Warum ist bei Lithium Akkus ein Batterie-Computer notwendig?

[Heiner]

Hallo,
ich bin in den letzten Tagen gefragt worden, "warum muss ich einen Batterie-Computer haben?"
Die Frage möchte ich nun mal hier beantworten:
Bei Blei-Gel Batterien kann man anhand der Ruhespannung den Ladezustand der Batterie ca. ermitteln.

Ladezustand Spannung (Ruhespannung)
100 % 12,80 V
75 % 12,60 V
50 % 12,40 V
25 % 12,25 V
0 % 12,00 V

das sind natürlich ca. Werte die je nach Batterie abweichen können.
Hier geht es ja auch erstmal nur um`s Prinzip.

Bei Lithium Batterien verhält sich die Entladung vollkommen anders.
Nachfolgend ist die typische Entladekurve eines Lithium Akkus dargestellt.
Wie man sieht bleibt die Spannung zwischen 0 und gut 90 % Entladung relativ
konstant.
Hier mittels "Spannungsmessung" Rückschlüsse auf den Ladezustand zu erhalten
ist kaum möglich.

entladekurve_super_b_100ah.jpg

Ein Batterie Computer überwacht ständig alle Lade- und Entladeströme die in den
Akku herein oder heraus gehen und summiert sie.
Batteriegröße, Selbstentladung, etc. werden einmal eingestellt und berücksichtigt.

Die Restkapazität der Batterie errechnet der Batterie Computer und zeigt sie
in Amperestunden („Ah“) und in Prozent („%“) an.
Natürlich wird die Spannung auch angezeigt, aber wie ich selber positiv
feststellen konnte, bleibt diese selbst bei 150 A Entnahme recht konstant.

Somit hat man ein brauchbares Messinstrument zur Kapazitätsanzeige für
die Lithium Batterie Technik.

Gruß
Heiner

[Andreasfi2]

Schöne und verständliche Darstellung! Kann man auch mit jedem LI Akkuschrauber testen: läuft, läuft, läuft, läuft, läuft, läuft, aus

Andreas

[Ejectionseat]

Hallo zusammen,
so ganz zustimmen kann ich eurer Argumentation nicht...sorry.
Im Modellbaubereich gibt es z.B. sehr wohl verlässliche einfache Messgeräte, die bei LI-Akkus die Spannungslage (sowohl Gesamt wie auch die Einzelzellen) messen und ggf. in (Rest)Kapazitäts-Prozentpunkte umrechnen....und das ist relativ genau.
Ich denke, dass der Batteriecomputer dies genauso macht und damit die Anzeige ansteuert.
LG Otto

[Schmittchen]

Ich weiß zwar nicht, was es alles für Batteriecomputer gibt, die in Wohnmobilen verwendeten arbeiten aber alle nach dem von Heiner beschriebenen Prinzip.
Ein Mess-Shunt liegt in der Minusleitung und zählt quasi die Elektronen in Abhängigkeit von der Fließrichtung ( Elektrotechniker und Physiker mögen mir diese laienhafte Erklärung verzeihen, aber besser weiß ich es nicht).
Allerdings ist für die korrekte Kapazitätsanzeige wichtig, dass alle Verbraucher über den Shunt an Minus der Aufbaubatterie angeschlossen sind.
Ich weise darauf hin, weil in einem anderen Thread hier im Forum über Hubstützen gerade davon gesprochen wurde, dass die Minusleitung an Karosserie gelegt wurde.
Das führt dann dazu, daß diese Ströme nicht "mitgezählt" werden, und somit die Anzeige falsch ist.

Grüße und ein schönes Wochenende
André

[Otto]

Allerdings ist für die korrekte Kapazitätsanzeige wichtig, dass alle Verbraucher über den Shunt an Minus der Aufbaubatterie angeschlossen sind.
Ich weise darauf hin, weil in einem anderen Thread hier im Forum über Hubstützen gerade davon gesprochen wurde, dass die Minusleitung an Karosserie gelegt wurde.
Das führt dann dazu, daß diese Ströme nicht "mitgezählt" werden, und somit die Anzeige falsch ist.

Nun das ist so nicht ganz richtig. Da auch die Verbindung -Pol der Batterie - Shunt - Karosserie über den Shunt geführt wird, werden auch diese Ströme mit gemessen.

Ich kenne keinen Batteriecomputer (BC) der bei einer (Li) Batterie die Kapazität über eine Spannungsmessung ermittelt.
Aber vielleicht ist das bei einer unbelasteten Li-Batterie möglich?

Der wesentliche Unterschied zwischen der Abschätzung der Kapazität einer Bleibatterie und der Strommessung der üblichen BC´s besteht doch darin, dass man bei Bleibatterien einen Wert direkt abnimmt, der den Ladezustand widerspiegelt (die Spannung) während bei der Li-Batterie der Ladezustand durch eine Simulation nachgebildet wird. Da die Simulation nie den realen Zustand exakt abbilden kann, driftet der BC mit der Zeit ab.
Diese Abweichung wird um so größer, je länger nicht synchronisiert wurde (synchronisiert werden kann) und je kleiner die Ströme sind, mit denen geladen / entladen wird.

Gruß Otto

[Sonnentau]

Wie wir ja wissen wird am Battmonitor eine Einstellung für LiFePO4 vorgenommen , da wie Heiner schon sagt, bei einer LFP Zelle ein sehr ausgeprägtes 2 Phasenblateau herrscht! Das heißt auf deutsch, das über 80 % die Spannung in Ruhe sich nicht verändert. Selbst Battmonitore mit Ah Bilanzierung benötigen immer wieder Synchronisation. Man kann bei einer Ruhespannung die aber ohne Ladung und Entladung über 2 Stunden sich einstellt eine ganz grobe Einschätzung vornehmen. Die ist aber wirklich extrem grob ! Bei anderen Li-Variante ist es einfacher zu sehen.
Ich gebe immer den Tipp beim Battmonitor auf die Spannung zu achten, wenn das Fahrzeug länger steht. Hier kann man sich merken, das bei unter 13 Volt schnell nachgeladen werden sollte. Die Anzeige in %funktioniert nur im Betrieb einigermaßen.
Je besser der Battmonitor eingestellt wird um so besser ist das Ergebnis . Als kleine wissenschaftliche Arbeit .
Die blaue Linie ist eine Lifepo4 Zelle LFP.

http://www.elektroniknet.de/elektronik/ ... ite-2.html

[Heiner]

Hallo zusammen,
so ganz zustimmen kann ich eurer Argumentation nicht...sorry.
Im Modellbaubereich gibt es z.B. sehr wohl verlässliche einfache Messgeräte, die bei LI-Akkus die Spannungslage (sowohl Gesamt wie auch die Einzelzellen) messen und ggf. in (Rest)Kapazitäts-Prozentpunkte umrechnen....und das ist relativ genau.
Ich denke, dass der Batteriecomputer dies genauso macht und damit die Anzeige ansteuert.
LG Otto

Hallo Otto,
dem muss ich widersprechen.
Ein BC ermittelt über einen zentralen Mess Shunt (Nebenwiderstand) der direkt am gemeinsamen
Masseanschluss der Batterie(n) angeschlossen wird, die Lade- und Entladevorgänge.
Erst nach dem Shunt werden alle Masseleitungen auch die Karosserie angeschlossen.
Somit wird die gesamte Masse über den Shunt geführt.

Ich habe ja seit mehreren Wochen auf WINSTON Zellen LiFeYPO4 300Ah umgestellt.
Meine Beobachtung und Vergleich BC mit Spannungsanzeigesystem bestätigt eindeutig,
dass über die Spannung keine verlässliche Kapazitätsanzeige möglich ist.

Gruß
Heiner

[Heiner]

..... Die blaue Linie ist eine Lifepo4 Zelle ......

Hallo Lars,
das ist nicht richtig, alle Kurven sind vom gleichen Lifepo4 Akku, nur bei unterschiedlichen
Endladungen.
blau = 30 A rot = 300 A usw.
jeweils bei einer Batterietemperatur von 25°C.
Die Ruhespannung ist hier gar nicht dargestellt, diese Kurve würde noch flacher verlaufen.
Gruß
Heiner

Ergänzung!
Hallo Lars,
Entschuldigung, ich muss mich korrigieren,
Ich hatte den von mir eingestellten Spannungsverlauf vor Augen, und nicht deinen Link,
da hast du natürlich recht.

[Severin]

Hallo,

ich habe 3 St. 100AH Lithium Batterien 12V / 1,32KWh LiFePo4 mit integriertem Batteriemanagement, also insgesamt 300 AH eingebaut. Batteriecomputer habe ich keinen und gedenke auch keinen einzubauen, da mir das Voltmeter und das Amperemeter im Bedienpanel ausreicht.

Ich bin der Auffassung, dass es auch ohne Batteriecomputer geht, wenn man seinen Stromverbrauch einigermaßen kennt, und vor allem eine ausreichende Batteriekapazität eingebaut hat. Lieber gebe ich das Geld für mehr Batteriekapazität aus, als für einen, meines Erachtens, doch recht ungenauen Batteriecomputer, der zudem genau eingestellt, und immer wieder synchronisiert werden muss.

Meine Lithium Batterien haben eine ziemlich konstante Spannung von ca.13,3V. So nach 4 Tagen mit Stromabnahme (Heizung, Licht, Wasserpumpe, Fernsehen, Kaffee kochen usw. sinkt die Spannung auf 13,2V bis 13,1V, sofern die Solaranlage keinen Strom nachlädt. Beim Kaffee Kochen im Wechselrichterbetrieb, mit einer Stromabnahme von ca. 120A, kann die Spannung dann schon mal auf 12,9V abfallen, diese steigt aber nach Abschalten des Wechselrichters wieder auf den ursprünglichen Wert an.

Nach den Ladediagrammen für die verwendeten Batterien soll die Spannung bei ca. 20% Kapazität auf unter 13V fallen. Ich habe dann immer noch 60 AH Batteriekapazität, bzw. 30 AH (was grob über die Hälfte bzw. einem Drittel der Kapazität einer 100 AH Gel Batterie entspricht) bis das Batteriemanagement die Batterien, bei 10% Restkapazität, abschaltet, also genügend Zeit um nachzuladen. In die Verlegenheit bin ich allerdings noch nicht gekommen, habe eben immer Glück gehabt. Nachdem jetzt im Frühjahr die Solaranlage wieder ordentlich nachlädt, gedenke ich bei meinem Nutzungsverhalten mindestens bis zum nächsten Winter ohne Landstrom auszukommen und auf einen Batteriecomputer verzichten zu können.

Viele Grüße

Severin

[Edume]

Hallo Heiner,

ich gehe davon aus, dass Lars die blaue Ruhespannungskurve aus seinem Link beschreibt.

Hallo Severin,

Für mich ist als Nutzer eines 300 Ah LiFeYPO4 – Akkus ist ein Batteriecomputer schon eine erhebliche Erleichterung, um die Restkapazität bzw. Ladezustand mit nur einem Tastendruck zu erkennen, auch wenn dies nicht ganz genau ist. So muss ich nicht lange überlegen, was habe ich verbraucht, wie muss ich nachladen usw.

Gruß
edume