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Akku laden/entladen

Schüler

Tags: elektrotechnik

 
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baumchen

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18:55 Uhr, 13.03.2014

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Hallo,
Ich werde in Informatik eine Präsentation über Akkus und Batterien halten und ich hatte halt vor eine Lade und Entladekurve mit excel zu erstellen (wir müssen das mit excel machen) und das dann animiert in einer Powerpointpräsentation ablaufen zu lassen, also so das da noch ein Schaltplan dazu kommt und wenn man den Schalter umlegt geht die Animation der Ladekurve los und wenn man den schalter (wechselschalter) dann nochmal umlegt hat das Akku ein Verbraucher und dann soll die Entladekruven Animation ablaufen.

So meine eigentliche Frage ist was für Formeln brauch ich und was ist eine typische Entlade bzw Ladekurve für ein Akku, weil ich hab schon gesucht aber es gibt ja 1000 verschiedene... könnt ihr mir vielleicht eine empfehlen?


Antwort
cositan

cositan

19:30 Uhr, 13.03.2014

Antworten
Ein Akku verhält sich an prinzipiell wie ein Kondensator.
Ladekurve:
U_akku (t) = U_lade (1-e-tτ)
Entladekurve (an rein resistiven Widerständen):
U_akku (t) =U0e-tτ

Viel Erfolg!

baumchen

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19:32 Uhr, 13.03.2014

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Hm ok, mir ist auch eben aufgefallen das die Kurven aussehen wie beim Kondensator.+
Hat vielleicht noch einer Tipps oder brauchbare Infos für mich?
Oder worauf würdet ihr bei den Thema achten?
Antwort
Femat

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15:59 Uhr, 14.03.2014

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Vielleicht sollst du sowas animieren?

www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm

Screenshot (235)
baumchen

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17:13 Uhr, 14.03.2014

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Ich soll gar nichts wir haben das Thema freiwilling gewählt und ich hab mir halt überlegt das so zu zeigen mit einer Animation ... keine Ahnung ob die wirklich 100% so wie beim Kondensator aussieht...
Antwort
michael777

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18:30 Uhr, 14.03.2014

Antworten
die Entladekurve eines Akkus ist stark vom Typ abhängig und verläuft anders als die Entladekurve eines Kondensators

http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/test06/akkus/



akku_kennlinien
Antwort
cositan

cositan

11:40 Uhr, 15.03.2014

Antworten
Achtung! Nicht verwechseln!
Die von Michael zuletzt angebotenen Kurven sind wie die Überschrift schon sagt die Verläufe bei Konstant-Entladestrom.
Das ist nicht das gleiche, wie wenn man sie an einen Widerstand hängt. Dann ist der Entladestrom ja wiederum abhängig von der Spannung.
Der Ansatz 'Akku verhält sich wie Kondensator' gilt dann, wenn man vereinfacht davon ausgeht, dass die Akkuspannung proportional zur Akku-Ladung ist. In den Diagrammen von Michael zeigt sich dies idealerweise in einer Gerade. In dem Maße oder in den Bereichen, in dem man in Michaels Diagrammen eine Gerade sehen oder hinein-interpretieren kann, in dem Maße ist der Ansatz 'Akku verhält sich wie Kondensator' gültig.

baumchen

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12:38 Uhr, 15.03.2014

Antworten
Also hab ich das jetzt richtig verstanden wenn ich ein AKku nehme und das an der Steckdose lade sieht die Ladekennlinie so wie beim kondensator aus und wenn ich dann damit z.B. ein Leutchmittel beitreibe oder es nur über einen Widerstand entladen lasse, sieht die Entladekurve auch aus wie beim Kondensator?
Antwort
cositan

cositan

16:02 Uhr, 15.03.2014

Antworten
Wenn du von (näherungsweise) linearem Verhalten des Akkus ausgehst, also Spannung ist (näherungsweise) proportional zur Ladung, dann sind Lade- und Entladeverhalten (näherungsweise) gleich dem eines Kondensators.

Frage beantwortet
baumchen

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18:35 Uhr, 15.03.2014

Antworten
Hm, ok cositan dann frag ich nochmal mein Lehrer und melde mich falls er etwas dagegen hat.

MfG und danke soweit

baumchen

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15:21 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Schaut mal bitte den Schaltplan an kann man das so machen oder muss da beim laden noch ein Widerstand zwischen ? Oder ist dsa alles müll ? Beschriftung bitte noch nicht beachten ich wollte erst mal fragen ob der Aufbau wenigstens richtig ist
Antwort
pleindespoir

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16:45 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Bei obigem Plan ist das Ladegerät unbestimmt.

Ob das eine andere Batterie, ein hochtechnisiertes elektronisches Ladegerät, ein Trafo mit Gleichrichter oder eine ideale Spannungsquelle oder ideale Stromquelle oderwasauchimmer ist, bleibt also offen.

Das müsstest Du noch definieren, sonst siehts mit der Ladekurve schlecht aus.

Bei der Entladung ist ein Glühbirnchen wie im Schaltbild leicht suboptimal, da diese bekanntlich eine nichtlineare Widerstandskennlinie aufweisen. Das machts dann auch schwierig ...


baumchen

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17:03 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Dann bau ich da lieber ein Widerstand ein über den dann entladen wird da kann ich dann ja auch einfach irgendein akku nehmen oder? Aber was für ein Widerstand würde sich empfhlen also bezogen auf den Widerstandswert?

Und kann ich dann also einfach die Lade und Entlade fkt. für ein Kondesator nehmen?


"Bei obigem Plan ist das Ladegerät unbestimmt.

Ob das eine andere Batterie, ein hochtechnisiertes elektronisches Ladegerät, ein Trafo mit Gleichrichter oder eine ideale Spannungsquelle oder ideale Stromquelle oderwasauchimmer ist, bleibt also offen.

Das müsstest Du noch definieren, sonst siehts mit der Ladekurve schlecht aus."

Ich hatte doch geschrieben das die Beschriftung noch nicht vorhanden ist, oder war das nicht darauf bezogen?


Antwort
pleindespoir

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17:22 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Mit welcher Vorrichtung wird geladen ?

Das ist so wichtig, wie wenn man sich entscheidet, ob man sich mit Wasser, Salzsäure, Natronlauge oder Altöl waschen möchte.
baumchen

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17:28 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Aber ich wollte ja erst mal nur wissen ob der AUFBAU wenigstens schon mal richtig ist, also ob es funktioniert wenn man die richtigen Geräte so schaltet wie ich es gezeichnet habe.

...
Ich hab keine Ahnung was sich da als spg.Quelle anbieten würde... ich will eigentlich nur allgemein eine Akkuladung/Entladung zeigen, aber ich finde im Internet nichts konkretes es steht überall etwas anderes... daher weiss ich einfach nicht welche materialien und kennlinie man am besten benutzen könnte, da ich ja auch die markanten/interessant Punkte noch etwas erklären und im Graph hervorheben möchte.
Antwort
pleindespoir

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17:42 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Der Aufbau ist schon soweit ok, sonst hätt ich schon losgelästert ...

Anstelle des Glühfunzelchens nen ohmschen (idealen) Festwiderstand und für die Ladevorrichtung eignet sich im einfachsten Falle eine ideale Stromquelle.
Kann man mit einem Labornetzteil recht gut realisieren.

Die Kurve würde ich als Spannung am Akku in Abhängigkeit der Zeit darstellen.

Kannst oder musst du das real aufbauen ? Das wäre schon schön, um eine eigene Kennlinienaufnahme zu bewerkstelligen.
baumchen

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17:46 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Ich könnte es schon aufbauen hab aber nicht die möglichkeit dazu..

Dürfte das Netzteil höchstens die spg. haben die das Akku maximal erreichen kann?
Oh man ich hab so keine Ahnung davon ich sollte erst mal versuchen mich weiter zu infomieren, aber ich wollte das mit den Graphen heut eigentlich noch schaffen :-D)
Antwort
pleindespoir

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17:52 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Im echten Leben regelt man die Konstantstromquelle ab, wenn der Akku seine Sättigungsspannung errreicht hat, um ihn nicht zu himmeln.

Falls du Deinen Eltern eine Taschengelderhöhung abpressen könntest, wäre dies hier eine sinnvolle Geldanlage mit hoher Zukunftssicherheit:

http//www.pollin.de/shop/dt/NTU5OTExOTk-/Bausaetze_Module/Lernpakete_Elektronik/Lernpaket_Akkus_und_Ladetechniken.html


baumchen

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18:14 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Und wie mach ich das jetzt mit der Kennlinie? Einfach die Funktion für den Kondensator nehmen und damit in excel das ganze berechnen?
Frage beantwortet
baumchen

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19:39 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Ach ihr hab wohl auch keine genaue Ahnung wie man das macht naja egal ich versuchs mal weiter.
Antwort
pleindespoir

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23:37 Uhr, 18.03.2014

Antworten
Ich habe mehr genaue Ahnung davon, als Du denkst.

Deswegen hacke ich ja auch ständig auf den Voraussetzungen herum, die Du Deiner Kennlinienberechnung zugrunde legst. Oder besser Messung am "lebenden Objekt".

Bei einer Konstantstromquelle als Ladevorrichtung wird idealisiert eine Gerade entstehen, wenn man die Spannung über die Zeit aufträgt. Ziemlich flach allerdings.

Bei einer Konstantspannungsquelle wird sie auch zu einer Geraden - allerdings völlig ohne Steigung. Hier wäre es sinnvoll, den Ladestrom anstelle der Spannung zu beobachten. Der fällt übrigens mit der Aufladezeit idealerweise in einer linearen Funktion.

Bei einer "realen Spannungsquelle", also einer idealen Spannungsquelle mit Vorwiderstand, wird man idealisiert eine e-Funktion erhalten. (ähnlich Kondensatorbeispiel - aber doch anders)

Betrachtet man Innenwiderstand des Akkus, der sich gemeinerweise mit dem Ladezustand ändert, wird das Ganze noch komplizierter. In der Praxis wird auch die Temperatur nicht konstant zu halten sein, so dass noch mehr Faktoren die Ladekurve beeinflussen.
Schliesslich verhält sich auch die "Chemie" im Akku nicht konstant - hier kommts drauf an, was drin ist und Ladezustand wie Temperatur beeinflussen noch das System.
Deswegen ist da theoretisch nicht viel zu wollen - man kann da alle möglichen Modelle mathematisch durchrechnen, aber alle sind bestenfalls Näherungen und meistens ziemlich an der Realität vorbei.

Angesichts der geringen Investition des oben erwähnten Lehrbausatzes würde ich zu praktischen Versuchsaufbauten raten. Du benötigst allerdings noch (mindestens) ein Multimeter ... und Akkus natürlich !

Das Anleitungsbuch als Basis für Dein Referat in Verbindung mit einem praktischen Vorführversuch wird Dir zu 15 Punkten verhelfen - wenn's der Lehrer kapiert, natürlich vorausgesetzt ...
baumchen

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15:39 Uhr, 19.03.2014

Antworten
Das hilft mir aber nicht...
Es muss so funktionieren sonst hätte ich doch nicht so einen Arbeitsauftrag bekommen... achso und die fkt. vom Kondensator darf ihc nicht benutzen :

Warum sagt ihr mir nicht einfach wie ich vorgehen muss und fertig...
Antwort
pleindespoir

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23:37 Uhr, 19.03.2014

Antworten
Die Tatsache, dass ein Lehrer eine Aufgabe stellt, bedeutet noch lange nicht, dass diese auch sinnvoll zu bewältigen ist.

Wenn es absolut praxisfrei laufen soll, dann nimm einfach irgendwelche Kurven, die Du bereits internetmässig gefunden hast.

Mit genügend Wertepaaren lässt sich leicht eine polynomiale Modellierung erstellen; dann hat das Ding auch eine mathematische Funktion aufgezwungen bekommen, die passt.

Wenn Du ein Päckchen Wertepaare postest, mach ich Dir fix ne Funktion draus, falls Du das nicht selbst kannst.
baumchen

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07:03 Uhr, 20.03.2014

Antworten
"Mit genügend Wertepaaren lässt sich leicht eine polynomiale Modellierung erstellen; dann hat das Ding auch eine mathematische Funktion aufgezwungen bekommen, die passt"

Job das habe ich schon ausprobiert.
Ich schick dir später dann die Werte (weiss nicht wie das geht mit der Fkt.).

Achso und ich hatte noch eine idee undzwar vielleicht würde eine e-fkt. mit begrenzten Wachstum dafür ausreichen... aber ich glaub da ist die Idee mit den Werten aus einen graphen aus dem internet schon besser.


MfG
baumchen

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19:53 Uhr, 20.03.2014

Antworten
Moin,
Ich hab jetzt eine gefunden die ganz gut ist unter punkt 4.1 (denke ich):

http://www.google.de/imgres?client=firefox-a&hs=rxO&sa=X&rls=org.mozilla%3Ade%3Aofficial&channel=sb&biw=1920&bih=908&tbm=isch&tbnid=5nbNGURIwfiv3M%3A&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.basytec.de%2Fladung%2Fladung.html&docid=rx1cU1y7QTTvwM&imgurl=http%3A%2F%2Fwww.basytec.de%2Fladung%2FIMAGE17.GIF&w=377&h=231&ei=ADcrU6eWMcbkswb8-YHADA&zoom=1&iact=rc&dur=396&page=1&start=0&ndsp=39&ved=0CFoQrQMwAQ


Aber wie würde dann die Entlade kennlinie aussehen?

Vielleicht doch lieber die (da ist lade und entladekennlinie)

http://www.google.de/imgres?client=firefox-a&hs=swj&rls=org.mozilla%3Ade%3Aofficial&channel=sb&biw=1920&bih=908&tbm=isch&tbnid=dOoBpOPyfDvrhM%3A&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.kleinwindanlagen.de%2FForum%2Fcf3%2Ftopic.php%3Ft%3D3653&docid=G4oiV_cKm8dUEM&imgurl=http%3A%2F%2Fwww.kleinwindanlagen.de%2FForum%2Fcf3%2Fupload%2Favatars%2Futool_f_1325438921_61.jpg&w=2362&h=1080&ei=xjsrU8X7BcXYsga224DICg&zoom=1&iact=rc&dur=242&page=1&start=0&ndsp=36&ved=0CGEQrQMwBA
Antwort
pleindespoir

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13:41 Uhr, 22.03.2014

Antworten
Mach Dir doch nicht wochenlang Gedanken, welche Kurve die hübscheste ist.

Ist doch völlig egal, wenn es nur ein Beispiel aus vielen sein soll.
baumchen

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18:31 Uhr, 22.03.2014

Antworten
Ja ich bin bei vielen Dingen (leider) Perfektionist :-D)

Also ich hab jetzt einfach die Kennlinie genommen wo auch Lade und Entladevorgang vorhanden war, aber was ich nicht verstehe warum ist die Spg. bei der Entladekurve am Anfang (Ordinaten Schnittpunkt) kleiner als die Ladekurve wenn der Akku voll geladen ist... also mir ist klar das da jetzt noch der Gasungspunkt dabei ist aber trotzdem ist die Entladekurve ja am Anfang unter den Maximum.

MfG, ich weiss das sieht alles noch nicht so schön aus ( ist nicht fertig, aber du wolltest ja eigentlich eh nur die Werte.) :-D)

graphs
baumchen

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19:06 Uhr, 22.03.2014

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-gelöscht-
Antwort
pleindespoir

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18:56 Uhr, 23.03.2014

Antworten
Keine Ahnung warum die Kurve so ist wie sie ist. Wie bereits bis zur Kaltvergasung erwähnt, kommt es auf die Begleitumstände an, die nach wie vor unbekannt sind.

Nimm halt in Gottes Namen irgendeine andere Kurve aus dem riesigen Internet, wo das eben nicht so ist wie bei diesem Beispiel.

Man kann auch die Steine vom Feld sammeln und sich selbst in den Weg legen ...
baumchen

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19:02 Uhr, 23.03.2014

Antworten
NEIN MEIN PROBLEM IST nur das ich nicht weiss was eine gute Kurve ist .. WOHER soll ICH das auch wissen?!?!?! ich habe keine Ahnung davon, da wir uns einfach nur irgendein Thema für die Präsentation aussuchen durften.. und dann wurde zu mir gesagt mach mal die Kennlinien zur Ladung und Entladung eines Akkus.. super. Und das ist der Grund warum ich frage, welche sich denn eignen würde, da ICH nicht weiss welche gut ist, da ICH mich nicht damit auskenne, da ICH nicht wissen kann wie eine "normale" Kurve die auch noch zu meinen SCHALBILD passen würde aussehen müsste, also so das sie halt über ein Widerstand entladen wird.....
baumchen

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19:07 Uhr, 23.03.2014

Antworten
Vielleicht kann man die hier nehmen:
http://www.google.de/imgres?client=firefox-a&hs=m58&sa=X&rls=org.mozilla%3Ade%3Aofficial&channel=sb&biw=1920&bih=908&tbm=isch&tbnid=-ULUltM0xeM6AM%3A&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.accu-ecke.de%2Fbatterie-ecke_sagenet_de%2FLadegeraete.htm&docid=gGLjnTXCRD8TAM&imgurl=http%3A%2F%2Fwww.accu-ecke.de%2Fbatterie-ecke_sagenet_de%2Fkennlinie-ladegeraet.jpg&w=383&h=308&ei=8SEvU8qoI4STtAaXr4GgAw&zoom=1&iact=rc&dur=344&page=1&start=0&ndsp=41&ved=0CGYQrQMwBQ

oder die:
....
oder die:
........

Es gibt einfach zu viele das ich ohne richtige Kenntnisse (klar ich hab mich schon darüber infomiert, da ich auch eine Präsentation darüber halten) entscheiden kann welche ich jetzt nutzen könnte... genau das ist das Problem es gibt zwar VERDAMMT viele aber damit auch leider zu viele und dann dazu noch die Entladekurve zu suchen macht das nicht leichter..... oder ich stell mich einfach zu blöd an
Antwort
pleindespoir

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19:13 Uhr, 23.03.2014

Antworten
Sorry - es gibt keine "gute" Kurve!
Sowenig wie es eine "normale" Kurve gibt.
Oder ein "typisches" Sandkorn in der Sahara.
Oder eine besonders "schöne" Schneeflocke.

baumchen

baumchen aktiv_icon

19:41 Uhr, 23.03.2014

Antworten
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