Stromversorgung - oldStyle

[blobber]

Servus,

ich bräuchte mal eure Hilfe und bitte um eure Kritik, um Fehler zu vermeiden oder auch zu korrigieren!

12V-Akku
Ich nehme einen 10er Batteriehalter (Pollin 270 182) und betück ihn mit 10 Akkus zu je 1,2V!

Was ich will:
1.) Eine Ladezustandsanzeige, die (Strom für die LED von dem Batterieblock!) mir anhand von 10 LED anzeigt, wie voll der Batterieblock ist! Dabei soll die Unterteilung in 10%-Schritten erfolgen! Sobald einer der letzten LED aufleuchten (z.B. LED 1) wird automatisch eine Relaisschaltung aktiviert und lädt den Akku wieder auf!

2.) Tiefentladeschutz
Kann ich einen beliebigen Tiefentladeschutz für 12V DC nehmen, oder muss ich was spezielles beachten?


3.) Ladegerät
Ich brauche die Bauanleitung oder einen Bausatz für ein einfaches, aber zuverlässiges Ladegerät, dass z.B. bei einem Ladepegel von 20% sich einschaltet und bei 90% abschaltet!


Und als wäre das noch nicht genug: Ich will das Ganze noch im oldStyle, mit Relais, LED, Widerstände und das "absolut" Notwendigste, was man im Zeitalter vor dem Mikroprozessor benutzt hätte! Der Sinn dahinter ist, das das Ladegerät zuverlässig sein muss und nicht auf einen Mikroprozessor angewiesen sein soll!

Ich dachte an eine Art "Box", die sowohl die Anzeige als auch das Ladegerät beherbergt und zwischen dem Akku und dem Verbraucher geschaltet wird. Wenn der Pegel stark abfällt ( unter 20% - oder sind 10%/30% besser?) soll der Akku automatisch geladen werden!

Für die Ladezustandsanzeige würde ich gerne 10 LED benutzen!
LED 1+2+3 = rot
LED 4+5+6 = gelb
LED 7+8+9+10 = grün

Rein von der Logik klingt es für mich plausibel, wenn man jede LED so mit der Batterie verbindet, dass sie nur dann leuchten, wenn der Zustand (z.B. anhand des Widerstands) einen bestimmten Wert übersteigt! Also z.B. Ladezustand größer als 50% = LED 1 leuchtet bei mehr als 10%, LED 2 leuchtet bei mehr als 20% .... kann man das machen?

Jetzt vermute ich mal, dass es ratsam wäre, die Akkus nicht zu laden, während noch der Verbraucher dran hängt - weshalb ich ein Relais am Ladekabel dran hängen werde, dass dann den Verbraucher auf eine 2. Batterie umschaltet!

Und jetzt vernichtet meine Illusionen ..... :D

[ranke]

Und jetzt vernichtet meine Illusionen


Gut, ich probiers mal.
Problematisch ist bei der Idee in erster Linie, dass man meßtechnisch kaum den Ladezustand eines Akkus (ich vermute, wir sprechen hier von NiMH oder NiCd, die sich recht ähnlich sind) feststellen kann. Die vermutlich noch beste Lösung wäre zu messen, wieviel Ladung seit der letzten Volladung entnommen wurde, außerdem einen Zuschlag für die Zeit seit der letzten Volladung wegen der Selbstentladung. Das ist technisch recht aufwendig und geht wohl kaum ohne Mikroprozessor, die Daten müssen ja im Zweifel über Monate gespeichert werden, das scheint mir mit Analogtechnik nicht möglich.

[blobber]

Ok, dass mit dem Laden ist damit quasi abgehakt!

Wie schaut das aber mit der Ladungszustandsanzeige aus? Kann man anhand der Spannungskurve etwas über den Ladepegel aussagen? Es muss nicht exakt sein, mir gehts nur darum, ob ein Akku-Pack z.B. nur noch 30% oder z.B. 90% Ladung hat!?

Was ist von der Idee zu halten, die LEDs den entsprechenden Spannungen hin anzupassen und ein Aufleuchten zu verhindern, wenn diese nicht mehr über einen bestimmten Wert kommen?

[ranke]

Möglicherweise habe ich mich undeutlich ausgedrückt. Das Laden geht sicherlich mit einer konventionellen Schaltung (ohne MC), die Ladeanzeige geht nicht! Eine Spannungsmessung gibt keine brauchbare Aussage über den Ladezustand, außer dass bei einer Mindestspannung abgeschaltet werden sollte, das wäre dann Ladezustand leer. Viel mehr läßt sich da nicht machen.
Zum Laden: Mit einem (möglichst hohen) Konstantstrom, dabei die Spannung messen. Bei Stagnieren oder beginnendem Stagnieren (also Spannungsanstieg pro Zeiteinheit wird geringer) ist vollgeladen. Je höher der Ladestrom, desto besser läßt sich das Abschaltkriterium messen. Verschiedene Akkuhersteller haben entsprechende Infos online, bitte selber suchen!

[blobber]

Aha, danke!

Aber es gibt doch Ladezustandsanzeigen für normale Batterien, die man im Baumarkt schon für paar Euro hinterhergeschmissen bekommt!

Bisher habe ich mich bei den Anzeigen für einzelne Batterien gut drauf verlassen können! Kann ich so ein Teil auch für die Anzeige der 12V-Akkublocks benutzen, wo der Ausschlag der Nadel etwas über den Ladezustand oder Restladung aussagt?

Und schalte ich einfach einen 12V-Tiefentladeschutz dazwischen oder muss ich was anderes beachten?

[ranke]

Aber es gibt doch Ladezustandsanzeigen für normale Batterien, die man im Baumarkt schon für paar Euro hinterhergeschmissen bekommt!


Die Tatsache, dass man sowas für Ni-basierte Akkus nicht bekommt könnte eventuell zu denken geben.



Und schalte ich einfach einen 12V-Tiefentladeschutz dazwischen oder muss ich was anderes beachten?


Zur Entladeschlussspannung möchte ich erneut auf die Publikationen verschiedener Akkuhersteller hinweisen. Die wissen das besser als ich (und ich muss es nicht nochmal haarklein aufschreiben).

[ranke]

Die Tatsache, dass man sowas für Ni-basierte Akkus nicht bekommt könnte eventuell zu denken geben.


Hier noch ein Bildchen, das das Verhalten der Akkus im Vergleich mit einer Batterie deutlicher zeigt:
http://www.jens-seiler.de/bastelecke/akkus/#entladespannung
Was uns das Bild noch nicht verrät, ist die Tatsache, dass die Spannung noch vom Entladestrom, Temperatur, vielleicht auch Alterung, Akkutyp usw. abhängt.

[blobber]

Danke!
Zur Info: Es handelt sich um einen Block von 10 Eneloop AA (Ni)!

Ich habe verstanden, dass die Entladekurve sehr schwierig zu bemessen ist, da die Alterung und der Zustand und Alter der Akkus nicht gebührend berücksichtigt wird!

Frage: Ist folgende Vorgehensweise "sinnvoll" oder "sinnlos":

Ein Verbraucher reisst ja die Stromspannung ein wenig nach unten! Mal angenommen ich gehe davon aus, dass der Strom von 12V auf 11 Volt runter geht. Sobald der Akku der roten Zone nähert, müsste er laut der Grafik ja noch deutlicher Abfallen, auf z.B. auf 9 Volt! Wenn ich jetzt ein Relais zwischen einem Verbindungskabel (+/-) schalte, dass den Stromkreis des Verbrauchers schließt, sobald der Strom da ist und sobald der Strom unter 9 Volt liegt automatisch sich öffnet ... wäre das dann als Tiefentladeschutz ausreichend?

Mir geht es nicht darum einen perfekten Tiefentladeschutz zu haben, sondern zu vermeiden, dass die Akkus "kaputt" gehen, weil ich vergessen habe, vorher das Akkupack auszustauschen! I.d.R. wird er eh vor dem "Abnippeln" ausgetauscht - mir gehts um eine rein physische Sicherung ... als ein Rettungsanker ...

kann das so funktionieren oder ist es bei 9V (mit angeschlossenem Verbraucher) bereits zu spät?

Ich werde mich jetzt mal in die Eneloop-FAQ einlesen ....

[blobber]

Beim Korrekturlesen habe ich selbst ein Problem gefunden ... sobald das Relais die Verbindung trennt, ist der Verbraucher weg und die Spannung steigt wieder an .... ein Rohrkreppierer ... gelöst dadurch, dass ein Timer aktiviert wird, der einen Alarmton von sich gibt und dem alten Sack signalisiert ... Zeit zum austauschen!

[ranke]

Hier (http://www.gpbatteries.com.hk/html/pdf/NiMH_technical.pdf)steht:
"For battery packs connected with
more than 8 cells in series, the recommended
discharge end voltage is 1.2V times the number
of cells, less by one."
Also bei 10 Zellen: 9 * 1,2 V=10,8 V Als Kriterium für "entladen". Leider steht kein Entladestrom dabei, der ist ja oft auch nicht bekannt.

[PICture]

Hallo!

Oder einfacher je nach Entladestrom unabhängig von Anzahl von 1,0 bis 1,1 V pro Zelle ...

Ich habe früher für Kontrolle ein Fensterkomperator (also mit Hysterese) benutzt.

MfG

[Jakob L.]

Diese billigen Batteriehalter haben recht hohe Kontaktwiderstände und sind daher nur für geringe Entladeströme (<1A) geeignet. Die Akkus selbst können bei geeigneter Kontaktierung (z.B. Löten oder Punktschweissen) auch deutlich höhere Ströme liefern.

Wie schnell müssen denn die Akkus geladen werden? Für eine schnelle Ladung braucht man eine zuverlässige Erkennung, wann der Akku voll ist (=> d2U/dt). Das ist allein mit Analogtechnik nicht leicht zu realisieren. Wenn du immer wartest, bis der Akku leer ist, dann kann bei niedrigem Ladestrom auch eine einfache Abschaltung nach einer bestimmten Zeit reichen.

Hast du irgendwelche besonderen Gründe, warum es unbedingt NiMH-Akkus sein müssen? Blei- oder LiFePo-Akkus wären bei der Ladetechnik wesentlich unkomplizierter und erlauben eine verlässlichere Bestimmung des Ladezustands anhand der Spannung. Vielleicht sind ja 4 Stück A123 LiFePo-Akkus mit 2300 mAh besser geeignet. Da braucht man zum Laden nur eine Konstantspannung von 14,4V.

[blobber]

Was für eine Abschaltung meinst du?

Ich habe viele Eneloops in Benutzung, daher sind diese als Austauschbatterien für mich sinnvoller, als 2 Systeme (Eneloop + 12V-Block) mit mir rumzutragen! Ich dachte halt, dass ich mir das Auswechseln vielleicht ersparen könnte!

[Jakob L.]

Das Ladegerät muss sich abschalten, wenn der Akku voll ist. Überladung mögen die NiMH-Akkus überhaupt nicht. Wenn der Akku vorher ganz leer ist, dann kann man auch einfach mit einem (nicht zu hohen) Strom für eine bestimmte Zeit laden, so dass der Akku danach rechnerisch voll ist.

Es ist übrigens keine gute Idee, die selben Akkus sowohl in einem Pack als auch einzeln zu verwenden. Wenn man die Akkus ein mal zu einem Pack zusammenschaltet, dann sollten die Akkus auch zusammenbleiben, damit sich der Zustand der Zellen nicht auseinanderentwickeln kann.

[blobber]

Diese Info kommt Jahre zu spät :-)

Ist ja auch nicht in Dauerbenutzung ....

Einige User haben ja das (Technoline BC 700 Akku-Ladegerät), bzw. ein baugleiches empfohlen ... ist aber nur für 4 Stück! Kann mir einer ein gutes, wenn möglich günstiges Ladegerät empfehlen? Vorzugsweise für 8 Eneloops auf einmal!