Auslegung Akku

Hallo,

ich baue einen automatischen Rasenmäher und dieser braucht nen hübschen Akku, doch leider weiß ich nicht wie man den auslegt.

Angenommen, im Schnitt werden 2 A benötigt und der Mäher soll 1 h ohne Aufladen Fahren können, dann macht das 2 Ah.

Angenommen die Motoren benötigen 12 V Spannung.
Angenommen es gäbe einen Akku der 12 V Spannung und 2 Ah enthält, dann bräuchte ich 2 Stk in Serie davon und könnte die Akkus von 24 V auf 12 V entladen und dabei 2 Ah entnehmen.
Die Akkus unter 12 V zu entladen würde nichts bringen, da die Motoren mehr als 12 V brauchen.
Mit einer charge pump konnte man die Akkus dann noch weiter ausnuckeln.


Ist das so richtig gedacht ?

Welcher Akku-Typ ist für einen automatischen Rasenmäher geeignet ?
Anforderungen:
- hohe Zyklusfestigkeit,
- moderat hohe Ströme möglich (<10 A)
- Selbstentladung ist fast egal
- Leistungsgewicht ist wichtig !
- Lebensdauer sollte ca. 2-3 Jahre oder länger sein,
- & möglichst deppensicher zu laden.

Nein, Du brauchst keine 2, sondern nur einen. Du kannst 2 in Reihe geschaltete Akkus nicht bis 12 V entladen. Jeder Akku hat eine bestimmte Ladeschlussspannung. Bei einem NiMH sind das zB 1V von ehemals 1,2V. Weniger schadet ihm. Deine Akkus wären also leer, wenn sie 10V erreicht haben und der Motor würde sich dann etwas langsamer drehen.
Wenn Du eine sehr konstante Spanung haben willst, dann brauchst Du, wie Du schon sagtest, einen StepUp oder -down Regler. Du würdest die Akkus dann an diesen anpassen und den Regler an die Motoren.
Das ist aber im Falle von Motoren eigentlich nicht nötig.
Ich kann nur NiMH Akkus empfehlen: weit verbreitet, günstig, umweltfreundlich, relativ hohe Leistungsdichte, relativ einfach zu laden, schnellladefähig.
NiCd Akkus sind deppensicher im Laden, aber nicht so leistungsfähig und nicht umweltfreundlich. Außerdem nimmt deren Kapazität schneller ab.
BleigelAkkus sind noch schlechter, wenn auch wieder einfach zu laden, aber nicht wirklich schnellladefähig.
Gruß

aha, Danke, d.h. wenn ich einen Akku kaufe mit z.B. 12 V und 2000 mAh dann hätte der theoretisch 2000 mAh wenn man ihn bis 0 V entlädt.

Entlädt man ihn nur bis 10 V wären das dann auch nur 2/12*2000 = 333 mAh - ist das so korrekt ?

D.h. für 2000 mAh würde ich ca. 6 * 2000 mAh NiMh Akkus benötigen...
das ist ne Menge...

Zitat:

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Zitat von kwak

aha, Danke, d.h. wenn ich einen Akku kaufe mit z.B. 12 V und 2000 mAh dann hätte der theoretisch 2000 mAh wenn man ihn bis 0 V entlädt.

Entlädt man ihn nur bis 10 V wären das dann auch nur 2/12*2000 = 333 mAh - ist das so korrekt ?

D.h. für 2000 mAh würde ich ca. 6 * 2000 mAh NiMh Akkus benötigen...
das ist ne Menge...

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Nein. Ein akku mit 2000mAh hat auch 2000mAh bis er leer (bei deinem Beispiel also 10V) ist.

Noch ein wichtiges Merkmal ist die Ri von accu. Was soll der maximale Strom sein das die Motoren brauchen (Anlauf)? Diese Strom muss der accu liefern ohne das die Spannung einbricht. Da auch sind NiMh accus sehr gut. Eine NiMh sinter zelle von 2000 mAh kan locker 10 A lieferen !!
Bei NiMh accus ist die nominale Spannung 1.2 Volt/Zelle. Beim ende von Ladevorgang kan die Spannung locker 1.5 Volt/Zelle sein. Der accu ist leer bei ca 1.05 Volt/Zelle. Irgendwo muss ihre Schaltung bei al diese Spannungen problemlos functionieren (10 Zelle = 10.5 Volt bis 15 Volt).

Du musst aufpassen mit den angaben. Bei nimh sind die ausnahmslos gelogen.

Außerdem bezieht sich das auf eine Entladung mit C/5 oder C/20. D.h. für C/5 bei einer Kapazität von 2Ah wäre das ein Entladestrom von 400mA. Nur dann liefert der Akku die Kapazität.

Du solltest dir mehr Gedanken um das Laden als um das Entladen machen. Sonst konnst du dir auch Batterien kaufen. NiMh ist für einen Anfänger extrem schwer zu laden. Einfacher sind li-ion und Blei. Für einen Rasenmäher würde ich einen Bleigelakku verwenden. Den darfst du nur nicht tiefentladen (<12V bei einem 12V Akku) und solltest ihn direkt wieder aufladen nach Benutzung.

Herzlichen Dank für die Antworten.

Ich fasse zusammen zu NiMh:

- die brauchbare Spannung pro Zelle reicht von z.B. > 1.05 bis 1.5 V, d.h. Meine Schaltungen müssten von > 10V bis 15 V damit klarkommen. Ich vermute, dass ich dafür sorgen muss, dass der Akku nicht auch bei < 10 V belastet wird - da sonst Tiefentladung ?

- Die Angaben bezüglich Kapazitäten dürften Hausnummer sein, da z.B. der Husquarna automower 10*2200mAh in sich trägt und die reichen für < 1h, es würde mich wundern wenn der tatsächlich im Mittel > 22 A zieht (> 250 W) - aber wer weiß... vielleicht ist meine Stromabschätzung völlig unrealistisch

- bezüglich Laden von NiMh, ich habe absichtlich keine LiPo im Auge da mir diese zu gefährlich sind, obwohl Leichtbau hohe Priorität hat. Blei ist mir viiiel zu schwer, das macht keinen Sinn, schließlich muss ich die Masse auch bewegen und viel Masse = viel Energieverbrauch, ich habe (zumindest derzeit) nicht vor das Ladegerät selbst zu bauen, insofern verlasse ich mich drauf, dass professionelle Ladegeräte halten was sie versprechen....

- Ri (max A) sollte bei NiMh und bei meinen Motoren kein Problem sein, im worst case, bricht ganz einfach die Spannung ein wenn der Strom zu groß wird und die Mühle steht. Zur Not darf ich nicht bei allen Motoren zu gleich aufs Gas steigen ;)

Zitat:

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Zitat von kwak

- die brauchbare Spannung pro Zelle reicht von z.B. > 1.05 bis 1.5 V, d.h. Meine Schaltungen müssten von > 10V bis 15 V damit klarkommen. Ich vermute, dass ich dafür sorgen muss, dass der Akku nicht auch bei < 10 V belastet wird - da sonst Tiefentladung ?

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Richtig.

Zitat:

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Zitat von kwak

- Die Angaben bezüglich Kapazitäten dürften Hausnummer sein, da z.B. der Husquarna automower 10*2200mAh in sich trägt und die reichen für < 1h, es würde mich wundern wenn der tatsächlich im Mittel > 22 A zieht (> 250 W) - aber wer weiß... vielleicht ist meine Stromabschätzung völlig unrealistisch

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Naja, so drastisch würde ich das nicht sehen. Bei Qualitätsakkus gibt es sogar Datenblätter und denen ist zu entnehmen, bei welchem Entladestrom die Angabe giilt und wie stark sich die Kapazität reduziert, wenn dieser größer ist.
LiPos sind natürlich auch eine Alternative, aber leider nicht ganz billig...
Gruß

NiMH accus sind relatif robust. Kurz Entladen under 1Volt/Zelle soll kein Problem sein. Aber mit ein accupack (Zellen in Serien) kann es sein das eine Zelle schon leer ist, weil die andere noch 20% foll ist. Bei weiter entladen von das accupack wird diese leers Zelle dan umgepolt. Und das ist sehr schlecht für die Lebensdauer.
Beim Lipo ist noch schlimmer : einmal die Zellespannung unter 2.4 Volt, und die Zelle ist schon abgeschrieben.
Laden von NiMH ist problemlos mit den richtige lader (Schnellader, Abschaltung ueber dV/dt)
Mit ein bischen sorgfalt, ist NiMH eine gute Wahl.