ermitteln der Leerlaufspannung eines Bleiakkus

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Autor
ermitteln der Leerlaufspannung eines Bleiakkus

    







BID = 767248

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln
 

  


Hallo ihr wissenden!

Ich hab folgendes anliegen. Ich weis nicht ob ich hier ganz richtig bin. wenn nicht wär ich froh über ratschläge wo ich denn richtig wäre.

Ich schreib gerad meine bachelorarbeit über kleine autarke photovoltaiksysteme. ich hab bei der messdatenaufnahme zwei messgrößen von der batterie aufgenommen: die ladespannung(also die spannung die über den ladergleranliegt, und die vermeindliche leerlaufspannung (die klemmspannung der batterie die nach abklemmen der batterie gemessen werden kann). problem beim messen der leerlaufspannung: Die tatsächliche leerlaufspannung stellet sich bei einem bleiakku erst nach ein paar stunden ein wenn sich durch diffusion die säuredichte in der ganzen batterie angeglichen hat. so lange konnte ich aber nicht warten, weil ich feldtests gemacht hab und keine zeit war. ich möchte natürlich gern den tatsächlichen wert der leerlaufspannung wissen. es müsste meiner meinnung nach einen weg geben wie ich diesen tatsächlichen wert berechenen kann. denn ich hab ja die ladespannung und dann die geringfügig niedrigere vermeindliche leerlaufspannung die ich ca. 3 minuten nach dem abklemmen der batterie gemessen hab. ich suche eine formel oder ein diagramm das den verlauf der leerlauspannung nach abklemmen der batterie beschreibt, so dass ich aus meinem wertepaar den tatsächlichen wert der leerlauspannung errechnen (oder aus einem diagramm ablesen) kann der sich nach einer längeren ruhezeit eingestellt hätte.

ich hoffe ich hab das problem einigermaßen verständlich erklärt.

schonmal vielen dank für alle antworten und viel grüße
ssss

BID = 767249

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
schreib gerad meine bachelorarbeit
Wenn du sie auch so hinschmierst, wird sie keiner lesen.

BID = 767251

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln

Du hast nicht ganz unrecht...
sorry für die form! ich such nur gerad an allen ecken und enden nach literatur und versuch mich dabei zeitlich nicht zu verzetteln.
vielleicht könnt ihr ja darüber ihnwegsehen...wäre echt dankbar für hilfe.

BID = 767252

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)


Offtopic :
Ach was!
Für den Bättscheller reicht doch Kleinschreibung, erst für die Maasderarbeit muß man dann die Kapitälchen beherrschen... :sm9:


_________________
"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"

BID = 767280

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln

Ok ich sehe es ja ein.

Also hier nochmal das Problem in Reinschrift.
Wenn man einen Bleiakku läd dann misst man während des Ladens die anliegende Ladespannung als Klemmspannung. Wenn man den Akku dann abklemmt stellt sich die niedrigere Leerlaufspannung ein. Die Energiespeicherung im Bleiakku geschieht über eine reversible chemische Reaktion die an den Elektroden vor sich geht. Hier verändert sich beim Auf- und Entladen die Säuredichte. Dann vermischt sich durch Diffusion die Säure in der Batterie bis im Idealfall die Säuredichte überall in der Batterie gleich ist. Dieser Vorgang des Vermischens durch Diffusion dauert aber ein paar Stunden (ich weis nicht genau wie lange, vielleicht zwei vielleicht auch vier Stunden).

Ich habe nun ein Wertepaar an jeder von mir untersuchten Batterie gemessen. Ich maß die Klemmspannung beim Laden (also prinzipiell die Ladespannung) und dann ca. 3 min nach abklemmen der Batterie vom Laderegler die vermeidliche Leerlaufspannung. Der als zweites gemessene Wert war zwar immer schon etwas kleiner als die Ladespannung, aber spiegelt noch in keinster Weise den tatsächlichen Wert der Leerlaufspannung wieder der sich nach ein paar Stunden einstellen würde.

Ich denk aber das der Vorgang dass sich die Spannung allmählich verringert bis sie sich auf einen Wert eingependelt hat, ein berechenbarer Vorgang ist. Weis jemand wie ich aus meinen beiden Wertepaaren den Wert extrapolieren kann auf den sich die Leerlaufspannung später einstellen müsste?

BID = 767282

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Mit bloß zwei Meßwerten, ungenauem delta-T, unbekanntem Ladestrom, unbekannter Akkugröße und -Verfassung?
Da kannst Du auch raten, so groß wird der Fehlerbalken.


Gruß, Bartho

BID = 767284

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9914
Wohnort: Kreis Siegburg
Zur Homepage von dl2jas

So ist es angenehm lesbar!

Manche Leute hier im Forum klicken übrigens hingesaute Beiträge weg...
Am besten ist es, wenn Du die Werte selbst durch Messen mit dem verwendeten Akku ermittelst. Du nimmst dann im Laborversuch möglichst ähnliche Werte wie im Freilandversuch. Versuche mit Messreihen machen sich meist gut in Abschlussarbeiten.

DL2JAS

_________________
mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

BID = 767310

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln

Die Akkugröße kenne ich, also die Nennkapazität.
Außerdem kenne ich die Säuredichten. Die hab ich nähmlich auch gemessen.

Nur zu Erläuterung:
Die Leerlaufspannung lässt sich als ungefähres Maß für den Ladezustand nehmen.
Am Ende möchte ich Aussagen über die Qualität der Batterien machen bzw. mutmaßen warum diese abgenommen hat oder warum nicht. Dafür ist der Ladezustand ein nützliches Maß.

BID = 767331

Ltof

Inventar



Beiträge: 9268
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
dl2jas hat am 26 Mai 2011 19:28 geschrieben :

Manche Leute hier im Forum klicken übrigens hingesaute Beiträge weg...

Ich zum Beispiel.

Da das Thema interessant und im zweiten Versuch die Schreibe gut ist, habe ich doch noch weiter gelesen.

Wirklich helfen kann ich leider nicht.

Ich weiß nur, wie ich da rangehen würde. Ich würde erst mal etliche Akkus verschiedener Typen und Verschleißes untersuchen. Wie verhält sich die Leerlaufspannung bei definierten Verhältnissen nach dem Abschalten des Ladestroms usw.

Das dauert lange und ist u.U. wenig hilfreich. Barto hat wahrscheinlich Recht und es kommt nur Murks dabei raus.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 767333

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

Ich sag mal, das Problem ist nicht am Schreibtisch lösbar.
Und das nicht etwa, weil Dir beim Laden ein "t" gefehlt hat (es muß "lädt" heißen), sondern schlicht, weil sich der gesuchte Parameter nicht berechnen läßt, da individuell vom jeweiligen Exemplar des Akkupacks (und damit dessen Alter, Vorleben etc.) abhängig.

Lösung:
Versuch wiederholen, dabei Meßreihe vollständig aufnehmen.

_________________
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BID = 767366

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Dieser Vorgang des Vermischens durch Diffusion dauert aber ein paar Stunden (ich weis nicht genau wie lange

Die Diffusion wird durch die f***'schen Gesetze beschrieben http://de.wikipedia.org/wiki/Ficksches_Gesetz , aber sie spielt außer bei Akkus mit festgelegten Elektrolyten (Gel oder Fasermatten) nur eine untergeordnete Rolle, da die Dichteunterschiede der Säure im flüssigen Elektrolyten für eine kräftige Konvektion sorgen.
Wenn man bis zur Gasentwicklung lädt, rühren darüber hinaus die aufsteigenden Gasblasen den Elektrolyten um und können so die durch die Dichteunterschiede entstandene und für die Zelle schädliche Säureschichtung rückgängig machen.
Diese Säureschichtung würde sich sonst, wegen der langen Strecke zwischen unten und oben, durch Diffusion nur extrem langsam abbauen.

Was deine anfänglich zu hohe Leerlaufspannung angeht, so hängt diese weniger mit der Säurekonzentration zusammen, sondern mehr damit, dass die Elektroden noch mit Gas beladen sind.
Du misst da also noch nicht die chemische Reaktion der Bleiverbindungen sondern eher eine Brennstoffzelle.
Diese Gasbeladung reduziert sich dann, außer durch Abgabe von Gasbläschen, tatsächlich durch Diffusion. - Oder durch eine kurze Belastung der Zelle.

Es ist übrigens i.d.R. nicht sehr zweckmäßig solche Messungen an einer Batterie vorzunehmen, da dort die inneren Zellen meist deutlich wärmer werden und tatsächlich auch schneller altern.


P.S. @Baldur: Der Mann hieß wirklich so, und deine Software sollte das wissen und nicht wegbügeln.
Genau so, wie wir hier an der Uni einen Professor Puff hatten. Dieser Heinrich war ein kluger, netter und freundlicher Mensch.
Einst gab es aber bei einer Verkehrszählung ein großes Hallo, als ein Kommilitone, -nach dem Ziel gefragt-, denen mitteilte, er wolle zum Puff.
Zweck: Zur Ausbildung!

Wie das Schicksal es will, liegen zwischen diesen beiden Institutionen in BN-Endenich auch nur ein paar hundert Meter.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Mai 2011 23:52 ]

BID = 767398

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln

OK also um es mit Sokrates zu sagen: Ich weis das ich nichts weis, aber das macht mich schlauer.

Euch allen vielen Dank für die ausführlichen Antworten und die Zeit die ihr euch genommen habt um sie zu schreiben!

Jetzt weis ich was möglich ist mit den Daten und was nicht.

eine Frage hätt ich noch: Kennt einer von euch Literatur zu diesem Problem?
Das ist wichtig für mich damit ich meine Aussagen später mit Literaturnachweisen belegen kann.

BID = 767400

Her Masters Voice

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Offtopic :
ist nicht nötig, es sei denn du willst Minister werden...

BID = 767416

ssss

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: köln


Zitat :

perl:
Was deine anfänglich zu hohe Leerlaufspannung angeht, so hängt diese weniger mit der Säurekonzentration zusammen, sondern mehr damit, dass die Elektroden noch mit Gas beladen sind.
Du misst da also noch nicht die chemische Reaktion der Bleiverbindungen sondern eher eine Brennstoffzelle.



Kannst du mir erklären wodurch sich Gas an den Elektroden bildet? In der Literatur sind Reaktionsgleichungen hinreichend erklärt, aber nicht in welchen Agregatzstand sich die jeweiligen Substanzen wann befinden.

BID = 767419

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Kannst du mir erklären wodurch sich Gas an den Elektroden bildet
Durch die Elektrolyse des Wassers im Elektrolyten bildet sich Knallgas.

Ich dachte eigentlich, dass dies zum Grundwissen gehört, wenn man sich mit Akkus befasst.
Sonst erlebt man eines Tages vielleicht eine unschöne Überraschung.


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