Genauer Akkustand ermitteln

[Hubert.G]

Ich nehme mal an des es sich um Bleigel-Akku handelt.
Bei diesen Akkus stimmt die angegebene Kapazität nur wenn dieser konstant mit 1/10 der Kapazität entladen wird. Also ein Akku mit 12Ah kann 10Std. mit 1,2A entladen werden.
Wird der gleiche Akku aber mit 12A entladen, dann hat er nur eine verfügbare Kapazität von 7,1Ah und damit eine Entladezeit von etwa 36min.
Bei 24A sind es nur mehr 5,1Ah und bei 72A wären es nur mehr 3,8Ah.
Entnommen aus einer Gebrauchsanweisung von Sonnenschein für Bleibatterien A400.
Ich nehme mal an das der Unterschied zu anderen Bleigel-Akku nicht sehr groß sein wird.

[kritias]

Habe mich jetzt auch noch weiter in die Theorie vertieft. Folgende Faktoren werfen mir dabei die Knüppel zwischen die Beine.
1. Der Wirkungsgrad des Akku. Da bin ich gerade dabei den für meinen Akku zu ermitteln.
2. So ein Bleiakku kann bei hohen Stömen weniger Wh abgeben als bei niedrigen.

Ich muss also Wirkungsgrad des Akkus (Laden/Entladen) in meiner Anwendung ermitteln. Damit sollte ich dann wenigstens etwas genauere Ergebnisse bekommen. Fehler werden aber immer bleiben.
Ich werde weiter berichten ob das was gebracht hat.

[kolisson]

hallöchen nochmal,

bei laptops gibt es doch auch so eine akku-kalibrierfunktion.

vielleich musst du mal ein paar (vlt. 3 stück)kennlinien bei verschiedenen lasten für deine akkus aufzeichnen und dann in abhängigkeit von deinem lastprofil aus diesen kennlinien eine art schätzwert bilden.

gruss klaus

[kritias]

Ich bin gerade dabei das für meine spezielle Anwendung zu machen.
Ich lade den Akku voll auf. Dann Fahre ich ein paar Minuten im Keller rum und lasse mir die Entnommenen und die Rückgespeisten Wh im EEprom protokollieren.
Danach lade ich den Akku auf und messe auch dabei so gut es geht die Wh die in den Akku gehen. Damit kann ich dann den Wirkungsgrad für genau meinen Anwendungsfall ermitteln.

Wirkungsgrad=Entnommene Energie/(Energie vom Ladegerät+Energie vom Bremsen)

Damit sollte sich das ganze dann etwas genauer berechnen lassen. Ein gewisser Fehler wird bleiben...

[josua]

hey kritias,
ich muss sagen, gute arbeit! des hört sich echt klasse an. ich hoffe dass es ausreichend genau funktioniert!!!

viel erfolg! gruß josua

[kritias]

So, Ich habe jetzt gemessen. So genau ich irgendwie konnte.
Hier die Ergebnisse:
Die Motorregler haben 14589,15Ws entnommen und 2995,65Ws zurückgespeist. Mit dem Ladegerät musste ich dann 13923,55Ws nachladen.

Das entspricht einem Wirkungsgrad des Akkus von ca. 0.86

Das kommt mir jetzt wieder sehr günstig vor. Vor allem nach meiner ersten Beobachtung (ganz oben im Thread)
Möglich, daß da noch ein gutes Stück Messfehler mit drinsteckt. Beim laden mit dem Ladegerät muss ich das Multimeter beobachten. Der Strom sinkt dabei von 1,25A auf 0,62A ab. Ich konnte natürlich nur die Zeit stoppen und dann mit dem mittleren Strom rechnen. Entsprechend ungenau ist das halt...

Ich werde mal 0,8 in der Software berücksichtigen.

[RoboHolIC]

Hallo kritias.

Wie wär's denn, wenn man nicht die energetische Betrachtung macht, sondern die verbrauchte/rückgespeiste Ladungsmenge misst. Ich !vermute!, daß in dieser Dimension betrachtet die Meßergebnisse viel weniger vom Lastprofil beeinflußt werden und daher bessere Prognosen ermöglichen. Schließlich werden Akkus grundsätzlich nach Ladungsmengen (mAh, Ah) klassifiziert verkauft und nicht nach Arbeitsvermögen (Wh).

Wenn du erstmal bei der Energiebetrachtung bleibst - kannst du nicht auch den Ladevorgang über deine Elektronik laufen lassen und dabei messen?

[kritias]

Daran hatte ich auch schon gedacht. Aber ich dachte einfach das 1A bei 33V eben doch was anderes ist wie 1A bei 38V. Ich weis das aber ehrlich gesagt auch nicht ob ich hier das richtige mache.

Das mit dem Laden über die Elektronik geht leider nicht. Der Strom wird im Motorregler gemessen. (Über einen Shunt + Opamp) Ich muss die Akkus zum Laden auch immer umklemmen. Ich habe nur ein besseres KFZ-Ladegerät. Und an die ganze Problematik mit der Akkuanzeige hatte ich beim Entwickeln der Motorregler und der Lageregelung auch nicht gedacht. Überhaupt ist das Balancieren bei so einem Segway-Nachbau anscheinend das einfachste. Die Motorregler waren weitaus aufwendiger in Hard und Software. Selbst die Akkuanzeige ist nicht ganz so einfach wie man sich das auf den ersten Blick vorstellt. Bin mal gespannt was noch auf mich zukommt wenns an Tacho und Kilometerzähler geht.

[avion23]

Google peukert effekt.

Google coulomb counter.

Prinzipien gibt es auch in Appnotes zu Energiekostenmessgeräten von atmel microchip & co. In RMS Multimetern steckt ähnliches Wissen.

Der Ladezustand von Akkus korreliert mit der Leerlaufspannung. Wenn du einen Betriebstzustand hast, der oft auftritt, kannst du mit diesem eine Kennlinie abfahren. Z.B. im idle werden 3A verbraucht -> Spannung nur bei ~3A betrachten, tiefpassen über mehrere Messungen und auf Sekundenbereich.
Die Spannung gibt dir auf jeden Fall ein Voll / Leer-Feedback welches du zum kalibrieren verwenden kannst.

[kritias]

So jetzt habe ich das nochmal überarbeitet.

RoboHolIC hat recht. Es reicht wenn man mit Ah oder mAh rechnet. Das liefert die genausten Ergebnisse. Der Akku-Wirkungsgrad beträgt dabei 0,85. Und es spart eine Multiplikation im Interrupt.

Auch Avion23 hat recht. Leider kann ich die Spannung für die Anzeige nicht benuzen weil die Im betrieb zu großen Schwankungen unterliegt. Aber direkt nach dem Einschalten liefert die Spannung ein realistisches Bild vom Akkuzustand.

Ich verwende jetzt die Spannung um festzustellen ob der Akku gerade geladen wurde, von da an werden die mAh nach und nach von der Gesamtkapazität abgezogen.

Die Gesamtkapazität kann dabei auch nicht einfach aus dem Datenblatt entnommen werden. Sie muss einmal unter realen Bedingungen ermittelt werden. Wegen dem oben erwähnten Peukert-Effekt.

Wenn nach dem Einschalten die Spannung schon an meiner Untergrenze angekommen ist, kann ich die Gesamtkapazität direkt an der im EEprom gespeicherten Entnahme ablesen. So kann ich diesen Wert auch während der Akku-Lebensdauer nachjustieren. So ein Akku wird mit der Zeit ja sicher nicht besser.