Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batterietester / Innenwiderstand


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Vanye R. (vanye_rijan)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mein Leute,

Ich brauche eine kleine Testschaltung um den Innenwiderstand
meiner Motorradbatterie zu messen/testen. Ich dachte
ich stelle das mal zu Diskussion.

Transistor hier:
https://www.nexperia.com/products/mosfets/automotive-mosfets/BUK7S0R5-40H.html

Irgendwas zu meckern? Ist halt bloed wenn man bei
solchen Schaltungen was uebersieht. .-)

Vanye

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Üblicherweise misst man mit (50Hz) Wechselstrom, den man über einen 
Kondensator getrennt einspeist, dann misst man die am Innenwiderstand 
der Batterie entstehende Wechselspannung im Vergleich zu einem 
Messwiderstand davor.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

Eine kleine Warnung an Nachbauer. Ich hab in der Simulation
die Ausgaenge mit 50R Ausgangswiderstand versehen, der Gedanke
liegt dann nahe dort RG174 Kabel zum Oszi zu machen und da
die 50R einzuschalten wegen cooler Signaluebertragung.

Ist aber vermutlich nicht gut, jedenfalls nicht lange. .-)

Vanye

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Üblicherweise misst man mit...

Ich wuerde aber lieber meinen Anlasser simulieren. .-)

Vanye

von Joe L. (joelisa)


Lesenswert?


von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Vanye R. schrieb:
> Irgendwas zu meckern?

Nahezu genial ist es in eine *.asy Datei einen Teil eines
festen Dateipfades einzubauen. Das passt so ideal für alle
anderen die diesen Pfad nicht haben. SCNR.

Zumal es doch einfach einfacher ginge. Projektdateien gehören
sowieso ins Projektverzeichnis. Da gehen sie nicht so leicht
verloren, das Projekt ist in sich konsistent und der Platz-
verbrauch bei LTSpice Projekten ist verschwindend gering
verglichen mit dem was heutzutage sonst an Datenmengen ver-
braten wird.

von Thomas R. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Üblicherweise misst man mit (50Hz) Wechselstrom,

Standardfrequenz (siehe Datenblätter) ist 1 kHz.
Als Generator verwende ich einen Audioverstärker und R1 ein 4 Ohm 
Widerstand.
Zum Abgleich verwende ich statt der Batterie Widerstände im 
Milliohm-Bereich:
0.1 mOhm, 0.2 mOhm, 0.5 mOhm...

Mit der von Vanye R. vorgeschlagenen Schaltung misst er nicht den 
Innenwiderstend sondern die Stromaufnahme des Anlassers.

von Motopick (motopick)


Lesenswert?

Zellenpruefer messen mit einem fetten Shunt einfach den
Kurzschlussstrom der (einzelnen) Zelle.
Der kann natuerlich erheblich :) sein.

von Thomas R. (Gast)


Lesenswert?

Bei den "modernen" Autobatterien hat man keinen Zugriff zu den 
(einzelnen) Zellen, sondern nur die Gesamtspannung.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

Alles klar, ich leite aus den Antworten ab das an der
Schaltung keine Kritik moeglich ist und alles funktionieren
wird. :-D

Vanye

von Thomas R. (Gast)


Lesenswert?

Mit deiner Methode misst du vieles:

Strom
Kompression
Viskosität der Motoröles
Motor-Temperatur
Ladezustand
und vieles mehr, und auch ein wenig den Innenwiderstand, aber den 
wolltest du doch messen.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

Whow! Du meinst ich kann damit hier auf dem Schreibtisch die Viskositaet
des Motoroeles in der Garage messen? Ich bin beeindruckt. Muss ich mir
patentieren lassen. :-D

Kann es sein das so mancher hier die Schaltung nicht versteht?

Die soll die Batterie kurz belasten, dann schaut man auf den Oszi
und dann Spannungsquelle rechnen wie in der Grundlagenvorlesung im 
ersten
Semester.

Innenwiderstand ueber AC ist natuerlich der Klassiker, hab ich
auch drueber nachgedacht aber hier verworfen weil ich sehen moechte
ob sich der Innenwiderstand ueber den Energieeintrag veraendert.
Die Ausnutzung desselben ist bei Motorraedern nicht so unueblich.
So gesehen koennte man kritisieren das der Lastwiderstand etwas zu wenig
Watts hat, aber wenn es grundsaetzlich geht, groesser bauen geht immer 
noch.
Ausserdem moechte ich gerne unterschiedliche Batterietechnologien
vergleichen und da haette ich alleine nur ueber einen Messwert bedenken,
da waere es sinnvoller mal einen kompletten Impedanzverlauf aufzunehmen.
Das ist mir die Sache aber noch nicht wert. Warum kompliziert wenn ein 
Transistor und ein paar Widerstaende reichen.

Vanye

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Vanye sollte jetzt bereits klar sein, das er damit den 50 Ohm Eingang 
seines scopes killt.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Vanye sollte jetzt bereits klar sein, das er damit den 50 Ohm Eingang
> seines scopes killt.

Hab ich doch oben selber gesagt. Ist mir gleich nach dem posten der
Simulation aufgefallen. Aber sein wir mal realistisch, es sollte
ja auch moeglich sein einen normalen Tastkopf zu verwenden.

Die 50Ohm sind dann eher dafuer das das nix zu boeses passiert
wenn man im Testaufbau auf dem Schreibtisch mal einen kleinen 
Kurzschluss
macht. Vielleicht bestuecke ich mein Testboard sogar mit 1k. .-)

Andererseits mein RTB hat ja gar keinen 50R Eingang. Da war R&S einfach
etwas zu kniepig fuer. Und ich muss gestehen ich hab bisher noch gar 
nicht darueber nachgedacht was so ein externer Abschluss ab kann. Aber 
alle anderen seien gewarnt! Auf meinem Tek3054 steht deutlich "<=5Vrms" 
drauf. Wobei so ein Tek wird doch dann 6-7V abkoennen. :-D

Vanye

von U. B. (Gast)


Lesenswert?

Es ist ja bekannt (oder könnte es sein), dass
Innenwiderstand bzw. -impedanz einer solchen Bleibatterie
weder besonders konstant, noch linear im Sinne ohmsches Gesetz ist.
Hängt ausser vom Alter u.a. ab von:
Ladezustand, Frequenz, Strom(-richtung), Temperatur, Alter,...
(Wie bei anderen Akkus und Batterien auch.)

In damaliger Fa. hatte ich mal Messungen zu dem Thema
"Innenwiderstand" bei dicken Bleibatterien (Gabelstapler) durchgeführt.

Bei mit 1 kHz getakteten Entladetrömen war die so bestimmte Impedanz
deutlich grösser, wie bei reinem Gleichstrom,
und je nach Versuchsparametern auch reichlich unterschiedlich
(wg. Ionenbeweglichkeit?).

von Wolle G. (wolleg)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Üblicherweise misst man mit (50Hz) Wechselstrom, den man über einen
> Kondensator getrennt einspeist, dann misst man die am Innenwiderstand
> der Batterie entstehende Wechselspannung im Vergleich zu einem
> Messwiderstand davor .

Schon seit Jahrzehnten gilt für die Bestimmung des Innenwiderstandes:

"R = U/I für U muss die Spannung, die an dem Innenwiderstand abfällt, 
eingesetzt werden. Diese lässt sich ermitteln, indem man die Spannung im 
belasteten Fall von der Leerlaufspannung abzieht."

Siehe z.B.
https://www.google.com/search?q=innenwiderstand+akku+berechnen&client=firefox-b-d&ei=vtOEZJvmMuqA9u8PvK6_sAE&oq=innenwiderstand+akku&gs_lcp=Cgxnd3Mtd2l6LXNlcnAQARgCMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgYIABAWEB4yBggAEBYQHjIGCAAQFhAeMgYIABAWEB46CggAEEcQ1gQQsANKBAhBGABQ7ihY7ihgvW1oAXABeACAAVaIAVaSAQExmAEAoAEBwAEByAEI&sclient=gws-wiz-serp

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


Lesenswert?

Wolle G. schrieb:
> "R = U/I für U muss die Spannung, die an dem Innenwiderstand abfällt,
> eingesetzt werden. Diese lässt sich ermitteln, indem man die Spannung im
> belasteten Fall von der Leerlaufspannung abzieht."

Ja, aber er möchte doch gerne eine komplizierte Lösung mit geringer 
Aussagekraft.

Ich hatte an den Motorrädern ein Zeiger-Voltmeter. Das muß nahe der 
Batterie angeschlossen werden, um Spannungsversätze durch die 
Verkabelung zu vermeiden.

Da sieht man sehr gut, wie weit die Spannung einbricht, wenn man Licht 
anmacht oder Bremslicht und Blinker aktiv sind. Man sieht auch im 
Fahrbetrieb, wenn aufgrund von Zusatzspielereien die Ladeleistung nicht 
ausreicht oder ein Fehler im Ladesystem auftritt.

Dsa kann man auch per DMM messen: Batteriespannung, Lichthupe drücken 
und die Differenz rechnen - der Laststrom ist ja einigermaßen bekannt.

Beitrag #7431534 wurde vom Autor gelöscht.
von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Ja, aber er möchte doch gerne eine komplizierte Lösung mit geringer
> Aussagekraft.

Ist "er" gleich ich? Oder ein anderer "er"? Weil das was ich mache
und du mir vorschlaegst ist letztlich dasselbe. Und einfacher als eine
Impedanzmessung mit Wechselspannung. Der Unterschied ist nur das ich
das fuer nur 10ms machen will und nicht ueber mehrere Sekunden.
Der Grund dafuer ist doch offensichtlich oder? Aber nochmal
fuer den Fall das nicht, was glaubst das mit den Widerstaenden passiert
wenn da fuer Sekunden 100A durchfliessen? Und dieser Strom ist notwendig
um halbwegs plausibel erwartbare Widerstaende im einstelligen Milliohm
bereich messen zu koennen.
Hinzu kommt noch das Messungen die im Bereich der Leistungsanpassung
der Batterie stattfinden einen erheblichen Unterschied zwischen 10ms
und mehreren Sekunden aufzeigen werden. Dir ist doch klar wieso?

> Ich hatte an den Motorrädern ein Zeiger-Voltmeter.

Ich verrate dir ein Geheimnis. An meinem Motorrad ist das sogar digital. 
:)
Ist aber irrelevant weil die Messung am Schreibtisch stattfindet.

> Da sieht man sehr gut, wie weit die Spannung einbricht, wenn man Licht
> anmacht oder Bremslicht und Blinker aktiv sind.

Kann das sein das du nur Opatechnik kennst? Wenn ich bei mir die 
Zuendung anschalte dann geht erstmal das Licht automagisch an, 
Steuergeraete fahren hoch, das ABS-System testet sich, diverse Klappen 
im Einspritzsystem und Auspuff fahren gegen ihren Endanschlag. Da gibt 
es keinen konstanten Strom. Wir haben nicht mehr 1980. Ausserdem will 
ich mit wenigstens so halben Anlassstrom messen. Deshalb die 100A die du 
in meinem Ausgangspost sicher gesehen hast. Sonst wird naemlich die 
Messung zu ungenau.

> Dsa kann man auch per DMM messen: Batteriespannung, Lichthupe drücken
> und die Differenz rechnen - der Laststrom ist ja einigermaßen bekannt.

Das war er schon 1980 nicht richtig, heute aber sind wir da meilenweit 
von entfernt.

Vanye

p.s: Und all das hat nur wenig mit der Ausgangsfrage zu tun. .-)

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Vanye R. schrieb:
> Das war er schon 1980 nicht richtig, heute aber sind wir da meilenweit
> von entfernt.

Das geht damals wie heute. Nur reicht deine Bildung offensichtlich
nicht aus um das einzusehen. Ein Motor der nicht läuft kann auch
keine Lichtmaschine antreiben die eine Batterie laden würde.
So kannst du durch eine Laständerung und Spannungsmessung den
Innenwiderstand der Batterie bestimmen. So wie es Manfred P.
bereits beschrieben hat.

von Ich A. (alopecosa)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Üblicherweise misst man mit (50Hz) Wechselstrom,

Also die Geräte die mir bisher untergekommen sind arbeiten eher mit 
1kHz, aber ok...

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Nur reicht deine Bildung offensichtlich nicht aus um das einzusehen.

Bei dir mangelt es an Lesekompetenz oder? Zumindest fuer Schaltplaene.

> Ein Motor der nicht läuft kann auch
> keine Lichtmaschine antreiben die eine Batterie laden würde.

Wie kommst du auf Motor? Wieder Lesestoerung? Der schlechte
Vorschlag war etwas vom Motorrad als Last zu verwenden, also die
Zuendung einzuschalten und dann starten und initialisieren sich
die Systeme. Der Motor ist da noch lange aus.
Und das ganze noch unter ignorieren meiner Bedingung das dies
hier auf dem Schreibtisch passieren soll.

> So kannst du durch eine Laständerung und Spannungsmessung den
> Innenwiderstand der Batterie bestimmen.

Ach so? Was glaubst du wohl was meine Schaltung macht? Eine
Lastaenderung! Aber mit einer definierten bekannten Last in einem
Bereich wo man sinnvoll messen/rechnen kann.
Nur das ich es wage die Last mit einem Transistor zu schalten, whow
ein Transistor in einem analogen Forum. Fuer den einen oder anderen
schon zuviel? Oder alles jenseits von BC547 ist Zauberei?

Vanye

von Vanye R. (vanye_rijan)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So Leute, Schaltung ist aufgebaut und funktioniert erstmal super.
Ich habs aber erstmal nur am Labornetzteil getestet weil ich
fuer den Test an der Batterie noch ein paar potente Kabel
crimpen muss.

Vanye

von Vanye R. (vanye_rijan)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So, heute mal eine ernsthafte Messung.

Gemessen habe ich diese Zellen:

https://de.aliexpress.com/item/1005005025809608.html

Die Schaltung hat wunderbar funktioniert und auch der Transistor
ist ganz geblieben. So ein kleiner Ausflug in die Energietechnik
macht echt Spass, man sollte haeufiger was grobes basteln. :-)
Und es ist wirklich beeindruckend was so ein keiner Schnuckel
schalten kann!

Der Akku ist leider eine Entaeuschung. Der Innenwiderstand mit
38mOhm deutlich ueber den 8mOhm den der Hersteller angibt.
Das wird auch durch mein Motorrad bestaetigt. (roechel-roechel)

Als Starterbatterie also komplett unbrauchbar.

Ich hatte vorher einen Lade/Entlade/Ladezyklus gefahren und
dabei mit einer H7 Birne, also etwa 4A entladen. Dabei kam ich sicher
auf 10Ah oder sogar mehr. Kapazitaet entspricht also im wesentlichen
den Herstellerangaben. Wer also schon immer eine fette Powerbank
wollte kann damit leben.

Vanye

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Vanye R. schrieb:
> Der Akku ist leider eine Entaeuschung. Der Innenwiderstand mit
> 38mOhm deutlich ueber den 8mOhm den der Hersteller angibt.

Das sind gebrauchte Zellen, nur etwas aufpoliert.

Aber 4x8mOhm sind doch eh schon 32mOhm.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Das sind gebrauchte Zellen, nur etwas aufpoliert.

Hm..fuer gebraucht sehen sie ganz nett aus. Also
nicht nur der Schrumpfschlauch, auch die Gewinde
sehen ziemlich neu aus.

> Aber 4x8mOhm sind doch eh schon 32mOhm.

Okay, so gesehen hat du natuerlich recht.

Vanye

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Vanye R. schrieb:
> Okay, so gesehen hat du natuerlich recht.

Nicht nur "so gesehen". Natürlich addieren sich die Innenwiderstände in 
Reihe geschalteter Zellen.

von Björn W. (bwieck)


Lesenswert?

Wenn SO ein Zellenblock bei SO einer kleinen Belastung wie einem 
Motorradanlasser schon versagt, dann isser Karpott.

von Cha-woma M. (Firma: --------------) (cha-ar-196)


Lesenswert?

Thomas R. schrieb:
> Mit der von Vanye R. vorgeschlagenen Schaltung misst er nicht den
> Innenwiderstend sondern die Stromaufnahme des Anlassers.

Vanye R. schrieb:
> Ich brauche eine kleine Testschaltung um den Innenwiderstand
> meiner Motorradbatterie zu messen/testen. Ich dachte
> ich stelle das mal zu Diskussion.

Innenwiederstand von einer Bleibatterie?
In welchen Zustand soll der gemessen werden?
Nur mal zum nachdenken:
Der Kurzschlußstrom ist am größten wenn die Bat. geladen ist.
Er geht gegen "0" wenn die Bat. entladen ist!
Mit R = U/I ist der Innenwiderstand abhänig vom Ladezustand der Bat.!

von 900ss (900ss)


Lesenswert?

Cha-woma M. schrieb:
> Nur mal zum nachdenken

Es geht um eine Anlasserbatterie für ein Motorrad. Wie ist da wohl ein 
sinnvoller Ladezustand? Nur mal zum Nachdenken....

: Bearbeitet durch User
von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Wenn SO ein Zellenblock bei SO einer kleinen Belastung wie einem
> Motorradanlasser schon versagt, dann isser Karpott.

Sorry, dies ist kein Thread fuer Rollerfahrer. :-D
Ausserdem haben meine Messungen gezeigt das er nicht kaputt ist
sondern erstmal ungeeignet.

> Innenwiederstand von einer Bleibatterie?

Aehem? Was schrieb ich zum Akku in meiner Messung und was steht im
Link auf dem Akku? Allerdings erlaube ich mir zu verallgemeinern
auf jegliche Art von Chemie welche zum starten meines Zweirads geeignet 
sein soll. (250A Startstrom bei 0Grad)

> Der Kurzschlußstrom ist am größten wenn die Bat. geladen ist.
> Er geht gegen "0" wenn die Bat. entladen ist!
> Mit R = U/I ist der Innenwiderstand abhänig vom Ladezustand der Bat.!

Geht es dir um eine Aufzaehlung der Banalitaeten oder was willst du 
sagen?

Lass mich aber noch hinzufuegen das ich bei meiner Betrachtung vom
einfachen Ersatzschaltbild einer Spannungsquelle (Etechnik, 1.Semester, 
1.Vorlesung) ausgehe. Das Modell eines realen Akkus ist sicherlich 
deutlich komplexer, da waere z.B als erstes mal noch Alterung und 
Temperaturabhaengigkeit, ignorieren wir hier aber.

Vanye

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.