Hallo, angenommen ich habe einen Bleiakku (12V, 4Ah), mit dem ich eine kleine Schaltung inkl. AVR betreibe. Nun würde ich gerne den Ladzustand des Akkus messen, um z.B. eine rote Warn-LED leuchten zu lassen, bevor sich der Akku komplett entlädt. Bei der Suche im Forum bin ich auf den Ansatz "einfache Spannungsmessung" gestoßen. Ich stelle mir das also so vor: 1. Die 12V des Akkus werden per Spannungsteiler auf 5V runtergeteilt. (zur Sicherheit würde ich hier noch einen größeren Bereich wählen, z.B. 0-14V am Akku -> 0-5V am AVR) 2. Der AVR misst diese Spannung per ADC (10 bit). Obwohl sich die Akku-Spannung ja nur in einem kleinen Bereich bewegt (10-13V?) sollte dies dank der hohen Auflösung des ADC ausreichend genau erfasst werden können. Nun stellen sich mir folgende Fragen: 1. Ist der Ansatz sinnvoll? 2. Macht es ein Problem, wenn meine Schaltung den Akku während der Messung (geringfügig) belastet? 3. Wie bestimme ich Vmax (Akku auf 100%)? => Vermutlich einfach volladen? ;-) 4. Wie bestimme ich Vmin (z.B. Akku < 10%)? => Datenblatt gibt es nicht. Auf Werte aus dem Netz vertrauen? Akku kontrolliert entladen (wie?)? Danke für jeden Ratschlag!
Warum gibt es keine Ladezustandsanzeige in Autos? Richtig, weil es sehr schwer ist den Ladezustand des Akkus zu bestimmen. Du kannst nur vollladen und dann den Strom der über die Zeit entnommen wird aufsummieren um eine ungefähre Idee des Ladezustands zu erhalten. Weiter sind Bleiakkus nicht ohne weiteres dafür gedacht oft und weit entladen zu werden. Sie müssen nach einem (Teil)entladen schnellst möglich wiesder aufgeladen werden. Selbst bei sogenannten zyklenfesten Bleiakkus werden meist nur Entladezyklen bis 50% Nennkapazität angegeben. Dein Ansatz ist also so nicht machbar.
Boris P. schrieb: > Der AVR misst diese Spannung per ADC (10 bit). > Obwohl sich die Akku-Spannung ja nur in einem kleinen Bereich bewegt > (10-13V?) sollte dies dank der hohen Auflösung des ADC ausreichend genau > erfasst werden können. Du kannst diesen Bereich auch dehnen, indem du eine Zenerdiode in Reihe mit dem Messeingang des AVR legst (Sperrichtung natürlich). Wenn du z.B. eine Zenerdiode mit 10V nimmst, durch die ein kleiner Strom fliesst, 'zieht' die Z-Diode immer diese 10V (idealisiert) von der Messspannung ab. Damit hast du dann die gesamten 10 bit des ADC auf den Bereich 10V (entspricht 0V am ADC) - 15V (entspricht 5V am ADC) gedehnt. Boris P. schrieb: > 2. Macht es ein Problem, wenn meine Schaltung den Akku während der > Messung (geringfügig) belastet? Hängt natürlich davon ab, wie gross der Akku ist und wieviel deine Schaltung vertilgt. Je grösser der Akku und je kleiner der Stromverbrauch der Messschaltung, umso besser. Das schöne an der Zenerdiodenschaltung ist jedenfalls, das unterhalb der Zenerspannung (z.B. die o.a. 10V) kein Strom mehr durch fliesst und deswegen den Akku nicht weiter entlädt.
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Matthias Sch. schrieb: > Wenn du z.B. > eine Zenerdiode mit 10V nimmst, durch die ein kleiner Strom fliesst, > 'zieht' die Z-Diode immer diese 10V (idealisiert) von der Messspannung > ab. Vor allem wenn der Akku fast entladen nur 12V hat und geladen 13,8. Geladen fliesst fast der doppelte Querstrom und sowohl Akku als auch Zehnerdiode sind ja auch so temperaturunabhängig. Sorry Matthias aber was du vorschlägst wird nicht mal ein Schätzeisen.
Udo Schmitt schrieb: > Dein Ansatz ist also so nicht machbar. Natürlich ist der Ansatz so machbar. Es hat ja niemand was von hochpräziser Ladezustandermittlung geschrieben. Miß die Spannung, und schalte bei 11.x Volt ab oder die LED an. x wählst du nach Akku und persönlichem Empfinden. Das ist allemal besser, als ganz ohne Spannungsüberwachung. Oliver
Natürlich kann man bei einem Bleiakku, von der Spannung auf den Ladezustand schließen. Die Säuredichte ändert sich. Das wirkt sich direkt auf díe Spannung aus. Richtwerte: 14,4V bis 14,7V Ladeschussspannung, die Batterie fängt an zu gasen. Diese Bereiche sollte man bei stationären Einsätzen ab und an mal erreichen, damit sich die Säure wieder schön durchmischt. (entfällt, bzw. ist sogar gefährlich bei Gelakkus) 13,8V Ladegenzspannung für Dauerladegeräte (Laderegler PB137). Der Akku hat dann über 75% seiner Kapazität. Ein Abfall unter 11V ist zwingend zu vermeiden. Es droht Tiefendladung/Sulfatierung Überhaupt, um schleichende Sulfatierung zu vermeiden ist es sinnvoll ab und an mal heftige Ströme zu entnehmen. Die angegebenen Spannungen sind leicht abhängig von der konkreten Batterie und von der Temperatur. Großladegerte messen auch die Temperatur. Man kann aus den Werten Temperatur und Spannung recht genau auf den konkreten Ladezustand schließen. Das ist nicht ganz linear, aber für Richtwerte reichts alle male.
Oliver schrieb: > Natürlich ist der Ansatz so machbar. Es hat ja niemand was von > hochpräziser Ladezustandermittlung geschrieben. Richtig, ich wollte das jetzt auf's Prozent genau ausrechnen. Das wäre zwar nett, muss aber nicht sein. Im Prinzip reicht es mir zu wissen, dass der Akku > 50% seiner Ladung verloren hat, um den Nutzer (mich) zu warnen.
Du kannst ihn grob abschätzen, dazu solltest du aber am Besten auch die Temperatur messen. Du musst aber klar zwischen Ladespannung und Spannung eines Akkumulators der Stom abgibt unterscheiden. Die Ladeschlussspannung des Akkus mag 13,8 - 14,2V sein (Je nach Typ und Temperatur) aber die Spannung bricht nach dem Beladen nach kurzer Belastung auf ca. 12,5V zusammen. Wie gesagt das Ganze ist Temperaturabhängig.
Udo Schmitt schrieb: > Geladen fliesst fast der doppelte Querstrom und sowohl Akku als auch > Zehnerdiode sind ja auch so temperaturunabhängig. > Sorry Matthias aber was du vorschlägst wird nicht mal ein Schätzeisen. Die Ströme können so gewählt werden, das der Querstrom in einem passenden Bereich zur Z-Diode sind, das ist wirklich kein Problem. Oder man nimmt den TL431, der ist auch gleich temperaturkompensiert. Wer Spass dran hat, kann ja auch noch einen Thermofühler mit anschliessen. Das man einmal ein Voltmeter zum kalibrieren heranzieht, ist eh nicht vermeidbar.
Boris P. schrieb: > Richtig, ich wollte das jetzt auf's Prozent genau ausrechnen. Das wäre > zwar nett, muss aber nicht sein. Selbst mit Ladebilanzmessung, die Du ja mit einem µC gut machen könntest, wirst Du bestenfalls 10% Genauigkeit erreichen. Mit Spannungsmessung dürfte der Fehler eher bei 50% liegen. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Mit > Spannungsmessung dürfte der Fehler eher bei 50% liegen. Was ja ausreicht. Wenn man 11V ohne Last misst, ist der Akku mit Sicherheit noch nicht ganz leer, aber leer genug zum baldigen Nachladen. Das ist genau genug. Oliver
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