Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energiedichte von LiIon Akkupack berechnen


von Lillypro (Gast)


Lesenswert?

Hallo Welt,

irgendwie finde ich widersprüchliche Angaben zu diesem Thema...

Wenn man ein Akkupack mit 18650 Li/Ion Zellen aufbaut - wie berechnet 
man dann die Energie?
Anhand der Nennspannung der Zelle (3.6 V) oder anhand der 
Ladeschlussspannung (4.2 V)?

Also z.B.

14 Zellen x 2Ah * 3.6V = 100.8 Wh

oder

14 Zellen x 2Ah * 4.2V = 117.6 Wh

Würde mich freuen, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen kann.

Dankeschön, Lillypro

von Erich (Gast)


Lesenswert?

Lillypro schrieb:
> wie berechnet man dann die Energie?

Eher anhand des Datenblatts der verwendeten Zelle,
unter Berücksichtigung der eigenen, tatsächlich genutzen 
Ladeschlußspannung und Entladungsabschaltspannung.

Gruss

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Energie E = P * t
Leistung P = U*I
also ergibt sich:

jetzt du.

Lillypro schrieb:
> Anhand der Nennspannung der Zelle (3.6 V) oder anhand der
> Ladeschlussspannung (4.2 V)?

Mathematisch richtig anhand des Integrals des Produktes aus Spannung und 
Strom über die Zeit.

In deinem Fall wahrscheinlich ausreichende Näherung:
Mittelwert der Spannung und Mittelwert des Stroms und dann in obige 
Formel einsetzen.

von Lillypro (Gast)


Lesenswert?

Huhu,

Erich schrieb:
> Eher anhand des Datenblatts der verwendeten Zelle,
> unter Berücksichtigung der eigenen, tatsächlich genutzen
> Ladeschlußspannung und Entladungsabschaltspannung.

Udo S. schrieb:
> Energie E = P * t
> Leistung P = U*I
> also ergibt sich:
>
> jetzt du.


Naja - das Prinzip hab ich verstanden. Die Frage ist ja, welche Spannung 
hier für U eingesetzt werden soll...

Bei einer Zelle mit folgenden Angaben im DaBla:

Ladeschluss-Spannung: 4.2V
Entladeschluss-Spannung: 2.0V
Nominal: 3.6 - 3.7V

Bisher kannte ich die Varianten Ladeschluss-Spannung und Nominal 
Spannung.
Neu hinzugekommen ist jetzt gerade die, einen Mittelwert aus beiden zu 
bilden.

Ich bin verwirrt.
Das müsste doch irgendwo definiert sein.
Schließlich basieren ja z.B. auch Gefahrgutregeln und IATA 
Transportbedingungen auf einer Angabe der Wattstunden. Und bei größeren 
Akkupacks ist es ja schon ein Unterschied, ob man mit 4.2V oder mit 3.6V 
rechnet...

von Jemand (Gast)


Lesenswert?

Hallo

nicht unwahrscheinlich:

Was der Hersteller drauf schreibt (auf den Akku / den Datenblatt) wird 
in der Praxis, zumindest bei uns "Kleinvieh" beim Versand , Flug etc. 
vom Belang sein.
Klingt alles andere als Professionell, ich würde aber so einiges Wetten 
das das so in der Praxis bei dir und mir gehandhabt wird.

Ansonsten:
Je mehr es in Richtung Laien und Massenmarkt geht (Extrem oft bei 
Powerbank und Co.) gerne 4,2V weil es viele Wh bringt.
Beim zuverlässigen und ehrlichen Hersteller wohl die mittlere 
Entladespannung und beim pessimistischen Profinutzer der es nicht selbst 
bezahlen muss (Forschung, Spezialprodukte die Funktionieren müssen und 
wo es nicht auf 50Euro oder gar 500Euro ankommt) wohl das verfahren was 
Udo erwähnt hat.

Bei der bösartigen Lehrkraft natürlich auch letzteres Verfahren...

Jemand

von lillypro (Gast)


Lesenswert?

Hallo Jemand,

also mir geht es darum, belastbare bzw. Nachweisbare angaben für die 
akkupacks meines Hexacopters zu machen.

Bisher habe ich das selber nie so genau genommen, aber jetzt hatte ich 
den fall, dass das Gerät für filmaufnahmen nach Dubai musste und da 
wurde das zu einem riesenproblem.

Ziel ist nun, akkupacks knapp unter 100Wh zu bauen, damit sie auf 
passagierfliegern mitfliegen können - trotzdem will ich natürlich das 
optimum rausholen. Wenn man mit 3.6V rechnen kann, käme mir das daher 
eher entgegen.
Aber sieht der rest der welt das auch so?

Daher wundert mich ein wenig, dass ich nirgends eine exakte Angabe dazu 
finde...

Hmmm - ich suche mal bei packherstellern und rechne dort nach...

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

lillypro schrieb:
> Daher wundert mich ein wenig, dass ich nirgends eine exakte Angabe dazu
> finde...

Die exakte Angabe sollte dir der Hersteller der Akkus geben können. 
Diese Angabe dürfte auch die einzige belastbare weil nachprüfbare Angabe 
sein.

Wie immer wird das eigentliche Problem erst nach den ersten 5-20 
Beiträgen geschildert :-(

von Timo N. (tnn85)


Lesenswert?

Du brauchst das Datenblatt des Herstellers der Zellen. Damit kannst du 
es dann selbst für deinen Akkupack ausrechnen.

Im Übrigen ist die Energie immer davon abhängig, bei welchem Strom du 
den Akku letztendlich entlädst.
Ob es da einen Normstrom für die Angabe einer normierten Energieangabe 
(Wh) gibt, kann ich dir nicht sagen.


Natürlich kannst du auch selbst eine Entladekennlinie für die von dir 
entnommenen Durchschnittstrom anfertigen
(siehe z.b. http://www.dampfakkus.de/akkutest.php?id=610)

Letztendlich ergibt sich dann die Energie zwischen Ladeschlussspannung 
und Entladeschlusspannung als Integral über die aktuelle Spannung zum 
jeweiligen Zeitabschnitt der Messung aufsummiert.

Daraus kannst du dann dein persönliches Datenblatt erstellen und vor dem 
Sicherheitspersonal am Flughafen rumwedeln. Gesetzeskraft hat das 
natürlich nicht. Vielleicht überzeugt es aber.

Ich weiß nicht ob du das Leben von anderen Passagieren riskieren willst 
und dir über die Gefahren eines selbst zusammengebauten Akkus mit hoher 
Energiedichte im Klaren bist bzw. welche Sicherheitsvorkehrungen zu 
treffen sind (Schutzschaltung etc.). Das wäre aber ein anderes Thema.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Lillypro schrieb:
> das Prinzip hab ich verstanden. Die Frage ist ja, welche Spannung
> hier für U eingesetzt werden soll...
>
> Bei einer Zelle mit folgenden Angaben im DaBla:
>
> Ladeschluss-Spannung: 4.2V
> Entladeschluss-Spannung: 2.0V
> Nominal: 3.6 - 3.7V

Als Abschätzung kannst du die nominale Zellspannung einsetzen. Man muß 
hier nicht päpstlicher sein als der Papst. Die Kapazität (physikalisch 
korrekt: Ladungsmenge) des Akkus ist ja auch nur eine nominale Angabe, 
die nur für einen definierten Entladevorgang garantiert wird.


lillypro schrieb:
> mir geht es darum, belastbare bzw. Nachweisbare angaben für die
> akkupacks meines Hexacopters zu machen.

Das ist dann eher eine Hochstromanwendung. Da kannst du sowieso nur 
einen Bruchteil der Akku-Kapazität entnehmen. Bzw. mußt die 
Kapazitätsangabe des Herstellers passend zum Entladestrom nehmen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.