Onderwerp: De werking van een laadregelaar

Jeroen-pion schreef :
Daar is nix slims aan. Bij het laden van een loodaccu neemt de inwendige weerstand toe. Gezien vanuit de regelaar.

Afgesplitst uit: Nieuw elektrisch systeem aan boord Doordraijer? - Faran

3Noreen schreef :
Amai ..

Dan is ie geladen (de inwendige weerstand is toegenomen volgens jou) en dan moet ie een startmotor rond gaan draaien???

JohnBerg schreef :
Misschien door uit te leggen hoe het volgens jou dan wel zit? Is wel wat constructiever natuurlijk...

Een lege accu heeft een lagere spanning dan een volle. Bij een lege accu is er spanningsverschil tussen de laadspanning en de interne spanning en gaat er een stroom lopen. Hoe voller de accu raakt, hoe kleiner het spanningsverschil tussen de interne spanning en de laadspanning en hoe kleiner de stroom is die gaat lopen. De accu regelt de laadstroom dus eigenlijk zelf terug, en dat is wat 3Noreen bedoelt denk ik.

In Jip en Janneke taal dan: een motor start beter op een volle accu, dan op een lege accu. Op de een of andere manier zit bij een lege accu meer weerstand in het systeem dan bij een volle accu. Of anders gezegd, een lege accu heeft een hogere inwendige weerstand dan een volle accu.

Tijdens het laden neemt de inwendige weerstand van de accu steeds verder af.

Dat de regelaar naarmate de accu voller raakt de stroom steeds verder terug regelt heeft hier niets mee van doen. De inwendige weerstand van een (volle)accu ligt in de orde van enkele milli ohms.
Het spanningsverlies over deze bijzonder kleine weerstand speelt geen enkele rol tijdens het laadproces. Bij een laadstroom van 25A valt er over een weerstand van 2 milli Ohm slechts 50 millivolt.

Jeroen-pion schreef :
Yep, dat zal dan wel............

Ik had een kastje gemaakt met voltmeter en amperemeter. Kon keer op keer vasstellen dat het aantal amperes dat geleverd werd tegen de 6 ampere aan zat en na verloop van tijd terug liep. Was er alleen gestart, dan was het binnen enkele minuten al zichtbaar, was het na een dag zeilen dan duurde dat aanzienlijk langer.
FYI: yamaha elektrische start, 8pk High Thrust, medio 2004.

Mijn begrip van de interne weerstand van een accu is duidelijk anders.
Het wordt bepaalt door het verschil in spanning over de accupolen als er geen stroom door de accu afgegeven wordt en wanneer de accu wel stroom gaat leveren.
Tijdens het laden van de accu loopt de spanning op tot wel 14,7 volt. Ga je nu de accu belasten, er moet stroom uit de accu komen zakt de spanning onmiddellijk naar 12,2 - 12,6. Het verschil tussen 14,7 en 12,2-12,6 wordt veroorzaakt door de inwendige weerstand van de accu.
Deze (R_int )is uit te rekenen met behulp van de formule. V_NL is de spanning waarbij er geen stroom uit de accu komt. V_FL de spanning terwijl de accu stroom levert en R_L is de weerstand van de verbruiker.



Overigens ook prima op te zoeken op wikipedia.

Wat Hen3 ook in andere woorden beschrijft en de meesten van ons ook wel uit eigen ervaring kent dat de stroomsterkte afneemt tijdens het laden, als de accu voller raakt.

3Noreen schreef :
Laten we daar eens aan rekenen:

Stel dat de afgenomen stroom van de volle accu 20A bedraagt en dat de spanning na laden 14,6V is en meteen zakt naar 12,6V zodra de belasting wordt aangesloten.

De spanning zakt dus 2V terwijl er 20A wordt afgenomen. Volgens de wet van Ohm kom je dan op een inwendige weerstand van 2 / 20A = 0,1 Ohm.

Zou kunnen toch?
Of toch niet?

Ter controle zetten we nu de boegschroef even aan. Deze heeft 400A nodig. Als die 400A door die inwendige weerstand van 0,1 Ohm moet dat geeft dat een verlies van 400 x 0,1 = 40V
Hé .. dat kan helemaal niet, want de accu is maar 12V ???
Het vermogensverlies over die inwendige weerstand is I²R = 400² x 0,1 = 16.000 Watt. Die accu zal meteen exploderen !!!

De inwendige weerstand is gedefinieerd als de open klemspanning / kortsluitstroom. Zo staat het ook in de wiki.

Van een redelijke loodaccu loopt de kortsluitstroom in de kilo Ampéres. Laat maar een schroevedraaier tussen de accupolen vallen, dan zie je de kilo's echt lopen

Stel dat de kortsluitstroom van een loodaccu 6kA is (dat is een kleintje) dan is bij 12V de inwendige weerstand, volgens de wet van Ohm 12 / 6000 = 0,002 = 2 mili Ohm.

Zoals al geconstateerd ons begrip van interne weerstand van een accu loopt uit elkaar.

Echter jou mooie verhaal geeft geen verklaring voor de teruglopende laadstroom van een accu die wordt opgeladen. Het onderwerp wat aan bod kwam in deze draad. Dus lijkt jou verhaal hier niet van toepassing. Offtopic zou men kunnen denken.

Bij jou (niet bestaande ) accu met een klemspanning van 12,6 volt en een weerstand van 0,002 = 2 mili Ohm zou bij het bereiken van een laadspanning van 14,6 volt een stroom van 1000 A moeten lopen. 0,002^-1(14,6-12,6) Nu weet iedereen die wel eens zijn accu's heeft opgeladen, dát niet gebeurt.

Je kunt niet het universum herdefiniëren! Iedereen zal zich aan de wetten van Ohm, Kirchoff, Thévenin, Watt en noem ze maar op, moeten houden!

Je gooit verschillende dingen door elkaar. De weerstand die je tijdens laden ziet zit niet in de accu, maar in de regelaar. De regelaar is gelimiteerd op een spanning en stroom, afhankelijk van de fase waarin het laadproces zich bevind.

Dat de klemspanning meteen na laden terugvalt heeft niets met inwendige weerstand te maken, maar met het chemisch process dat zich in de accu afspeelt.

Prima John. Maar je gaat niet in op het hier besprokene.

Waarom neemt de stroom af bij het laden van een accu ?

Die simpele constatering moet toch te verklaren zijn.

3Noreen schreef :
Dat is ook niet zo lastig. Tijdens laden neemt de spanning toe. De regelaar "kijkt" naar die spanning en naarmate de spanning hoger wordt neemt de regelaar steeds meer gas terug. Daarom heet het ook een regelaar.

Stel een eenvoudige regelaar met een inwendige weerstand van 0,5 Ohm. De regelaar is gemaakt om 10A te leveren. Over de inwendige weerstand zal dus maximaal 5V vallen. Als de accu leeg is zal de spanning van de regelaar maximaal zijn, neem aan dat het 17V is. De inwendige weerstand zal de regelaar beschermen tegen stuk gaan, omdat hij de maximale stroom beperkt.

Neem aan dat de accu voller raakt, stel 13V. De regelaar staat nog steeds op 17V, en over de inwendige weerstand staat nu 4V. De stroom is dan terug gevallen tot 4 /0,5 = 8A

Neem aan dat de accu nog voller raakt, en op 14V komt. De regelaar ziet dit, en neemt al wat gas terug. Stel hij gaat op 16V staan. De spanning over de inwendige weerstand is nu 2V. De stroom is teruggevallen tot 2/0.5 = 4A

Stel de accu komt op 14,4 V. De regelaar ziet dit en neemt nog verder gas terug, stel tot 15V. De spanning over de inwendige weerstand is nu 0,6V en de stroom is nu 0,6 / 0,5 = 1,2A

Je ziet dat de regelaar niet bijster nauwkeurig hoeft te zijn, om de stroom bij 14,4V flink te doen afnemen. Dat is in de praktijk ook zo, ook bij 14,4V loopt er uit de dynamo altijd nog wat stroom.

De regeling gebeurt door de veldstroom van de dynamo te regelen.

Een acculader is veel nauwkeuriger, maar hanteert hetzelfde principe.

3Noreen schreef :
aha, hmmmmmmm leg mij dan eens uit waarom om es wat te noemen victron en gebroeders anno 2016 4 traps laders maken, terwijl dat dus volgens jouw stelling helemaal niet nodig is want de accu regelt het zelf door middel van zijn interne weerstand............

Weet je wat het nadeel vroeger was van ouderwetse laders.??? die bleven lekker in de accu doorladen net zolang tot de accu letterlijk stond te koken, en je daarna geen geladen accu had maar een kapotte .

De accu begrenst helemaal niets, je begrensd de stroom van de lader

Ik hoop dat een hoop mensen hier naar Jhon's workshop gaan

En wat zegt
Varta er over :

Laden met een 2,3,of 4trapslader?

Hoewel we, zoals eerder gezegd, eenvoudig kunnen opladen via een (begrensde)

spanningsbron met een bepaalde weerstand heeft de praktijk uitgewezen dat dit

niet de meest ideale manier van opladen is. Daarnaast is deze methode ook vaak

onpraktisch omdat u zelf in de gaten moet houden wanneer het laden moet stoppen.

Deze manier is daarbij niet geschikt voor continu laden (‘druppelladen’) en er is

gevaar voor overlading, en bijkomende vergassing van het accuzuur

Voor het optimaal laden van een accu is gebleken dat deze het beste in een aantal

stappen kan worden opgeladen.

Deze stappen worden genoemd:

1. Bulk: opladen via een constante laadstroom. Hiermee wordt de accu op de

juiste spanning gebracht (ca 14,4 volt) om vervolgens door te gaan naar de

absorption fase. In deze fase ontvangt de accu de meeste lading. De accu is na

deze fase 75 tot 90% geladen.

2. Absorbtion: lading op basis van een constante laadspanning. De laadstroom

neemt steeds meer af. De bulk‐ en absorptionfase samen zorgen feitelijk voor

het volledig laden van de accu (tot 100%). Hoe meer de accu ontladen was, des

te langer duren deze fases samen.

3. Float of trickle (druppel): tevens op basis van een constante laadspanning. Hier

start de onderhoudsmode van de accu (vaak wordt deze stand de

‘druppelstand’ genoemd). De accuspanning wordt verlaagd en dan gaat de accu

in ’storage’ modus. De lagere ’storage’ spanning vermindert corrosie van de

positieve platen.

4. Storage: In deze blijft de laden vervolgens continu actief. De laadspanning ligt

op of iets boven het niveau van de onbelaste spanning tussen de accuklemmen.

Alleen 4‐traps laders kennen dit volledige onderhoudsschema. Deze laders zijn

ideaal voor het continu onderhouden van accu’s van campers en motoren tijdens

hun winterstalling.

Een 4‐traps acculader zorgt ervoor dat alle fasen nauwkeurig worden doorlopen

met een zo optimaal mogelijk geladen en geconditioneerde accu als gevolg.

Als een accu niet regelmatig diep ontladen wordt, kan een 2‐traps laadcurve

gebruikt worden (bulk gevolgd door float). Tijdens de eerste fase wordt de accu

geladen met een begrensde stroom (de ’bulk’ fase). Zodra een vooraf ingestelde

spanning wordt bereikt, wordt de accu op die spanning gehouden (de ’float’ fase).

Deze laadmethode wordt gebruikt voor startaccu’s in voertuigen, en in

ononderbroken stroomvoorzieningen. Ontladen van de accu en tegelijk laden is met

dergelijke laadcircuits mogelijk.

Een nadeel van de 2‐traps lader is dat de batterij bij overschakelen van bulk naar

float niet helemaal geladen is, maar slechts 75 tot 90%. In float mode wordt de

batterij maar heel langzaam bijgeladen. Een dergelijke lader is daarom niet echt

geschikt voor mobiele toepassingen waarbij de capaciteit van de batterij optimaal

moet worden benut.

Het moge duidelijk zijn dat snel laden gecombineerd met continue, optimale

performance eigenlijk alleen te realiseren is met een 4‐traps lader. Deze lader sluit

je aan, stel je in en regelt verder alles zelf. Heel comfortabel: geen geknoei met

timers, voortdurend aankoppelen aan de accu is geen probleem. Uw accu gaat

langer en beter mee. De laders die Mobilenergy.nl bijvoorbeeld verkoopt, laden alle met 4 fases om de accu volledig in de watten te leggen zodat u er jaren plezier van

heeft.

Jeroen-pion schreef :
Gegarandeerd als jij een 1 traps stomme lader neemt die op 13,8 volt afgesteld staat dan zal hij je lood accu niet blijven doorladen. Als je die aansluit op een lege accu zal er eerst een vrij grote laadstroom gaan lopen. Die stroom gaat vervolgens geheel zonder enig slimme lader na verloop van tijd afnemen. Als de accu vol is zal de stroom zo klein zijn dat de accu daar geen schade van oploopt en zeker niet gaat koken zoals jij beweert.

Inwendige weerstand van een accu die geladen wordt, loopt gewoon terug. Er zijn ook dure elektronische accutesters die met de weerstand rekenen.

JohnBerg schreef : [knuppel in hoenderhok modus aan]
Volgens mij kan ik met de wet van ohm r=u/i in de hand de accu vanuit de lader gezien prima vervangen door een weerstand die toeneemt naarmate de accu verder is geladen.
[/knuppel in hoenderhok modus uit]

PvO schreef :
Ik moest hem 3x lezen voordat ik begreep wat je bedoeld

Jij zegt dat als je vanuit de lader naar de accu kijkt, je de stroom steeds minder ziet worden, terwijl de spanning nog nauwelijks oploopt. Laat daar de wet van Ohm op los en je ziet een weerstand die toeneemt naarmate de accu verder geladen wordt.

Heel leuk gevonden! En vanuit de lader bezien klopt het helemaal, geen speld tussen te krijgen.

Alleen .. dat is bezien vanuit de lader. Maar we kijken naar wat er staat op draden tussen de lader en de accuklemmen. En dan zie ik 2 spanningsbronnen, met bijna identieke spanningen. De ene heeft een heel lage inwendige weerstand (de accu) en de andere een wat hogere inwendige weerstand (de lader). Hoe zich dat vervolgens gaat gedragen is wel uit te rekenen. Met de tweede eerste wet van Kirchoff, denk ik

En een chemisch proces dat energie vraagt en stil valt na het beëindigen van het laden. 1-40% van de geladen energie wordt omgezet in warmte en andere gekkigheid. Die energie moet uit U (spanning) en I (stroom) komen, hence een verschil in spanning na het stoppen met laden. Beetje kort door de bocht misschien, maar hoop dat jullie evengoed begrijpen wat ik wil zeggen...

Voor wat verder discussie John’s schets uit een andere draad gekopieerd.





Het gaat om de CV face. Waar natuurlijk voor geld de wet van Ohm I = VR^-1. Heel inzichtelijk is te zien dat de spanning gelijk blijft. Maar toch neemt de stroom af. Dat kan dus alleen maar als de weerstand toeneemt.

3Noreen schreef :
Vanuit de lader bezien is dat ook zo. De hoeveelheid energie die in de accu wordt gestopt neemt af, terwijl de spanning constant blijft. De stroom neemt af en dus neemt de weerstand toe.

Maar .. dat is bezien vanuit de lader!

We kijken echter naar de accuklemmen, van buiten af. Zie de lader en de accu samen in een black box, waar twee draden uit komen. Wat zien we dan?

Of haal de lader weg en vertel niemand wat er dan in die black box zit. Hoe kom je er dan achter wat in die box zit, en welke eigenschappen dat dat heeft??

Leuk proefje voor op de wintermeet:

ik heb een blackbox waar twee draden uitkomen. Ik hang er een weerstand van 14 Ohm aan, en dan meet ik 14V over die weerstand. Daarna hang ik er een weerstand aan van 6,9 Ohm en dan meet ik 13,8V over die weerstand.

Vraag: wat zit er in de black box? (2 antwoorden mogelijk)

Diegene die het tweede antwoord vindt krijgt van mij een calibratie eenheid om je multimeter te kalibreren!

3Noreen schreef :
En waarop wedde de heer Georg Ohm eigenlijk?

JohnBerg schreef :
Mooi zijn we er over eens !

3Noreen schreef :
Ik denk toch dat we het niet eens zijn!

Vanuit de lader bezien. Ik kijk in echte wereld niet DOOR de lader naar de accu, maar ik meet aan de accuklemmen!

Naarmate de accu meer geladen wordt, neemt zijn inwendige weerstand AF!

Baasklusje schreef :
Waarschijnlijk over een kartonnen doos waar twee draden uit staken en een sinterklaas surprise in zit.

3Noreen schreef :
Of de regelaar houdt de spanning constant door de stroom terug te regelen.