Hallo zusammen, meine Frage ist, wie ich am besten den Innenwiderstand von Li-Ion Zellen (18650) messe. Gerne auch den Widerstand eines ganzen Packs. Grundsätzlich würde ich die Leerlaufspannung messen und die Spannung bei einem definierten Lade- oder Enladestrom. Damit kann ich mir in der Theorie die Spannung ja genau ausrechnen. Nun habe ich da aber Zweifel: Einerseits ist der Innenwiderstand ja eine komplexe Größe. Bei zu kurzen Strompulsen messe ich also ungewollt den imaginären Anteil mit. Wenn ich dagegen die Strompulse zu lange mache, steigt bzw. sinkt die Spannung ja dadurch, dass der Akku ge- bzw. entladen wird. Gibt es also eine bessere Methode oder einen optimalen Zeitpunkt zum abtasten der Spannung? Bauchmäßig würde ich z.B. mit 1A Laden und nach 10-100ms messen. Panasonic stellte jüngst ein Verfahren vor, bei dem der Innenwiderstand beim Laden mit einem dem Ladestrom überlagerten Puls-Strom ermittelt wird. Falls jemand dazu mehr weiß (Stromstärke/Frequenz) wäre das natürlich besonders interessant.
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Walther schrieb: > Falls jemand dazu mehr weiß (Stromstärke/Frequenz) wäre das > natürlich besonders interessant. Wenn Du die Li-Ion Zellen selbst einsetzt, dann kennst Du doch in der Regel die Anforderungen was Stromstärke/Frequenz betrifft. > Einerseits ist der Innenwiderstand ja eine komplexe Größe. Aber sicher nicht mit induktivem und kapazitivem Anteil. Bei impulsförmigen Belastungen wirkt sich ein Ladekondensator positiv aus. Gruss Klaus.
Klaus Ra. schrieb: > Wenn Du die Li-Ion Zellen selbst einsetzt, dann kennst Du doch in der > Regel die Anforderungen was Stromstärke/Frequenz betrifft. Ich meinte die Frequenz und Stromstärke, die Panasonic aufmoduliert. Klaus Ra. schrieb: > Aber sicher nicht mit induktivem und kapazitivem Anteil. Doch eigentlich schon. Zitat: "Das Problem ist also der Innenwiderstand der Akkuzelle, der sehr komplex ist und sich aus vielen verschiedenen Einzelwiderständen zusammensetzt wie z.B. dem ohmschen Widerstand der Elektroden, des Elektrolyten oder der Anschlüsse. Dazu kommt ein kapazitiver Anteil durch die Doppelschichtkapazität an den Elektroden sowie ein induktiver Anteil." Quelle: http://www.elektroniknet.de/power/energiespeicher/artikel/102720/ Klaus Ra. schrieb: > Bei impulsförmigen Belastungen wirkt sich ein Ladekondensator positiv > aus. Wieso? Wenn im Ersatzschaltbild der C parallel zum Ri und der Zelle ist, sollte doch im ersten Moment der C den Strom ableiten, ohne dass die Spannung am Ri abfällt. Also müsste ich warten, bis er geladen ist. Oder habe ich da einen Denkfehler?
Zu viel Theorie und zu wenig ausprobieren. belaste doch mal einen Akku mit Rechteckimpulsen (Mosfet, Rechteckgenerator, Shunt, Oszi) und schaue was rauskommt. Dann siehst du an der Anstiegszeit wie lange du warten musst bis das System eingeschwungen ist. Ich tippe jetzt mal das dauert weniger als 1ms. Zum Messen der Spannung muss man eh kurz das Laden unterbrechen, also was solls.
Ich würde Udo recht geben, miss einfach mal was die Spannung macht, wenn du mit einem Strompuls belastest. Für noch mehr Theorie: http://www.kit.edu/downloads/Forschen-Intranet/05_Klotz_WorkshopLIB_CF_ANM_100610.pdf Das Stichwort ist elektrochemische Impedanzspektroskopie, da wird zwischen 10mHz und ein paar kHz gemessen. 10mHz ^= 100s Klaus Ra. schrieb: >> Einerseits ist der Innenwiderstand ja eine komplexe Größe. > Aber sicher nicht mit induktivem und kapazitivem Anteil. Sogar noch abgefahreneres Zeug, wie zB die Warburg-Impedanz.
Walther schrieb: > Klaus Ra. schrieb: >> Bei impulsförmigen Belastungen wirkt sich ein Ladekondensator positiv >> aus. > Wieso? Wenn im Ersatzschaltbild der C parallel zum Ri und der Zelle ist, > sollte doch im ersten Moment der C den Strom ableiten, ohne dass die > Spannung am Ri abfällt. Also müsste ich warten, bis er geladen ist. Oder > habe ich da einen Denkfehler? Das mit dem Ladekondensator ist wie bei jedem gewöhnlichen Netzteil gemeint. Bei gewöhnlichen Netzteilen ist es sogar noch krasser. Da wird ein Wechselstrom mittels Brückengleichrichter in pulsierenden Gleichstrom gewandelt. Damit der Strom zu einem gleichförmigen Gleichstrom wird setzt man Ladekondensatoren ein. Sind die dann aufgeladen, überbrücken sie die Spannungslücken über fast 100ms und liefern für Impulse den nötigen Strom. Dieser Elko hat einen ESR von 27 mOhm http://www.reichelt.de/ELKOS-SMD-Lowest-ESR-PXA/2/index.html?&ACTION=2&LA=2&GROUPID=4341 Und dieser Kerko hat fast keinen ESR http://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G1210-High-Cap/X5R-G1210-100/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=107459&GROUPID=5155&artnr=X5R-G1210+100 Wenn Du den Innenwiderstand der Akkuzelle kennst, dann kannst Du ja mit LTSpice testen welche Ladekapazität welchen Ripple erzeugt. Gruss Klaus.
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Hallo nochmal, inzwischen habe ich einfach mal ein paar Messungen gemacht. Ein MOSFET schaltet. Schaltet verschiedene Ladeströme zu und ich sehe mir den Verlauf an. Bisher habe ich nur das abschalten betrachtet und meine Befürchtung hat sich bestätigt: Abhängig vom Zeitpunkt der Messung erhalte ich völlig unterschiedliche Ergebnisse. In den ersten 8µs bildet sich ein sehr starker Überschwinger nach unten aus. Nach einigen 100µs erreicht die Spannung ein Maximum, also das delta ein Minimum. In den darauf folgenden Millisekunden und Sekunden sinkt die Spannung kontinuierlich. Wenn ich das Delta_U nach ca. 2ms messe, komme ich meistens auf einen Wert, der Nahe an den tatsächlichen Wert herankommt (zumindest den Wert, den ein Spezielles Messgerät ermittelt). Nach ein paar Millisekunden mehr oder gar nach Sekunden ist das Delta_U bereits deutlich größer. Je nach Temperatur verschiebt sich auch noch der ideale Messzeitpunkt. Mit diesem Verfahren muss man nach meiner Ansicht mit mindestens 20% Toleranz rechnen. Wenn man den Messzeitpunkt gar nicht berücksichtigt sogar mit 100%!
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