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berechnungen_spannungseinbruch [2006/10/31 23:27] |
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+ | ====== Berechnung Spannungseinbruch bei Akkus unter Lasst ====== | ||
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+ | **Spannungseinbruch bei bekanntem Akku-Innenwiderstand berechnen: | ||
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+ | Bei Belastung mit höheren Strömen geht die Akkuspannung um einen gewissen Wert zurück. Dies ist auf den [[Innenwiderstand]] der Zellen zurückzuführen.\\ | ||
+ | Bei bekanntem Innenwiderstand des Akku-Typs kann man den Spannungseinbruch nach dem Ohmschen Gesetz berechnen: | ||
+ | **U = R x I**;\\ | ||
+ | **U** > Spannungseinbruch des gesamten Akku´s [Volt]; um diesen Betrag wird die Spannung geringer\\ | ||
+ | **R** > Innenwiderstand des gesamten Akkublocks [Ohm]; 1 mOhm entspricht 0,001 Ohm\\ | ||
+ | **I** > angenommene Strombelastung [Ampere]; | ||
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+ | Beispiel 1: Der Innenwiderstand einer NiMH-Zelle ist mit 4 mOhm angegeben. Ein Akkublock besteht aus 30 Zellen. Es sind 4 Blöcke verbaut worden.\\ | ||
+ | Der Innenwiderstand eines Blockes (36V) beträgt 30 x 4 mOhm = 120 mOhm. Da vier gleiche Blöcke zum Einsatz kommen beträgt der Gesamtwiderstand 120 mOhm / 4 = __30 mOhm__.\\ | ||
+ | Bei einer angenommenen Strombelastung von 120 A (realistischer Wert beim Beschleunigen) beträgt der Spannungseinbruch: | ||
+ | 0,03 Ohm x 120 A = __3,6 V__. Die Akkuspannung bricht also auf 36 V - 3,6 V = __32,4 V__ ein. | ||
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+ | ===== Verlustleistung bei bekanntem Akku-Innenwiderstand berechnen ===== | ||
+ | bei Belastung mit höheren Strömen wird in den Akku-Zellen Verlustleistung in Form von Wärme frei. Dies ist auf den Innenwiderstand der Zellen zurückzuführen.\\ | ||
+ | Bei bekanntem Innenwiderstand des Akku-Typs kann man die Verlustleistung nach dem Ohmschen Gesetz berechnen: | ||
+ | P = R x I²;\\ | ||
+ | **P** > Verlustleistung [Watt]; sie erwärmt die Akku-Zellen\\ | ||
+ | **R** > Innenwiderstand des gesamten Akkublocks [Ohm]; 1 mOhm entspricht 0,001 Ohm\\ | ||
+ | **I** > angenommene Strombelastung [Ampere]; | ||
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+ | Beispiel 2: Es wird der Innenwiderstand des Akkusatzes und die Strombelastung aus Beispiel 1 angenommen (0,03 Ohm und 120 A).\\ | ||
+ | P = 0,03 Ohm x 120 A x 120 A = __432 W__. Die Batterie wird also beim Beschleunigen (120 A) mit insgesamt 432W zusätzlich erwärmt.\\ | ||
+ | Diese Energie wird aus den Zellen entnommen, steht dem Motor aber nicht zur Verfügung! | ||
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+ | ===== Akku-Innenwiderstand berechnen ===== | ||
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+ | Der Akkuinnenwiderstand lässt sich nach der Formel R= Delta U/Delta I berechnen. | ||
+ | Vorgehensweise: | ||
+ | Der jetzt fließende Strom und die Spannung am Akku werden notiert (zB. 12V und 10A). | ||
+ | Jetzt wird der Strom erhöht und die Spannung am Akku wieder notiert (zB.11,8V und 100A). | ||
+ | Delta" | ||
+ | Somit ergibt sich ein Innenwiderstand von 0,2V/90A = 0,00222 Ohm bzw. 2,22 mOhm |