Genauer Akkustand ermitteln

[kritias]

Hier mein Problem:
An meinem Segway Nachbau möchte ich den genauen Akkustand ermitteln. Ist ja auch wichtig wenn man weis wie weit man noch kommt.
Ich habe das zuerst über die Spannung probiert. (Bleiakkus, 36V) Leider geht die Spannung je nach Stromabnahme in die Knie. Beim Bremsen und der entsprechenden Rückspeisung steigt diese stark an. Das bringt also nix.
Dann dachte ich, ich addiere einfach die entnommenen Wattsekunden auf. (je nach dem ob ich entnehme oder rückspeise mit anderem Vorzeichen.) Das hat eigentlich recht gut funktioniert. Die beiden Motorregler liefern ja 100 mal pro sekunde Spannung und Strom an die Hauptsteuerung zurück.
Ich habe aber dabei zwei Probleme erkannt:

1. Wenn ich 1Wh aus dem Akku entnehme mus ich 2.5Wh mit dem Ladegerät nachfüllen damit der wieder voll ist. War mir eigentlich klar. Nur so viel?

2. Da offensichtlich die Energie die in den Akku kommt nur zu einem gewissen Prozentsatz entnommen werden kann, ist meine Messung so ziemlich für den A... Während dem Balancieren wird ja auch ständig beschleunigt und gebremst und somit zwischen Entnahme und Rückspeisen gewechselt. Je nach Fahrstil sicher auch unterschiedlich.

Hat da jemand eine Idee wie ich das so hinkriege, daß meine Messung genau wird? Oder muss ich einfach einen Akkuwirkungsgrad beim Rückspeisen einkalkulieren und einen Fehler in Kauf nehmen wenn der sich mit der Zeit ändert...

[PICture]

Hallo kritias!

So weit ich weiss, bei den Bleiakkus ist die zu etnehmende Energie der zugeführter gleich. Ich vermute, dass deine Berechnungen nicht richtig sind, weil um die Energie zu berechnen muss man Spannung und Strom in entsprechender Zeit integrieren.

MfG

[ranke]

Wenn man an den Elektrolyt hinkommt, könnte man über die Konzentration der Schwefelsäure (z.B. Messung der Brechzahl) den Ladezustand messen. Sind aber wahrscheinlich geschlossene Zellen.
Die Bilanzrechnung, die Du jetzt gemacht hast, finde ich so schlecht nicht. Man kann den Sicherheitsfaktor noch etwas größer machen, quasi als "Reservetank". Hundertprozentig wird es nie, stell Dir vor, den letzten Kilometer geht es steil bergauf - da müsste Deine Anzeige schon hellsehen können. Bei meinem Auto ist das auch so. Wenn ich oben am Berg tanke und geruhsam herunterrolle, zeigt er mir Reichweiten über 1200 km an. Aus Erfahrung weiss ich, dass nach 650 km wieder tanken angesagt ist.

[kritias]

Ich bekomme 100 mal pro sekunde die Spannung und den Strom geleifert. Die multipliziere ich. Damit habe ich die entnommene Leistung in 1/100 Ws. Also das ganze noch durch 100 dividieren und immer aufaddieren. Das sind dann ja Ws oder Joule. 3600Ws sind dann eine Wh.

Die zu entnehmende Energie ist aber eben nicht gleich der zugeführten Energie. Sie ist IMMER geringer. Alles andere geht in Richtung Perpetoumdingsbums und ist somit bei Todesstrafe verboten. (Sich schämen bis zum Tode) Mich stört in meinem Fall nur, daß der Faktor 2,5 beträgt, und vermutlich je nach Stromstärke der Entnahme und Stromstärke der Rückspeisung auch noch unterschiedlich ist. Muss ich womöglich genaue Akku-Kennlinien bei verschiedenen Stromstärken aufnehmen um da zu einem genauen Ergebnis zu kommen? Da ist der Akku ja fertig bis ich alles gemessen habe.

[PICture]

Hallo!

@ kritias

Das mit dem dividieren verstehe ich leider nicht, weil bei numerischer Integration wird es immer nur multipliziert und addiert. Ich würde es eben 100 mal pro Sekunde multiplizieren und immer die Ergebnisse addieren.

MfG

[kritias]

@PICture

Das mit dem dividieren ist ja nur, weil ich sonst bei 100 Messwerten pro Sekunde nach einer Sekunde eben nicht Ws bekommen würde sondern den 100fachen Wert. Ich bekomme pro Messung eben 1/100Ws. Also U*I*1/100 oder halt U*I/100

[PICture]

Dann passt es schon, bloss aus deiner Beschreibung war es für mich nicht ganz klar. Für mich wäre es verstädlicher wenn du gesagt hättest, dass du jeden Ergebnis durch 0,01 s multiplizierst...

Ich bin kein Experte für Bleiakkus und wusste bisher auch nicht, dass es ein so großen Unterschied zwischen Theorie und Praxis gibt.

MfG

[kritias]

Das wird sicher auch der Grund sein warum irgendwie alle Akkuanzeigen bei Handys oder sonstwas so ungenau sind. Eigentlich wollte ich ja nur den "Stand der Technik" anwenden und keine Forschung betreiben. Hoffentlich weis noch einer wies richtig gemacht wird.

[kolisson]

hallo ,

es ist sicherlich notwendig die strommesschaltung mal genau zu prüfen, ob sich da nicht messfehler einschleichen. es fliessen ja wohl hohe ströme und dabei entstehen ja schon grössere spannungsabfälle auf den leitungen.

wie misst du denn den strom ?
funktioniert die messung unter laborbedingungen z.b. mit nem starken netzteil. (definierten strom durch den fühler .. einmal rechtsrum einmal linksrum)

ansonsten lies mal hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Akkumul...d_Wirkungsgrad

da steht ja was von 60%

gruss klaus

[PICture]

Hallo!

@ kritias

So wie der kolisson schon erwähnt hat, ist dein Problem mit Energiebilansierung des Akkupack vor allem mit vielen in deinen richtigen Berechnungen nicht berücksichtigten und theoretisch messbaren Energiewandlungen (Innenwiderstand, Temperatur u.s.w.) verbunden.

Ich denke, das genaue Berücksichtigung allen möglichen Energiewandlungen praktisch unmöglich ist und man muss leider damit leben, dass man die genaue Energiebilansierung nicht erreichen könnte und von dir ermittelten Fehlerfaktor annehmen.

Mfg