Berechnung der Akkuleistung und Berechnung der Akkuladezeit

[manga]

Problem wurde beseitigt.

[ranke]

Ich habe schon ein DC-Motor

Der Motor hat einen Nennstrom von 4,9A bei 24V

Wie kann ich die Ladezeit und Betriebsdauer berechnen?

Betriebsdauer:
Bei Akkus gibt es im Allgemeinen eine Angabe von Amperestunden (Ah). Ein Akku mit 24V Spannung und 4,9Ah könnte theoretisch eine Stunde lang den Nennstrom von 4,9 A aufbringen. Praktisch sind solche Werte gerne schöngerechnet, man wird den Akku also praktisch keine ganze Stunde nutzen können, das hast Du ja selbst schon erkannt.
Was für die Akkuauswahl noch wichtig wäre:
Welche Betriebszeit zwischen zwei Ladungen wird angestrebt?
Kann man die tatsächliche Stromaufnahme noch besser abschätzen? Dazu ist anzumerken, dass der vom Motor aufgenommene Strom stark von der Belastung abhängt, es werden beim Anlaufen kurzzeitig Ströme um ca. 50-100A fließen, beim Fahren ohne Last wird der Strom wesentlich geringer sein als der Nennstrom.
Ladezeit: hängt stark vom Akkutyp und vom vorhandenen Ladegerät ab. Ladegeräte für schnelle Ladung sind meistens teurer als für langsame Ladung.
Beim Akkutyp könnte man an Blei, Nickel-Metallhydrid oder eine der neueren Lithiumtypen denken. Alle haben in der Praxis unterschiedliche Eigenschaften. Deshalb kann ich so einfach keine klare Empfehlung geben. Wenn die Größe (Amperestunden) einmal festgelegt ist, kann man verschiedene Typen vergleichen um den geeignetsten zu finden.

den Akku bei einem Ladestand zwischen 20 und 80% zu nutzen, wobei die effektivste Nutzung bei einem Ladestand von 60% erreicht werden könnte

Auch das ist bei den verschiedenen Akkutypen unterschiedlich. Voll laden sollte man sie eigentlich alle, bei manchen Typen (Blei) ist es aber günstig, wenn die Ladung nur teilweise nutzt.

Sehr geehrte Damen und Herren ... Könnten Sie ...

Hier im Forum pflegen wir einen weniger förmlichen Umgangston, die Anrede per "Du" ist üblich und wird nicht als Mangel an Respekt verstanden. Deine förmliche Anrede ist nicht schlimm, nur ungewöhnlich hier.

[manga]

Problem wurde beseitigt.

[Geistesblitz]

Aus der Spannung und den Amperestunden ergibt sich die gespeicherte Energie. Ein Spannungswandler könnte zwar die Spannung von 12V auf 24V hochschrauben, würde dafür aber auch den doppelten Strom fressen und der Akku hält nur halb so lange. Dir wird hoffentlich der Begriff "Energieerhaltungssatz" etwas sagen. Ein Akku mit 12V und 40Ah enthält etwa die gleiche Menge Energie wie ein Akku mit 24V und 20Ah.

Ansonsten könnte es sich schon lohnen, hier im Vierquadrantenbetrieb zu fahren. Was das bedeutet: anstatt zu bremsen wird die kinetische Energie der Laufkatze wieder in elektrische Energie umgewandelt und in den Akku geladen. Allerdings fehlt mir dazu der Überblick, was es da auf dem Markt zu gibt, ich kenn dieses Prinzip eigentlich eher aus dem Bereich Frequenzumrichter. Je nach Akkutyp könnte es schwierig werden, das mit der Akkuladeschaltung zu vereinen. Damit hätte man aber den Vorteil, dass ein kleinerer Akku reicht, da die Energie nicht einfach beim Bremsen verschwindet, sondern gelegentlich auch in Teilen wieder zurück kommt. Sowas ähnliches ist in meiner Stadt auch in einigen Hybrid-Bussen verbaut, da wird dann auch manchmal angezeigt, ob der Bus gerade Energie aus dem Akku nimmt oder den Akku mit dem Dieselmotor oder beim "Bremsen" lädt.

[ranke]

Eventuell könnte ein leichtes Akku (12 V) auf dem Markt erworben werden. Durch Inventer könnte man das Akku (24 V und 40 Ah) so ändern. Ist das theoretisch möglich? Wenn ja, kannst du mir bitte Einzelheiten sagen? Wie kann man so ändern?

Bei verlustfreier Wandlung durch den Inverter müsste der 12V Akku dann 80 Ah haben. Sinnvollerweise schaltet man zwei 12V Akkus in Serie, dann hat man die benötigten 24V auch ohne Inverter.
Eine kurze Recherche findet: http://www.akkukaufhaus.de/akkus/lif...h-lifepo4-akku
Das wäre 12V, 40Ah LiFePO4 mit 4,2 kg. Zwei von diesen und das Gewichtslimit ist nur noch um 400 Gramm überschritten.

[manga]

Problem wurde beseitigt.

[Geistesblitz]

Bitte nicht die Begriffe durcheinanderbringen. Du schreibst Motor, aber zeigst einen Akku. Wie schon gesagt, wenn du weniger Spannung nimmst, hast du effektiv auch weniger Energie zur Verfügung bei gleichen Ah.

Akkus haben bauartbedingt eine bestimmte Energiedichte, demnach werden Akkus mit mehr Spannung und/oder mehr Ah auch größer und schwerer. Dürfte schwierig werden, etwas leichteres zu finden, da die Physik nunmal auch irgendwo ihre Grenzen hat.

Ladezeit: kommt aufs die Ladetechnik an und mit wieviel Strom geladen wird bzw. wieviel Restkapazität der Akku noch hat.
Betriebsdauer: hängt vom zeitlichen Verlauf des Stroms ab sowie wieviel Ladung sicherheitshalber übrig bleiben soll. Da spielen einige Faktoren rein. Ohne zu wissen, wieviel Strom für wie lange jeweils aus dem Akku gezogen wird, kann man da nix sagen. Für sowas wird gerne mal eine Simulation nötig.

Mal so gefragt: Ist es wirklich unabdingbar, einen Akku zu benutzen? Geht wirklich kein Betrieb über Kabel?

[manga]

Problem wurde beseitigt.

[Geistesblitz]

Du musst berücksichtigen, wie lange du die einzelnen Verbraucher verwendest. Du verbrauchst die 120W ja nur, wenn der Motor die ganze Zeit durchgehend läuft. Auch die anderen Verbraucher müssen ja nicht alle durchgehend laufen (zB. Licht). Wenn du den Motor und das Warnlicht abschaltest, bleibt eine Leistung von gerade einmal 19W übrig. Außerdem verbraucht ein Motor nicht konstant 93W, sondern abhängig von der Belastung. Im Leerlauf nimmt ein Motor nur wenig Strom auf, beim Anlaufen oder bei Belastung geht der dann rauf. Wie gesagt, sowas müsste man dann simulieren, wenn man es wirklich genau wissen will. Ansonsten kann man auch versuchen abzuschätzen, wieviel der Motor im Durchschnitt über die Arbeitszeit brauchen wird.

[manga]

Problem wurde beseitigt.