Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Autobaterie Entladungszeit berechnen?


von Reimund (Gast)


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Hallo zusammen

Eine Starterbaterie eines PKW ist ja bekantlich mit 12,65 Volt
voll geladen. Nun möchte ich gerne berechnen wie lange ich wieviel Strom 
ziehen kann bis die Spannung unter 10.3V fählt.

Das sollte sich doch anhand der Amperstundnenangabe berechnen lassen?
Doch das ganze verlauft ja nicht Linear da mit zunehmender Entladung die 
Spannung sinkt? Keint jemand die Rechenformel dazu?

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Hallo Reimund,

> Eine Starterbaterie eines PKW ist ja bekantlich mit 12,65 Volt

mir ist das nicht "bekannt".

Es gibt hier sehr viele Threads zum Thema und die Loesung ist:

"kommt darauf an!"


Auf die groesse des Stroms den Du ziehst, auf die Temperatur, das Alter, 
die vorherige Ladung......

Ich denke, dass DU im Netz ausreichend Material findest, bis zur Rente 
nichts anderes mehr zu lernen........

Eine einfache Foprmel gibt es nicht aber Datenblaetter/buecher der 
Hersteller und viiiiele Artikel.

Gruss

Michael

von TestX .. (xaos)


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Reimund schrieb:
> Das sollte sich doch anhand der Amperstundnenangabe berechnen lassen?
> Doch das ganze verlauft ja nicht Linear da mit zunehmender Entladung die
> Spannung sinkt? Keint jemand die Rechenformel dazu?

da gibts keine "einfache" formel für.. du musst dir in zB simulink ein 
vollständiges modell der batterie "bauen" inkl. aller elektrochemischen 
prozesse etc... damit kannst du dann den SOC schätzen und daraus die 
zeit berechnen.
es gibt auch genügend integrierte soc-schätzer...such einfach mal ne 
runde bei analog, maxim etc..

von bastler (Gast)


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Hallo,

nach deiner Frage zu urteilen hast du noch nicht allzuviel Wissen über 
Bleiakkus.
Es ist leider so das ein Akku ein recht kompiliziertes chemisch / 
elektrisches System ist was nicht einfach  einen festen Vorrat an 
Energie hat, welche dann in beliebiger Art und Weise entnommen werden 
kann wobei der "Vorrat" trotzdem immer der gleiche ist.

Die entnehmbare Kapazität hängt unter anderem vom Entladestrom, der 
Temperatur, den Alterungszustand, den Innenwiderstand und vielen anderen 
Faktoren ab.
Desweiteren ist die Entladeschlussspannung kein fester Wert, d.h. je 
nach Vorgaben liegt diese mal bei 12V 10,8 V 10,6V oder noch anderen 
Werten, abhängig davon ob mehr wert auf Zyklenfestigkeit oder 
entnehmbarer Ladung gelegt wird (und den Entladestrom).
Auch gibt es den dir sicherlich bekannten Effekt das die Spannung des 
Akku sich nach einiger Zeit wieder erhöht wenn vorher eine kräftige 
Strombelastung erfolgt ist (z.B. Startvorgang eines KFZ)
Oft ist es noch möglich nach einigen Minuten Wartezeit wieder einen 
neuen Startvorgang durchzuführen - doch woher kommt diese Energie ?
Alles Anzeichen dafür das so ein Akku wirklich ein im Detail 
hochkomplexes System ist das mann als Laie nicht wirklich durschauen, 
geschweige denn berechnen kann.

mfg


    Bastler

von dolf (Gast)


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ja das lässt sich grob uber die kapazität berechnen
t=c/i.
gehe vom neuen schon einige male auf und entladenem akku aus.
die volle c bekommt man erst nach einigen auf/entladezyklen.
mfg

von Erich (Gast)


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Hallo Reimund,

schreib doch mal genau was du machen willst!
Geht es um eine theoretische genaue Berechung?  Da hast schon Antworten 
bekommen.
Oder geht es mehr um eine Abschätzung, z.B. um zu wissen wie lange ein 
bestimmter Verbraucher an einer geladenen Batterie bekannter Kapazität 
ungefähr laufen wird?
Das kann man näherungsweise schon ausrechnen.
Aber man muss wissen, welche Art von Verbraucher man dran hat (ohmscher 
Verbraucher oder Konstantleistungsverbraucher) und natürlich dessen 
Leistungsaufnahme sowie die Akkukapazität (in Ah) und Spannung (in V, 
hier wohl 12V).
Vernüftigerweise sollte ein solcher Verbraucher nicht mehr als 1/10 der 
Batterienennkapazität in A ziehen; also bei einem 36Ah Akku unterhalb 
3,6A.

Gruss

von Klaus D. (kolisson)


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dolf schrieb:
> ja das lässt sich grob uber die kapazität berechnen
> t=c/i.

das könnte hinkommen wenn man mal so grob mit 0,5 multipliziert.

das wäre dann: t=(c/i) * 0,5

Gruss k.

von Scheffe (Gast)


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Starterbatterien sind nicht zyklenfest, d.h. sie dürfen nur zu 1/3 ihrer 
Kapazität entladen werden.
Andernfalls gehen sie sehr schnell kaputt.
Das ist einer der Unterschiede zu "Solarbatterien".

von Blackbird (Gast)


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dolf (Gast) schrieb:
>> die volle c bekommt man erst nach einigen auf/entladezyklen.

Dann ist die
>> Starterbaterie eines PKW

aber auch nicht mehr brauchbar.

Ein vollgeladener, neuer Blei-Akku sollte tatsächlich bis zur 
Entladeschlußspannung mit dem Nennstrom belastet werden können und somit 
die Nennkapazität an die Last abgegeben haben.

Also 60Ah-Akku mit 1/20C entladen (das sind 60/20 ==> 3A) ergibt dann
t [h] = 60 [Ah] / 3 [A] = 20 [h].

Dann ist aber dieser Blei-Akku schon geschädigt worden, weil er völlig 
entladen wurde. Denn die Hersteller geben alle eine "Entladetiefe" an, 
meist so 30% bis 40%.

Das bedeutet: 60Ah * 30% (/100) = 18Ah sollen drin bleiben. Und dann 
sollte der Blei-Akku auch schnellstens wieder aufgeladen werden und 
nicht noch stundenlang entladen rumstehen.

Das Ganze gilt aber nicht für Starterbatterien. Denn die sind nicht zum 
dauerhaften Entladen da. Sondern nur um kurzeitig hohe Ströme liefern zu 
können.
Da gilt diese Rechnung nicht mehr oder man rechnet so wie Klaus De 
lisson (kolisson) es angegeben hat.
Und man nimmt in Kauf, den Akku zu schädigen.

Blackbird

von MaWin (Gast)


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> Das sollte sich doch anhand der Amperstundnenangabe berechnen lassen?

Nein, das hängt vor allem von der Temperatur des Akkus ab.

Wird er warm beim Entladen ?

Wird er mit hohem Strom oder niedrigem Strom entladen ?

Darf man ihn nach dem Entladen wegwerfen, oder soll er wiederaufladbar 
bleiben ? Autoakkus sind nicht für regelmässige so tiefe Entladungen 
ausgelegt, dazu braucht man dann Traktionsakkus oder Solarakkus.

von Fralla (Gast)


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Die guten Batterien für Telekom, USV und andere Backup-Zwecke geben an 
wieviel kW man wie lange ziehen kann, teilweise auch abhängig von der 
minimalen Zellspannung. Und das für viele verschiedene Leistungs und 
Temperaturstufen. Das ganze ist alles andere alles linear und ist bei 
anderer Batteriegröße ja sogar nur bei anderer Form verschieden. Da 
sieht man, das selbst eine einzige kWh Angabe (noch weniger macht Ah ) 
keinen Sinn macht und man ein Backupsystem so nicht Sinnvoll 
dimensionieren kann.

Die letzte Anlage mit der ich zu tun hatte 6-Strings mit 4x176Ah Akkus. 
Macht theoretisch knapp über 1000Ah. Das ganz stimmt aber nur bei 8H 
Entladungszeit. Für eine Stunde kann ein Systemstrom von nur 520A 
bereitgestellt werden. Im hypothetischen Worst Case Fall, also wenn 
keine Abwürfe erlaubt sind, könnten für 5min ca 500A (mittelerer Strom, 
genauer ca 20kW) aus einem String gezogen (bis 1,75V pro Zelle). Macht 
im Endeffekt nur um die 240Ah für das gesammte System, also weniger als 
1/4 der Ursprünglichen Ah Angabe!
Auch mit Strömen zu rechnen kann böse Trugschlüsse verursachen, denn oft 
hat man konstant power Lasten...

MFG Fralla

von Klaus D. (kolisson)


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Ich hab mal vor ein paar Jahren versucht ein Gerät zu bauen um
den Füllstand / respektive die Kapazität zu messen.
Das Prinzip waren 4 Stück niederohmige Mosfet mit Induktionslosen
Lastwiderständen. Diese 4 Mosfet wurden dann in kurzen Intervallen
für kurze Zeit eingeschaltet und erzeugten auf eine Autobatterie
einen Kurzschlussstrom. (20 A  40 A  80A / 160A).
jeweils wurde dann die Zellenspannung gemessen.
Danach wurde der Innenwiderstand ermittelt.

Selbst diese Vorgehensweise gab immer nur diffuse Werte und keine
wirklichen Rückschlüsse auf den Füllstand oder einen signifikanten
Unterschied zwischen einer fabrikneuen und einer 2 Jahre alten 100AH
Autobatterie.

ich habe das Projekt dann einfach wegen Sinnlosigkeit eingestellt.
Seither teste ich nur noch mit dem Starthilfekabel.
Den manuellen Vollkurzschluss (so mit dem Pol vorbeizippen .. also ganz 
kurz)
Wenn es ordenlich funkt und Peng mach ist das Teil okay.. ansonsten
ab in die Tonne.

auch die Geschichten mit dem Säure-densitometer sind nicht wirklich
aussagekräftig, da sich das Gleichgewicht nach dem Laden ja erst
nach einer geraumen Zeit der Nichtbenutzung einstellt.
zudem liegt die besonders dichte und schwere Säre ja immer uten in der 
Batterie, wo man ja mit dem Saugrüssel garnicht hinkommt.

Ich denke also, man kann es nicht wirklich feststellen wie voll die 
Teile
sind.

evt. würde es gehen, wenn man die Ladeleistung und Entladeleistung
mitloggt und dann die mindestens jeweils 20% Lade- und Entladeverluste
subtrahiert und dann noch den Schwammigkeitsfaktor einberechnet.

Mein Beitrag :
*****************************************************************
Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum: 05.06.2012 08:46

dolf schrieb:
> ja das lässt sich grob uber die kapazität berechnen
> t=c/i.

das könnte hinkommen wenn man mal so grob mit 0,5 multipliziert.

das wäre dann: t=(c/i) * 0,5

Gruss k.

*******************************************************************

war eher ein Empören über die Rechnung von autor DOLF und der Faktor
* 0,5 = Halbierung sehr nett gemeint.

Prinzipiell bin aber aus Erfahrung eher der Meinung, wie sie mein 
Vorposter "Fralla" berichtet hat.

Gruss Klaus

von Markus L. (Gast)


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>Auch mit Strömen zu rechnen kann böse Trugschlüsse verursachen, denn oft
>hat man konstant power Lasten...
Wieso sollte man eine Last mit konstanter Leistung (du meinst eine 
elektronische?) an so ein Gebilde an Batterien hängen?

>könnten für 5min ca 500A (mittelerer Strom,
>genauer ca 20kW) aus einem String gezogen (bis 1,75V pro Zelle). Macht
>im Endeffekt nur um die 240Ah für das gesammte System, also weniger als
>1/4 der Ursprünglichen Ah Angabe
Das kann ich mit kaum vorstellen, dass so ein extremer Unterschied da 
ist. Da würde die Ah Angabe ja fast keinen Sinn machen.

von Erich (Gast)


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>Wieso sollte man eine Last mit konstanter Leistung
>(du meinst eine elektronische?) an so ein Gebilde
>an Batterien hängen?

Wenn der TE eine 12 Volt Glühlampe direkt ranhängt um sein Gartenhaus zu 
beleuchten ist es (näherungsweise) eine ohmsche Last.
Hängt er hingegen eine Wechselrichter ran um dann eine 230V~ Lampe (z.B. 
Leuchtstoffröhre) daran zu betreiben, so ist das (näherungsweise) eine 
Konstantleistungslast.
Und somit liegen unterschiedliche Entladearten vor, selbst wenn die 
beiden Lampen formal dieselbe Wattzahl haben.

von pappes (Gast)


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Reimund schrieb:
> fählt.

Die Batterie fählt mir gleich auf den Füß

von Klaus D. (kolisson)


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sie wir dir den Fuss pfählen.

k.

von Hilfreicher Helfer (Gast)


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(a+b)² = a² + 2ab + b² - å

Damit kann man rechnen!

von kondi (Gast)


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neue binomi ???

von Klaus D. (kolisson)


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er hat sobieso etwas vergessen. Es soll wohl heissen:

((a+b)² = a² + 2ab + b² - å) / Varta * (1/Bosch)

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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;-)

Schon interessant.... eine Anfrage und innerhalb von zwei Tagen 18 
Nachrichten von Teilnehmern die alles gut, besser, am Besten wissen und 
was weiss ich nicht schon alles erlebt haben...aber keine Rueckmeldung 
des Fragestellers!

Im besten Fall hat er es verstanden und traut sich nicht "dankeschoen" 
zu sagen, oder aber er versteht es immernoch nicht, aber dann ist jede 
weitere Stellungnahme ueberfluessig.....


Liebe Gruesse an alle Helfer

Michael

von Klaus D. (kolisson)


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Hallo Michael, (Mexman)
schöne Grüsse von hier.
du hast schon recht aber es hat ja offenbar allen spass gemacht
und der Fragesteller war dann nicht mehr wichtig.

Auch dann passt es ... finde ich.

Der nächste der die Suchfunktion verwendet wird dann alle 
Betrachtungswinkel
kennen ohne eine Frage stellen zu müssen.


Gruss Klaus

p.s.
ich muss gerade lachen, weil ich dachte, der Fragesteller hätte per Wlan
aus dem Auto heraus gefragt. Nun hat er sich massiv verrechnet und kann 
die Antworten nicht mehr lesen.

HIHIH..This is fun

von Hilfreicher Helfer (Gast)


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Klaus De lisson schrieb:
> r hat sobieso etwas vergessen. Es soll wohl heissen:
>
> ((a+b)² = a² + 2ab + b² - å) / Varta * (1/Bosch)

Nee, war schon richtig. å ist der Korrekturterm, wo die 
Batterieparameter sowie Umwelteinflüsse berücksichtigt werden.

von Markus L. (Gast)


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Nachmal zum Beispiel von Fralla, es kann doch nicht sein, das eine 
Bleiakku nur mehr 1/4 der Kapazität hat wenn er schnell entladen wird. 
Weniger ist Verständlich, aber du Berichtest von 1/4!!!

Kann das jemand bestätigen?

von Fralla (Gast)


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Doch das kann sein. Nein, es ist einfach so. Ich hab auch einihe 
Messungen von diesem Batterierack, wo zwischen 20h und 3min Entladen 
wurde. 2min lang benkommt man nur 140kW raus. "Nur" deshalb weil bei 
linearer rückrechnung von 20h auf 2min wäre man bei über 1,5MW. Die 
Kapazitität fällt dabei sogar um fast 1/10 ab. Zwischen 5min und 2min 
sind gewaltige Unterschiede, fast eine halbierung der Kapazität. Ich 
werd seh ob ich paar Messungen finde...

MFG

von Reimund (Gast)


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Erstmal Danke euch allen.

Wenn ich euch Richtig verstanden habe ist das ein Ding der 
unmöglichkeit. Es wird also mehr eine Schätzung als eine Brechnung.

Die Fromle t=c/i ist mir bekannt ist mir aber Wesendlich zu ungenau.

von herbert (Gast)


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Es sind zu viele Parameter die Einfluß auf die entnembare Energie einer 
Kfz Batterie haben.Einige davon wechseln im praktischen Betrieb 
ständig.Das wäre Kaffesatz lesen.Tests mit konstanter Entladung bei 
Konstanter Temperatur zb.erzeugen zwar ein Ergebnis das ist aber für die 
Praxis nicht tauglich.Man könnte sicher eine Computersimulation im Labor 
durchführen.Aber selbst da müßte man die Situation für die Batterie auch 
erst mal kreativ vorgeben.

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