Lichtmaschinenstrom beim Laden einer leeren Batterie

Ich habe einige Spannungs-Strom-Drehzahl-Diagramme für Lichtmaschinen gefunden und eines nicht ganz verstanden. Grundsätzlich hat meine Lichtmaschine eine Nennleistung von 75 A (Kleinwagen), die sie über 2000 U / min oder so abgeben sollte. Unterhalb dieser Drehzahl gibt die Lichtmaschine weniger Strom aus (aufgrund der geringeren Eingangsleistung (U/min*Drehmoment)). In jedem Fall wird es versuchen, eine Spannung zwischen 14,0 und 14,4 V aufrechtzuerhalten, es sei denn, es wird überlastet, wenn die Spannung abfällt.

Jetzt sollten Blei-Säure-Batterien mit einer Rate von 0,1 C (10 Stunden) aufgeladen werden, um ihre Gesundheit zu erhalten. Alles schneller und Sie werden bald einen neuen kaufen. Was passiert also, wenn ich einen gesunden (geringer Innenwiderstand), aber kaum geladenen Akku einbaue? Wenn ich 14 V daran anschließe, zieht es leicht 50 Ampere. Um die Batteriegesundheit zu erhalten, sollte der Strom jedoch auf etwa 5 A begrenzt werden (für eine 50-Ah-Batterie).

Die Frage ist: Gibt es für dieses Szenario einen Strombegrenzungsmechanismus, um die Batterie nicht zu töten? Oder sollten wir alle davon ausgehen, dass wir jedes Jahr neue Batterien kaufen sollten, wenn wir das Auto nicht oft benutzen und es auf 11 V entladen lassen?

Ich denke, was Charles sagt, ist, dass Sie normalerweise eine größtenteils aufgeladene Batterie installieren und niemals auf diese Situation stoßen würden. Sie können einen Akku vor der Installation beispielsweise mit einem Labornetzteil mit einer Strombegrenzung von 5 A oder einem speziell entwickelten Erhaltungsladegerät aufladen. Wenn Sie einen anderen Anwendungsfall haben, machen Sie dies in der Frage deutlich. Es gibt „tiefzyklische“ Batterien und andere Ladeanordnungen für andere Anwendungsfälle.
Aus allen Antworten sieht es so aus, als wäre meine Frage irgendwie unklar. Um es anders zu formulieren: Was passiert, wenn meine Batterie in gutem Zustand ist (Innenwiderstand Ri = 0,05 Ω) und fast vollständig entladen ist (Vbat = 11 V)? Dies ist das grundlegende Ohmsche Gesetz: Wenn die Lichtmaschine 14 V liefern würde, beträgt der Strom (14-11) / 0,05 = 60 A. Je nach Lichtmaschine und Drehzahl wäre dies auf 30-60 A begrenzt, was immer noch weit über dem Nennladestrom von 5 A für diese Batterien liegt. Die Frage ist also: Gibt es im 12-V-Stromkreis des Autos eine Art Mechanismus, um den Ladestrom auf beispielsweise 5 A zu begrenzen, aber dennoch mehr als 60 Ampere bereitzustellen, wenn andere Systeme dies benötigen?
Ja da ist. Ein Erhaltungsladegerät.
In einem Auto verbaut? Du spielst nur schlau? Ich weiß alles über externe Ladegeräte. Meine Frage bezieht sich auf die Standardausrüstung an Bord eines Autos.
Scheint, als würden alle sagen, tu das nicht. Wenn Ihr Anwendungsfall ein Auto ist, das nur alle paar Monate verwendet wird, ist ein Erhaltungsladegerät billiger als neue Batterien. Es ist kein Anwendungsfall, um den sich Autohersteller wirklich Sorgen machen, also werden sie natürlich keinen für Sie installieren.
Warum erfindest du nicht das Gerät, das du gerne hättest?

Antworten (3)

Sie haben offensichtlich bereits eine gute Antwort von Charles, aber ich möchte schreiben, also los geht's =).

Dies führt zu hohen Ladeströmen und einem gewissen Grad an Batterieverschleiß und Ausgasung. Blei-Säure-Batterien sind jedoch eine der tolerantesten Batteriechemien gegenüber Misshandlungen dieser und anderer Arten, was hilft. Sie können den Batterieverschleiß minimieren, indem Sie in diesem Fall natürlich ein Erhaltungsladegerät verwenden, aber im Vergleich zu vielen anderen Formen von Batterieschäden ist es marginal, dies ein paar Mal im Jahr zu tun, wenn Sie Ihr Auto aufladen müssen. Allein die Lagerung eines Akkus in unterschiedlichen Ladezuständen kann seine Lebensdauer stark beeinträchtigen. Die Leute wären viel zögerlicher, sich gegenseitig einen Schub zu geben, wenn sie warten und die Autos des anderen mit Erhaltungsladung aufladen müssten. Stattdessen verwenden wir oft ein laufendes Auto, um das andere Auto zu starten, was zweifellos hohe Ladeströme verursacht, trennen und dem jetzt laufenden Auto erlauben, sich selbst aufzuladen. Autobatterien sind so konzipiert, dass eine angemessene Menge davon als regelmäßiger Gebrauch angesehen wird, und sind daher so konzipiert, dass sie angemessen tolerant sind. Laden Sie es einfach mit unterschiedlichen Tarifen aufinnerhalb der Spezifikation des Akkus wirkt sich auf seine Gesamtlebensdauer aus, so dass ein absolutes Laden mit Raten außerhalb seiner Spezifikation zu Verschleiß führt.

Sie wissen vielleicht, dass eine der besten Möglichkeiten, eine Blei-Säure-Batterie zu beschädigen, darin besteht, sie bei vollständiger Entladung extrem niedrige Temperaturen erreichen zu lassen, da diese Situation den Gefrierpunkt der Flüssigkeit so weit erhöht, dass sie tatsächlich fest wird, sich ausdehnt und verbiegt / dabei die Platten beschädigen. Dies tötet oft die Batterie auf einen Schlag. Es ist sehr vorzuziehen, den Akku aufgrund hoher Ladeströme ein wenig zu verschleißen, anstatt ihn einfrieren zu lassen, während ich jemanden finde, der ihn mit Erhaltungsladung auflädt. Wenn Sie jedoch zufällig zu Hause sind und Zeit haben, verlängern Sie die Akkulaufzeit auf jeden Fall ein kleines bisschen, indem Sie ihn herausnehmen, hineinbringen und erhaltungsladen.

Blei-Säure-Batterien sind auch eine der am einfachsten zu recycelnden Arten (obwohl dies nicht immer gut gemacht wird) und das hilft, ihre Kosten für das, was sie sind, niedrig zu halten. Die Platten können gereinigt/gerichtet/ausgetauscht und die Säure aufgefrischt werden, was bedeutet, dass, wenn Sie ein System hätten, bei dem wiederholte überaggressive Ladezyklen aufgrund von Platzbeschränkungen erforderlich wären, die richtige Ausrüstung und ein regelmäßiger Wartungszyklus die Kosten mindern und minimieren würden Schaden.

Die niedrigen Kosten und die einfache Entwicklung einer langlebigen, toleranten, sicheren Hochstrombatterie mit Bleisäure ist ein großer Teil des Grundes, warum sie nicht durch Lithium-Ionen-Drop-Ins oder Superkondensator-Arrays ersetzt wurden.

Vielleicht ist dieser Artikel auch für Sie interessant. Ein paar interessante Zitate daraus:

„Für die meisten Batterien auf Blei-Säure-Basis – Gel, AGM, konventionell – können Sie sicher ein Ladegerät mit einem maximalen Ladestrom auswählen, der nicht größer als 20 bis 25 % der Batteriekapazität ist. Ich weiß, dass es in diesem Artikel um schnelles Laden geht, aber ich sollte auch erwähnen, dass Sie keinen Ladestrom von weniger als 3% der Kapazität verwenden möchten (denken Sie an Erhaltungsladegeräte und Erhaltungsladegeräte).

Versuchen Sie, sich diesen sicheren maximalen Ladestrom-Jingle zu merken: Faustregel ist 5 bis 1"

Dies ist ein Indiz dafür, wie tolerant auch weniger günstige Blei-Säure-Akkus gegenüber Schnellladung sind. Starterbatterien in Autos sind in der Regel dünnplattierte Typen mit noch größerer Toleranz.

Wir haben auch:

„Die erstklassigen Reinblei-AGM-Batterien wie NorthStar und Odyssey, die dünne Platten verwenden und stark komprimiert sind, können tatsächlich eine Laderate aufnehmen, die ihrer angegebenen Amperestunden-Kapazität entspricht! Richtig, sie können mit 100 % ihrer Amperestunden-Nennleistung aufgeladen werden!“

Bei einigen Starterbatterien können sie den Innenwiderstand so niedrig halten, dass sie in einer Stunde aufgeladen werden können.

Wir können also zu dem Schluss kommen, dass, während für einige Batterietypen insbesondere eine Erhaltungsladung für ihre Lebensdauer günstig ist, Blei-Säure-Batterien dies im Allgemeinen viel toleranter sind, als Sie ursprünglich erwartet haben, wobei eine Ladung von 10 A oder mehr für sie in Ordnung ist ~50Ah-artige Batterien noch kleinerer Autos. Während eine höhere Entnahme für sehr kurze Zeiträume während des Batterieausgleichs oder während der anfänglichen Ladephase zu einem gewissen Verschleiß führen kann, ist dies aufgrund der Seltenheit des Ereignisses wahrscheinlich nicht von großer Auswirkung.

Eine andere zu beachtende Sache ist, dass die Nennleistung von 75 A Ihrer Lichtmaschine die Leistungsfähigkeit ihres Ausgangs beschreibt und die Spannung und nicht den Strom regelt. Wahrscheinlich wurde Ihre Batterie so gewählt, dass das Auto in diesen Situationen eine angemessene Zugkraft hat.

Bearbeiten: Um Ihre zusätzlichen Fragen zu beantworten:

Eigentlich hätte es gereicht zu sagen "Lichtmaschine hat keine Strombegrenzung und wird sie mit maximalen Ampere treffen". :)

Zu sagen, es würde "Hit it with max amps" wäre grob irreführend und ich würde das nicht sagen. Eine gewisse Strombegrenzung wird durch die Impedanz der internen Verbindungen und der Lichtmaschinenwicklungen und der Regulierungsverzögerung bereitgestellt, nur nicht viel und nicht beabsichtigt. Während einer sehr kurzen Anfangsphase zieht die Batterie eine Stromspitze, jedoch nur für einen sehr kurzen Zeitraum, da der Großteil der von der Batterie gespeicherten Energie in einem moderaten Spannungsbereich liegt. Aus diesem Grund ist die Stromspitze umso kürzer, je höher sie ist. Ich glaube, vor einigen Monaten hat einer der Ingenieure bei einer Frage zum Batterieausgleich einen Artikel angesprochen, in dem auf Schäden aufgrund der kurzen hohen Stromspitzen getestet wurde, die durch das Parallelschalten unausgeglichener Bleisäurebatterien verursacht wurden. Es ist Schlafenszeit, also werde ich nicht versuchen, es auszugraben,

Wenn also ein Einweg-Strombegrenzungsgerät in Reihe mit der Batterie geschaltet wird, würde es theoretisch seine Lebensdauer verlängern, oder?

Theoretisch könnte dies die Batterielebensdauer nur geringfügig verlängern, es sei denn, Sie planen, das Ereignis viele Hundert Male zu wiederholen, oder vielleicht Dutzende Male, wenn Ihre Batterie einen sehr niedrigen CCA-Wert hat (was auf möglicherweise dicke Platten hinweist) oder wenn Sie eine ungewöhnliche hatten Batterietyp in Ihrem Auto, wie ein Tiefenzyklus. Wenn Sie überhaupt damit herumspielen wollten, wären einige Tests angebracht, und Sie würden wahrscheinlich ein vollständiges BMS verwenden wollen, das den tatsächlichen maximalen Ladestrom Ihrer speziellen Batterie unterstützt, anstatt nur einen Stromregler, um das nicht zu lähmen Funktion Ihres Autos. Wenn Sie Ihr Auto unnötigerweise 30 Minuten lang laufen lassen müssten, um es aufzuladen, würden die Benzinkosten die Kosten für Schäden an der Batterie durch den kurzen anfänglichen Ladeimpuls bei weitem übersteigen, würden die Bäume und Tiere oder was auch immer schädigen , Sie möchten diese Situation also vermeiden. Sie müssten auch herausfinden, wie Sie die Hochstromverkabelung Ihres Autos ändern und Stromanschlusspfosten bereitstellen können, die die Batterie umgehen, wenn Sie ein laufendes Auto mit einem Schub starten möchten.

Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Eigentlich hätte es gereicht zu sagen "Lichtmaschine hat keine Strombegrenzung und wird sie mit maximalen Ampere treffen". :) Theoretisch würde es also die Lebensdauer verlängern, wenn ein Einweg-Strombegrenzungsgerät in Reihe mit der Batterie geschaltet wird, oder?
Bearbeitet, um zusätzliche Fragen abzudecken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei niedriger Batteriespannung der Ladestrom nur durch den Serienwiderstand begrenzt wird. Das wollte ich hören. Danke schön.
Sie haben gehört, was Sie hören wollten, aber diese Seite ist für alle, die in Zukunft nach dieser Antwort suchen, und das macht die anderen Informationen entscheidend. Ich würde mich schlecht fühlen, wenn ich dachte, dass Leute darüber gestolpert sind und dachten, eine seriöse Quelle hätte ihm gesagt, dass diese Schaltung eine notwendige oder nützliche Ergänzung für die meisten/vielen Autos sei. Sie haben das Geld, das Sie ausgeben können, also ist es in Ordnung, wenn Sie dieses Projekt willkürlich auf der Grundlage dieser herausgepickten Information durchführen möchten, aber es ist wichtig, dass jeder andere, der dies sieht, versteht, wie wenig es zu gewinnen gibt und was er verlieren könnte.
KH, ich werde keine zusätzliche Schaltung kaufen oder verkaufen. Mein Projekt ist völlig anders und dies war nur ein Teil der Informationen, die mir gefehlt haben - wie wird der Strom während einer Batterieladung in einem Auto begrenzt? Wenn Sie interessiert sind, habe ich eine Idee, eine DIY-Haupteinheit auf Basis von Himbeere zu bauen, aber ich hasse es, sie jedes Mal hochfahren zu sehen, also wollte ich sie im Leerlauf lassen, was ziemlich viel Energie verbraucht (50% der Batterie in wenigen Tagen). . Ich bin mir bewusst, dass das Radfahren von Blei-Säure-Batterien nicht gesund ist, aber ich weiß auch, dass es viel schlimmer ist, sie mit Hochstromladung zu treffen. Also werde ich nach einer anderen Lösung suchen.
Übrigens verbraucht selbst die Werksalarmanlage in einem meiner Autos im Stand etwa 25 mA, was die Batterie in 45 Tagen entlädt. Dies basiert auf einer Batterie mit einer tatsächlichen Kapazität von 25 Ah (was für 1-2 Jahre alte „55 Ah“-Autobatterien normal ist).
Wenn Sie Ihre Zeit nicht damit verschwenden, etwas zu lösen, das kein Problem ist, ist das gut. Ihr erster Beitrag und Ihre Kommentare sind ziemlich voller Missverständnisse und Ihre Antwort auf Charles Antwort war offensichtlich kein gutes Zeichen =). Ich schreibe gerne Antworten und helfe den Leuten hier, aber wenn ich auf eine Frage antworte, die viele Fehlinformationen enthält, begnüge ich mich nicht damit, sie zu berühren, ohne so viel wie möglich davon anzusprechen. Sie haben Ihr Ziel buchstäblich nicht angegeben, bis Sie bereits die gewünschten Informationen hatten. Sie sollten eine Niederspannungsabschaltung bei 11,5 Volt in Betracht ziehen, wenn Sie uC P nicht senken können.
Wenn Sie in zwei Jahren 50 % C-Verlust haben, sollten Sie überlegen, bessere Batterien zu kaufen (Hochwertige Batterien können die volle Kapazität bis zum Ende ihrer 3-Jahres-Garantie behalten, Altbatterien haben am Ende möglicherweise eine Kapazität von 40-60 % einer 1-Jahres-Garantie). Wenn Sie sie alle 3-4 Tage fahren, ist das extrem und ich stimme Ihnen zu, dass Sie besonders vorsichtig sein sollten, aber wenn niemand, der antwortet, Ihr eigentliches Ziel kennt, nennen wir dies das XY-Problem und es schafft genug Unannehmlichkeiten, die wir brauchten ein Wort dafür =).
KH, wenn Sie jemals reale Messungen an tatsächlich in Betrieb befindlichen Autobatterien durchgeführt haben, werden Sie vielleicht erstaunt sein, wie schlecht sie sind. Eine typische Batterie wird ausgetauscht, wenn sie den Motor nicht mehr durchdrehen kann, viele Batterien (insbesondere bessere) können dies jedoch immer noch tun, wenn nur noch 10 % der verbleibenden Kapazität vorhanden sind. Ich meine, machen Sie einen echten Columb-Counting-Test, keine Dummy-Last über Terminals. Wie auch immer, ich entschuldige mich, wenn meine anfängliche Frage unklar war, aber ich möchte auch darauf hinweisen, dass sich die Leute tendenziell klüger fühlen als alle anderen und anfangen zu fragen, warum Sie es brauchen, anstatt mit einem Satz Ja oder Nein zu antworten.
Einverstanden. Dieser Battery University Link zeigt einen guten Querschnitt nordamerikanischer Qualität. Nur die Top 2 sind wirklich außergewöhnlich, etwa die Hälfte ist in Ordnung, der Rest absolut miserabel. Alle Typen behalten CCA bis zum Ende ihrer Garantiezeit bei. Die oben erwähnte Absicht der Website besteht darin, qualitativ hochwertige Fragen und eine Vielzahl korrekter, nützlicher Antworten bereitzustellen, die für sich allein stehen können. Daher werden sehr kurze Antworten abgelehnt, obwohl sie vorkommen. Typischerweise für Fragen mit einem Satz, die bald gelöscht werden.
Wenn Sie jedoch über erhebliche elektrische Fähigkeiten verfügen, sollte ich wahrscheinlich erwähnen, dass Schaltpläne für so ziemlich jedes Auto sehr leicht zu finden sind. Wenn Sie sich also wirklich Sorgen um einige Ihrer Fahrzeuge machen, können Sie den Schaltplan herunterladen und genau sehen was ist in der lichtmaschine schaltung ende zu ende. Es ist ziemlich einfach, aber wer weiß, vielleicht finden Sie etwas Nützliches oder einen Unterschied zwischen Fahrzeugen, der für Ihr Projekt von Bedeutung ist. Sie müssten auch nicht online posten und auf eine Antwort warten oder sich Sorgen darüber machen, wie intelligent die Leute denken, dass sie sind.

Autobatterien sind so ausgelegt, dass sie den Motor ankurbeln, um das Auto zu starten. Für die längste Batterielebensdauer sollte das Auto ausreichend gewartet werden, um zu verhindern, dass mehr als eine sehr kurze Startzeit erforderlich ist. Die Batterie ist darauf ausgelegt, den sehr kurzen, aber hohen Startstrom zu liefern und danach sofort wieder aufgeladen zu werden. Wenn es verwendet wird, um Lasten zu versorgen, wenn das Auto nicht läuft, wird die Lebensdauer verkürzt. Wenn es auch nur gelegentlich vollständig entladen wird, wird die Lebensdauer erheblich verkürzt. Allerdings sollte das Ladesystem auch so ausgelegt sein, dass es den Ladestrom begrenzt.

Die Frage bezieht sich auf das Laden, nicht auf das Entladen.
Mein Punkt ist, dass selbst wenn Sie die Laderate sorgfältig kontrollieren, der Akku vorzeitig ausfällt, wenn Sie ihn zu niedrig entladen lassen. Autobatterien sollten nicht verwendet werden, um Dinge mit Strom zu versorgen, bis sich die Batterie entlädt und sie dann auflädt. Dazu benötigen Sie einen tiefentladenen Akku. Wenn Ihr Auto so lange ungenutzt steht, dass sich die Batterie zu tief entlädt, fällt die Batterie vorzeitig aus. Je nach Klima können Sie mehr Probleme haben als nur die Batterie.
Sicher, aber selbst die billigsten Autobatterien können einige hundert 100% DOD-Zyklen ausführen, wenn sie bei 0,1 C Stromstärke durchgeführt werden. Wenn Sie sich jedoch einmal entladen und mit 50 A Ladung treffen, ist dies Ihr letzter Zyklus.
Ja, Autobatterien können eine gewisse Anzahl von Tiefentladezyklen durchlaufen. Es sind wahrscheinlich Daten über Prozent und Zyklen verfügbar. Autoladesysteme sind so konzipiert, dass die Batterie nach einer Tiefentladung nicht zerstört wird, aber vielleicht nicht zu 100%. Das Design ist für die empfohlene Verwendung angemessen, unabhängig von den tatsächlichen Zahlen. Ich denke nicht, dass es zu riskant ist, ein Auto einen Monat lang ungenutzt stehen zu lassen. Wenn sich die Batterie in dieser Zeit stark entlädt, liegt ein Problem im elektrischen System vor. Wenn Sie im Winter an einem kalten Ort leben, haben Sie möglicherweise sowohl elektrische als auch mechanische Probleme, die Sie 3 Monate lang nicht nutzen können.

Lichtmaschinen haben fast immer einen Regler, der den Strom durch die Feldspulen anpasst, um die Spannung konstant zu halten, so dass innerhalb des Spannungsbereichs, in dem eine gesunde Batterie arbeiten sollte, der Ladestrom vernünftig ist.

Wenn Sie eine entladene, aber gesunde Batterie einbauen, ist es üblich, sie langsam mit einem Batterieladegerät aufzuladen, bevor Sie versuchen, das Auto zu starten, weil

1) Das Ziehen des Starterstroms von über 100 A wird wahrscheinlich die Batterie töten und die Pflege nicht starten

2) Die große Stromaufnahme wird wahrscheinlich die Lichtmaschine belasten

3) Und wie Sie feststellen, wird der Akku zu schnell aufgeladen.

Lichtmaschinen steuern den Strom durch die Rotorspule, die Statorspulen erzeugen den Strom ... Wie wird der Anlaufstrom von 100 A die Lichtmaschine belasten, die noch nicht funktioniert, da der Motor nicht schnell genug dreht? Autobatterien liefern je nach Motorgröße 300 bis 800 A für Autos. Große Dieselmotoren können 1000 A oder so fordern ...
Wenn Ihre Batterie leer ist und Sie sie mit der Lichtmaschine aufladen möchten, müssen Sie zuerst den Motor starten. Dadurch wird der Anlasserstrom für den Anlasser aus Ihrer entladenen Batterie gezogen.
Also, wie liefert die leere Batterie den Startstrom - was bedeutet Ihrer Meinung nach leer ... Das meiste, was ich in meinen ersten Kommentar geschrieben habe, war, herauszufinden, ob Sie wirklich wissen, wie eine Lichtmaschine funktioniert ... und der Beweis ist Dort...
Dies scheint in ad-hominem-Territorium abgestiegen zu sein. Ich kann nur annehmen, dass Sie nicht verstanden haben, was ich oben gesagt habe. Sie können ein Auto mit einer leeren Batterie starten, der maximale Strom, den eine Autobatterie liefern kann, nimmt mit der Spannung nicht so stark ab. Dies verkürzt jedoch normalerweise die Lebensdauer der Batterie drastisch, da die Oberfläche der Elektroden verringert wird, wenn das Blei aus der Lösung kommt, nachdem Sie das Aufladen einer vollständig leeren Batterie durchgeführt haben, wird das Auto stärker belastet Lichtmaschine, da sie normalerweise auf konstante Spannung geregelt wird.
Lichtmaschinenstrom beim Laden einer leeren Batterie
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