEHMBARE Energie sind aber in der Regel zwei Paar Schuhe, denn beim Entladen treten Verluste am Innenwiderstand des Akkus auf. Ein Teil der gespeicherten Energie wird beim Entladen schon im Akku in Wärme verwandelt. Tatsächlich ENTNEHBAR ist immer nur ein gewisser Teil der gespeicherten Energie. > Hippelhaxe schrieb: >> Ist zwar "theoretisch" nicht ganz exakt so; > > Warum nicht? Ist doch egal, ob ich den Strom am > Lastwiderstand messe oder nochmal einen extra "Shunt" > in Reihe schalte, Ja... nee... das war anders gemeint. Es gibt mindestens drei Möglichkeiten, den Akku kontrolliert zu entladen: 1. konstanter Lastwiderstand, 2. konstanter Laststrom, 3. konstante Entnahmeleistung. Bei 1. sinkt der Laststrom bei fortschreitender Entladung, bei 2. bleibt er logischerweise konstant, und bei 3. steigt der Laststrom mit fortschreitender Entladung. Die entnehmbaren Energien werden sich leicht unterscheiden.
Manfred P. schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >> Manfred P. schrieb: >>> Ich hänge mal etwas an. >> Danke! > > Hast Du Dir wirklich die Mühe gemacht, das nachzuvollziehen? Bis jetzt noch nicht... warum fragst Du? Sind das nur unanständige Bilder? Ich hatte weiter oben um eine Messreihe gebeten, und hatte vermutet, dass Dein Anhang eine solche enthält. Deswegen mein Dank.
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