Hallo!
Man sagt, die Kapazität einer Batterie hänge von Entladestrom und Entladespannung ab. Kann mir das jemand erklären? Ist die Spannung, die eine Batterie als Spannungsquelle in einem Stromkreis zur Verfügung stellt, nicht konstant?
Wir haben in unserer Experimentalphysik-II-Vorlesung nur das stupide Berechnen irgendwelcher Stromkreis mit konstanter Eingangsspannung gelernt.
Vielen Dank im voraus!
Gruß Michael
Was soll denn eine "Entladespannung" sein?
Das einzige, was die Batterie "fühlt", ist der Strom, der ihr entnommen wird, und der zeitliche Verlauf desselben.
Das hängt von Deiner Definition von "konstant" und von der Bauart der Batterie ab.
Batterien sind komplexe elektrochemische Fabriken, deren Output sehr wohl auf die Belastung reagiert.
Eben. Und nicht mit Batterien :)
Das waren sozusagen ideale reale Spannungsquellen, mit denen ihr gerechnet habt. Wenn sie einen Innenwiderstand hatten. Wenn nicht, waren es ideale ideale Spannungsquellen.
Kurzzeitig ist eine Batterie eine reale Spannungsquelle, über ihren gesamten Lebenszeitraum ist sie das nicht, da sich mit dem Alter sowohl ihre Leerlaufspannung als auch ihr Innenwiderstand ändert. Abhängig davon, wie sie behandelt wird.
vG
Michael Haberle schrieb:
Nur in einem sehr begrenzten Bereich, und auch das nur annähernd. Und zwar bei niedrigem Laststrom über einen kurzen Zeitraum.
Eine Batterie ist eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand. Durch diesen geht die Klemmenspannung bei Belastung zurück. Wenn der Füllstand konstant ist, kann man dieses Modell verwenden.
Bei Entladung sinkt die Leerlaufspannung der Quelle, und zusätzlich erhöht sich der Innenwiderstand. LiIons machen allerdings wohl noch komischere Sachen zwischendrin....
Über der Zeit aufgetragen sieht das dann in etwa so aus:Das im Bild erwähnte pdf
Die Spannung an den Batteriepolen ist im wesentlichen eine Funktion von Entladestrom und Ladezustand (und dann noch von Temperatur, Druck, Batteriealterung etc. ). Üblicherweise entnimmt man also eher konstanten Strom oder konstante Leistung als konstante Spannung. Bei den meisten Anwendungen lasst man aber halt einfach den Saft raus an einen ohmschen oder gurkigen Verbraucher wie er halt so fliesst ...
Z.B. ein 12V Bleibatterie hat voll geladen ~13.5V Leerlaufspannung, wenn Sie mit der üblichen Float-Schlussspannung von 13.8V (und zur "Verjüngung & Vollauslastung & Erhaltung" möglichst auch mal kurzzeitig ~1..2h mit 14.8V unter etwas Gasen) geladen wurde. Schnell brechen bei Entladung chemisch aber ~0.5V zusammen (die bei temporärer Nichtbelastung nur träge wieder zuwachsen).
Weiter hat man dann grob einen Richtwert "Innenwiderstand" der Batterie - z.B. 20mOhm bei einem 12V 10Ah Blei-AGM-Akku. Damit kann man dann den unmittelbaren weiteren Spannungseinbruch abschätzen. Z.B. 0.1V bei 5 Ampere. Desweiteren fällt dann die Spannung als Folge der fortlaufenden Entladung ab (Entladekurven in Datenblätter). Bei der 12 Bleibatter z.B. bis min. 10.8V (sonst tuts der Batterie nicht gut)
Richtig und wichtig ist der leidige (temporäre und aber auch chronische) Schwund entnehmbarer Gesamtkapazität bei höheren Strömen. Die Nennkapazität einer Blei-AGM-Batterie wird typischerweise für 1/20 C Entladung (also z.B. 0.5A bei einer 10Ah Batterie) angegeben. Mit zunehmendem Entladestrom nimmt dann die unmittelbar entnehmbare Kapazität ab wie z.B. hier auf Seite 3 Abb. 2:
Grüsse Robert
"Michael Haberle" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...
Hallo Michael,
Bei höherem Entladestrom kann man weniger Energie aus der Batterie herausholen. Das ist einfach Fakt. Dazu haben einge andere auch schon Links geliefert.
Die entnehmbare Energie hängt natürlich auch davon ab, wie "tief" man die Batterie entlädt. Das nennt sich dann Entladungs- Endspannung. Je tiefer man die definiert, um so mehr Energie kann man entnehmen (=länger entladen).
Gruß Helmut
Diese Kurve passt wohl nur auf genau diesen Akku.
Bei Blei-Akkus ist es so dass bei stärkerer Belastung kurz nach dem Einschalten der Last die Spannung erstmal stark absinkt, dann aber nach kurzer Zeit wenn der chemische Prozess richtig in Gang gekommen ist, und auch durch die Erwärmung, wieder ansteigt.
Die Bleibatterie hat höchstens kurz nach dem Laden diese hohe Spannung. Nach 24 h sinkt die Ruhespannung je nach Typ auf Werte zwischen 12,6 V und 12,9 V ab.
Die Spannung steigt in der Regel auch kurz nach dem Einschalten der Last wieder leicht an.
Man nennt das auch den Peukert-Effekt und kann nach der Ermittlung des Peukert-Koeffizienten relativ genau ermittel welche Kapazität eine Bleibatterie bei welchem Entladestrom hat.
Kommt auf den Typ an. Bleivlies/AGM's, wie in den Beispielen genannt, die heute außerhalb des Anwendungsbereichs "Starterbatterie" dominieren, führen typischerweise aus chemischen Gründen eine etwas höhere Spannung. Messe gerade an einer (neueren) ~48h nach einer 3-Phasen-Volladung
13.3V, an einer anderen (älteren) ebenfalls nach ~48h und 2-Phasen-Ladung 13.1V.Ohne Mehrphasen-Lader, mit einer billigen 13.8V-Funzel verschenkt man bei AGM's (und teilweise auch bei Gel/Flüssig) unmittelbar und bald auch chronisch ~20% Kapazität, sowie Lebensdauer und entsprechend etwas Spannungslevel.
Ohne regelmäßige totale Volladung durch 3- oder 4-Phasen-Lader, also per Lader mit nur 2-Phasen (bis 14.8V und dann gleich auf
13.8V Float-laden), verschenkt man vielleicht immer noch ~5% Kapazität und einiges an Lebensdauer.Von echten Gel-Batterien kann man mittlerweile wohl abraten. Sie haben fast nur Nachteile gegenüber AGM's.
hmm.. hab ich noch nicht bemerkt. Vielleicht ist das eher bei Flüssigbatterien, da dort an den Plattenoberflächen sich leicht irgendwelche Phasen-Schichten bilden, die dann bei Betrieb temporär wieder "abtauen". Vielleicht steckt da ein ähnlicher Grund dahinter wie bei obiger höherer Grundspannung von AGM's.
Grüsse Robert
Den Effekt habe ich schon bei verschiedensten Batterietype beobachten können.
Hallo Robert, von solchen Mehrphasenladern habe ich schon geh=F6rt. Ich w=FCrde mir auch gern einen solchen bauen. Hast Du irgendeinen Link, aus dem die daf=FCr sinnvollen Ladespannungen, -str=F6me und -zeiten hervorgehen? Gruss Harald
z.B. zu den IVT Geräten hier:
Die besten Blei-Lader - und etwas teurer - baut wahrscheinlich CTEK
Die Impulserhaltungsladung nach der Vollladung hat vermutlich Vorteile bei langem Dranlassen des Akkus gegenüber dem 2.3V Float-Laden (bei Zyklus-Betrieb weniger wichtig) Ein andauerndes 2.3V Float-Laden, v.a. wenn die Spannung nicht ganz passt lässt den Akku ungünstig altern oder gar "dick werden" durch Korrosion und Gasen. Die Pulse vermeiden dies und tragen überdies auch noch weiter zur Entsulfatierung bei und ermöglichen eine permanente 100%-Ladung.
Hier ist das Schema für die CTEK "4-Phasen"-Funktion:
Grüsse Robert
On 24 Mai, 10:33, robert wrote: .=2E.viel Text =FCber richtiges Bleiakkuladen. Vielen Dank! Gruss Harald
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