Akkus - Zellenspannung - wieso, weshalb, warum?


grond said:
hede said:
Gefährlich! Nicht für dich, aber für den Akku. Ein Akku, der unter die Nennspannung fällt, gilt als tiefentladen und leidet darunter. [...] Ein "deutlich weiter auslutschen" ist daher Kontraproduktiv.

Ja und nein. Natürlich soll man einen Akku nicht tiefentladen, dieser Punkt ist aber SEHR viel später. Bei einem Lithium-Akku z.B. kann man von 3,7V Anfangsspannung bis ca. 0,2V entladen. Da hat aber der DC/DC-Umsetzer mit großer Wahrscheinlichkeit auch schon aufgegeben...
0,2 V? Also typischerweise sagt man doch bei Li-Ionen-Akkus, dass die Entladeschlussspannung bei ~2,5 V liegt. Wenn man darunter geht, beschädigt man den Akku. Bei 0,2 V ist der Akku garantiert hinüber. Die Nennkapazität wird aber eben (zumindest theoretisch) bis zu eben dieser Entladeschlussspannung von 2,5 V erreicht.
 
wejp said:
0,2 V? Also typischerweise sagt man doch bei Li-Ionen-Akkus, dass die Entladeschlussspannung bei ~2,5 V liegt. Wenn man darunter geht, beschädigt man den Akku.

Wenn man zwischen den Zeilen ließt, kann man es selbst aus dem Wikipediaartikel herauslesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Entladeschlussspannung
Nein, eigentlich steht es sogar ziemlich direkt da, besonders im Absatz "Der Entladungsgrad,..."

Die Entladeschlussspannung ist die Spannung, bis zu der ein Gerät noch funktioniert. Bis zu dieser Spannung kann der Akku noch einen gewissen Stromfluss und somit Energie liefern. Schädigen tut sich der Akku aber schon weit vorher. Eine LiIo-Zelle kann man z.B. mit einer LED sicher noch über diesen Punkt hinaus entladen, sicher, aber das macht man bestimmt nicht oft ;-)
Am schlimmsten sind da übrigens die dünnwandigen Starterbatterien in PKWs. Diese darf man offiziell nicht mehr als ein paar % entladen (5-10% AFAIK). Eine Lagerung über einen längeren Zeitraum (>1-2 Monate?) bei unter 95% Ladung schadet schon, zum Teil erheblich. Selbst Zyklenfeste Bleiakkumulatoren halten bei mehr als 30% Entladung keine 200 Zyklen aus. Aber Bleiakkus sind da schon extrem.
LiIO-Akkus halten das schon weit öfter aus, aber mögen tun die das auch nicht. Am besten sind da NiCd-Akkus. Diese kann man getrost immer wieder auch unterhalb 1,2V fallen lassen. Allerdings sollte man auch diese so nicht lagern. Das gilt glaube für alle Zellenarten: lagern nur geladen. LiIo allerdings glaube am besten bei irgendwas so um die 70-80%... nicht ganz voll also. Gerade LiIo-Akkus sollte man allerdings regelmäßig entladen (bis auf Bleiakkus glaube alle Zellenarten). So 1x im Monat glaube. Auch Bohrmaschinen etc. Jeder kennt das ja. Notebook noch keine 2 Jahre alt, eigentlich nur zuhause stehen gehabt, den Akku nie benutzt, dennoch ist er schrott, hält nichtmal mehr halb so lang wie als er neu war. Das hat oftmals gar nichts mit der Qualität des Akkus sondern nur der Behandlung zu tun. NiCD-Zellen können locker 10 Jahre halten, wenn man sie gut behandelt. Entladungen unterhalb der Nennspannung und lagern ohne Ladezyklen bzw. im entladenen Zustand sollte man dabei aber vermeiden.

In einem Punkt deckt sich meine Erfahrung übrigens nicht mit der Wikipedia. Auch bei LiIO-Zellen sind volle Zyklen bis zur Nennspannung am besten... allerdings würde ich an andererleuts Stelle auch eher sowas wie der Wikipedia trauen als mir :twisted:

DISCLAIMER: ja, ich gebe zu, ich bin kein Fachmann und lasse mich gerne vom Gegenteil überzeugen. Aber wenn ich schon lese, dass moderne Li-Ion-Zellen (ja, Zellen, Akkupacks ja schon länger) zum Teil schon selber Schutzmechanismen mitbringen (schließlich wirft es gerade auf einen namhaften Zellenhersteller ein schlechtes Licht, wenn die Zellen weniger als ein Jahr halten, weil der Gerätehersteller an allem spart), die eine Entladung unterhalb z.B. 3V verhindern sollen, dann fühl ich mich irgendwie in meiner bescheidenen Meinung bestärkt :p (http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery) (btw: Geräte, die länger laufen, verkaufen sich besser. Daher gehen selbst namhafte Hersteller von Notebooks dazu über, die Zellen stärker zu entladen, als ihnen lieb ist. Das Gerät verkauft sich eben besser, wenn es bei Übergabe länger hält, als wenn es auch in 2 Jahren noch genausolange wie beim Verkauf läuft. Und sowieso werden 90% aller Notebooks größtenteils am Steckernetzteil betrieben :wacko: )
 
wejp said:
grond said:
Bei einem Lithium-Akku z.B. kann man von 3,7V Anfangsspannung bis ca. 0,2V entladen. Da hat aber der DC/DC-Umsetzer mit großer Wahrscheinlichkeit auch schon aufgegeben...
0,2 V? Also typischerweise sagt man doch bei Li-Ionen-Akkus, dass die Entladeschlussspannung bei ~2,5 V liegt. Wenn man darunter geht, beschädigt man den Akku. Bei 0,2 V ist der Akku garantiert hinüber.

So? Vielleicht lässt mich mein Gedächtnis total im Stich, aber ich meine diese Zahl aus einer Patentanmeldung für ein Batterie-Management-System zu haben, die kürzlich über meinen Schreibtisch ging. Dort wurde ein sogenanntes "Load-Balancing" durchgeführt, bei dem dafür gesorgt wird, dass die einzelnen Zellen nahezu gleiche Spannungen haben, weshalb keine Zelle jemals in Umkehrspannung gehen kann und droht, zerstört zu werden. Vielleicht konnte man deshalb sehr viel weiter entladen? Oder ich habe die Zahl tatsächlich völlig falsch im Gedächtnis, will ich nicht ausschließen.

Der Grundgedanke bleibt aber richtig: wenn meine Pandora 5V +/-5% als Spannung haben mag und ich diese Spannung irgendwie über eine Serienschaltung von Akkuzellen hinbekomme, wird die Spannung sehr schnell soweit unter diesen Wert fallen, dass das Gerät nicht mehr läuft. Kommt ein DC/DC hinzu, kann die nötige Ausgangsspannung sehr viel länger erzeugt werden.
 
grond said:
wejp said:
grond said:
Bei einem Lithium-Akku z.B. kann man von 3,7V Anfangsspannung bis ca. 0,2V entladen. Da hat aber der DC/DC-Umsetzer mit großer Wahrscheinlichkeit auch schon aufgegeben...
0,2 V? Also typischerweise sagt man doch bei Li-Ionen-Akkus, dass die Entladeschlussspannung bei ~2,5 V liegt. Wenn man darunter geht, beschädigt man den Akku. Bei 0,2 V ist der Akku garantiert hinüber.

So? Vielleicht lässt mich mein Gedächtnis total im Stich, aber ich meine diese Zahl aus einer Patentanmeldung für ein Batterie-Management-System zu haben, die kürzlich über meinen Schreibtisch ging. Dort wurde ein sogenanntes "Load-Balancing" durchgeführt, bei dem dafür gesorgt wird, dass die einzelnen Zellen nahezu gleiche Spannungen haben, weshalb keine Zelle jemals in Umkehrspannung gehen kann und droht, zerstört zu werden. Vielleicht konnte man deshalb sehr viel weiter entladen? Oder ich habe die Zahl tatsächlich völlig falsch im Gedächtnis, will ich nicht ausschließen.
Ja, das ist definitiv so. Li-Ionen-Akkus sind sogar besonders empfindlich, wenn die Spannung unterhalb diese Grenze fällt. Noch extremer ist es bloß beim Aufladen, wenn die Ladeschlussspannung überschritten wird, dann kommt es sehr schnell zu einem internen Kurzschluss. In beiden Fällen ist dies durch die dann entstehenden chemischen Reaktionen begründet. Auch wenn man alle Zellen versucht immer auf gleicher Spannung zu halten (was grundsätzlich eine gute Sache ist), ändert das nichts an den Gegebenheiten für jede einzelne Zelle - die Entladeschlussspannung darf niemals unterschritten werden. Tut man das doch, beschädigt man den Akku. Siehe auch z.B. hier.
Der Grundgedanke bleibt aber richtig: wenn meine Pandora 5V +/-5% als Spannung haben mag und ich diese Spannung irgendwie über eine Serienschaltung von Akkuzellen hinbekomme, wird die Spannung sehr schnell soweit unter diesen Wert fallen, dass das Gerät nicht mehr läuft. Kommt ein DC/DC hinzu, kann die nötige Ausgangsspannung sehr viel länger erzeugt werden.
Das kommt drauf an. Mal ein fiktives Beispiel. Ich habe drei Zellen mit je 3,7 V und benötige für das Gerät eine Spannung von 5 V. Ich regel also die 11,1 V mit einem normalen Schaltregler (den man ja in jedem Fall braucht) auf 5 V herunter. Nun fällt die Spannung der Zellen über die Betriebsdauer auf jeweils 2,5 V. Ergibt insgesamt also 7,5 V, die sich mit einem normalen Schaltregler ohne Step-Up noch problemlos in 5 V wandeln lassen.
Wenn man nur eine Zelle verwendet und 3 V oder gar 5 V benötigt, kommt man um einen Step-Up-Wandler natürlich nicht herum.
 
also ich habe ja schon mein externes batterypack , siehe meinen avatar...

vorteile:
- coolnesfaktor, damit kommt mann vor der uni/berufschule viel besser an als mit einem mit gaffertabe zusammengehaltenen do it yourself batterypack,
- speicherkapazität, bis der große 12V akku lehr ist ist die p&|a oft genug benutzt worden das ich wieder daheim an der steckdose bin..
- hochwasserschutz, durch die großen reifen und die portalachsen kann es lange dauern bis die p&|a einen wasserschaden hat..
- die lichtmachiene verwandelt langweiliges diesel in viele stunden spaß mit mario yoshi und allen helden unser videospielvergangenheit..
- hoher nutzwert, wenn nicht gerade die p&|a damit geladen wird, kann man damit auch einen anhänger ziehen bis 20 tonnen..

nachteil:
- unpraktisches packmaß, das passt nicht in jeden rucksack, aber jeder rucksack passt hinten drauf..
- um die p&|a aufzuladen brauch ich noch einen 12v bordnetzadapter weil der anschluss zu klein ist.. aber laut unserem unimogspezialisten hat das ding einen 12volt anschluss,
- dann braucht mann noch ein passendes ladekabel..

also, EvilDragon, statt den Dingoo der nur probleme bereitet, nimm den unimog in dein sortiment auf!!, der ist nämlich ein super praktisches zubehör für die p&|a !!! :p
 
Na das hört sich ja alles sehr Kompliziert an. Einfach so nen Akku-Pack basteln scheint eine Menge aufwand und kleinteile zu bedeuten. Für mich als Leihe aktuell nicht machbar ohne genaue Anleitungen (bauteile, aufbau etc).

Vielleicht hat jemand lust von euch mal so ein Plan zu fabrizieren?
 
Für mich als Laie hört es sich so an, dass der Pandora-Akku eine potentielle Bombe ist und nur drauf wartet hoch zu gehn. :twisted:
Ich hoffe, dass alle nötigen Sicherheitsmaßnahmen ergriffen wurden, damit wir lange und sicher Spaß an der Pandora haben können, ohne dass sie uns um die Ohren fliegt.
 
grond said:
Vielleicht lässt mich mein Gedächtnis total im Stich, aber ich meine diese Zahl aus einer Patentanmeldung für ein Batterie-Management-System zu haben, die kürzlich über meinen Schreibtisch ging. Dort wurde ein sogenanntes "Load-Balancing" durchgeführt, bei dem dafür gesorgt wird, dass die einzelnen Zellen nahezu gleiche Spannungen haben, weshalb keine Zelle jemals in Umkehrspannung gehen kann und droht, zerstört zu werden.

Habe gerade noch einmal nachgeguckt. Dort wird für Lithium-Ionen-Batterien eine Untergrenze von "ungefähr 2.0V" angegeben. Eine maximale Spannungsdifferenz zwischen zwei Zellen sollte ungefähr 0,02V betragen. In meinem Gedächtnis sind die beiden Zahlen zu 0,2V verschmolzen.
 
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