Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batteriekapazität Messgerät - Empfehlung?


von Flo K. (gasfisher)


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Hallo zusammen,

wir haben hier im Institut einen ganze Menge Bleibatterien im Keller. 
Hauptsächlich Autobatterien, 12V, 6V, oder für Motorroller,.. 
unterschiedlichster Größen... Und teils unbekanntem Alters. Vielleicht 
insgesamt so 100 Stück.
Bald wohl auch eine handvoll 100Ah Lithium Akkus.

Gerne würde ich mal durchgehen und messen, wie gut die Batterien sind um 
evtl. alte und defekte auszumisten.

Gibt es ein Messgerät, mit dem ich das ordentlich anstellen kann?
Ich kenne diese Dinger zum anklemmen, die so ein Heizelement haben auf 
Amazon habe ich die auch in digital gesehen.

Und ich meine, dass ich mal einen Kollegen gesehen habe, der irgendein 
Tool hatte dass er an seinen PC angeschlossen hatte und dort dann 
Messwerte zur Ladung/Entladung und Kapazität angezeigt wurden...

Gibts hier jemand, der mit so was Erfahrung hat und mir vielleicht einen 
Tip geben kann?

Dafür wäre ich euch sehr dankbar!

von Michael B. (laberkopp)


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Flo K. schrieb:
> Gibt es ein Messgerät, mit dem ich das ordentlich anstellen kann?

Nein.

Autoakkus mögen es nicht, total entladen zu werden. Auch der Hersteller 
misst die Kapazität nicht vor dem Verkauf, sondern nur an baugleichen 
Exemplaren die danach auf den Schrott gehen.

Du killst also mit einem 100% Lade/Entladezyklus gern mal 5% der 
Kapazität.

Wenn die 'schon länger' rumstehen können die eh zum Entsorger.

Wenn es zyklenfeste Traktions/Solarakkus wären, oder Lithium, oder NiXX, 
sähe das anders aus, da geht dann 
https://www.cncest.de/products/cncest-elektronische-gleichstromlast-last-batterie-kapazitat-tester
http://www.afug-info.de/Testberichte/Kunkin-KP184/

Aber Schrott bleibt Schrott.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Michael B. schrieb:
> da geht dann
> 
https://www.cncest.de/products/cncest-elektronische-gleichstromlast-last-batterie-kapazitat-tester
> http://www.afug-info.de/Testberichte/Kunkin-KP184/

Wenn du die Geräte nennst, kannst du auch so Sachen wie DTL150 anführen, 
die gibt’s erheblich günstiger als die genannten Geräte, und sie sind 
innerhalb ihrer Grenzen (150W) beeindruckend brauchbar geworden. 
Beispielhaft: https://www.amazon.de/-/en/dp/B0CG9C4B6M

von Bernhard S. (gmb)


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Flo K. schrieb:
> Gibt es ein Messgerät, mit dem ich das ordentlich anstellen kann?

Siglent hat DC Loads die dafür geeignet sind:

https://www.siglent.eu/product/1140797/siglent-sdl1020x-e-150v-30a-200w-dc-load-1-mv-1-ma-readback

> der mit so was Erfahrung hat

Ich habe das Siglent Gerät selber und mache genau derartige Messungen 
damit. Bin zufrieden. Ich steuere es über die LAN Buchse vom PC aus und 
ein Octave-Skript schreibt die Spannungs-/Strom Werte mit. Am Ende habe 
ich dann einen Plot Spannung vs. Zeit usw. auf dem PC.

von Flo K. (gasfisher)


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Jack V. schrieb:

> Wenn du die Geräte nennst, kannst du auch so Sachen wie DTL150 anführen,
> die gibt’s erheblich günstiger als die genannten Geräte, und sie sind
> innerhalb ihrer Grenzen (150W) beeindruckend brauchbar geworden.
> Beispielhaft: https://www.amazon.de/-/en/dp/B0CG9C4B6M


Interessantes Teil.
Was mir als elektrotechnischer Laie nicht klar ist, ist ob das Gerät 
ausreicht für zb. Blei-Akkus mit zb. 50Ah AGM Batterien.
Und dann auch: wie genau verwende ich das Gerät? gibts da zufällig 
irgendwo ein Tutorial?

Danke euch für eure Hilfe! :)

von Jack V. (jackv)


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Flo K. schrieb:
> Was mir als elektrotechnischer Laie nicht klar ist, ist ob das Gerät
> ausreicht für zb. Blei-Akkus mit zb. 50Ah AGM Batterien.

Du kannst insgesamt 150W „verbrauchen“ (also in Wärme umsetzen), und 
dabei Ah und Wh mitzählen lassen. Ob die aus einem AGM-Akku kommen, oder 
aus einem LiPo, oder einem Netzteil, ist dabei völlig unerheblich. Denk 
halt dran, dass du ’nen Bleiakku (auch mit AGM zwischen den Platten) bei 
solchen Aktionen enorm verschleißt, wie Michael bereits ausgeführt hat.

Flo K. schrieb:
> Und dann auch: wie genau verwende ich das Gerät? gibts da zufällig
> irgendwo ein Tutorial?

Hunderte, auch in Videoform bei der bekannten Datenkrake – allerdings 
ist das Ding selbsterklärend (sobald man es auf englisch umgestellt 
hat). Ich traue dir zu, sie finden zu können. Wenn nicht, ist’s 
vielleicht sowieso keine gute Idee, wenn du mit sowas hantierst.

von Wolf17 (wolf17)


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Eine Kapazitätsmessung ist nur ein Teil. Für viele Anwendungen wichtiger 
ist der Innenwiderstand, also z.B.
- bei einer Starterbatterie, ob sie bei -20°C noch einige Sekunden 200A 
liefern kann
- bei 6V USV Akkus ob sie bei 20A noch einige Minuten 5V haben
- bei der LiPo 100Ah, ob sie 50A Wechselrichtebelastung noch verträgt
...

von Flo K. (gasfisher)


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Jack V. schrieb:
> bei
> solchen Aktionen enorm verschleißt, wie Michael bereits ausgeführt hat.

Muss ich denn den Akku bei einer solchen Messung tief-entladen?
Ich kann ja vermutlich eine Schluss-Spannung einstellen.
Also sagen wir mal zb. 10,5V bei einem 12V Blei-Akku.
Und so den Verschleiß der Akkus reduzieren?

Die Akkus die hier rum stehen werden hauptsächlich für das Betreiben von 
Datenloggern zb. im Wald oder an einem Bach irgendwo im Gelände 
verwendet. Da schnappt sich dann ein Student irgend eine Batterie und 
lässt sie mit dem Sensor und Logger laufen bis sie leer ist. Die werden 
also schon ziemlich hart ran genommen.
Deswegen wäre es auch klasse die mal zu prüfen. Ich denke einige davon 
können entsorgt werden...
Es werden aber in der Regel eher geringe Ströme für längere Zeiten 
entnommen. Also nicht wie beim Starten eines Autos o.ä.

Nochmal zum Verständnis der Funktionsweise um die Kapazität zu messen:
Ich lade den Akku voll und lasse dann von DTL150 zb. 1A entnehmen.
Dann sehe ich nach wieviel Stunden die Spannung des Akkus auf den Wert 
von zb. 10,5V sinkt.
Oder gibt mir das DTL150 sogar irgendwelche Entladekurven aus?

Sorry fürs Fragen, habe das noch nie gemacht... :)

von C. D. (derschmied)


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Flo K. schrieb:
> Muss ich denn den Akku bei einer solchen Messung tief-entladen?

Versuchs mal andersherum:

Wenn einer Deiner entladenen Bleiakkus von 50 Ah mit einer Restspannung 
von 10,5V am Ladegerät hängt, sollte er bei 5A Ladestrom schon Richtung 
8h brauchen bis er wieder "voll" ist. Meldet das Ladegerät schon nach 45 
min die Arbeit als getan an, ist der Akku reif für den Wertstoffhof. Er 
kann dann kaum noch Energie aufnehmen, und entsprechend wenig wieder 
abgeben.

Ist keine exakte Methode, aber ein brauchbares Indiz.

DerSchmied

von Jack V. (jackv)


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Flo K. schrieb:
> Also sagen wir mal zb. 10,5V bei einem 12V Blei-Akku.

Das wäre tiefstentladen, ja.

von Udo S. (urschmitt)


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Flo K. schrieb:
> Da schnappt sich dann ein Student irgend eine Batterie und
> lässt sie mit dem Sensor und Logger laufen bis sie leer ist.

Wenn ihr das genauso mit den (neuen) Lithium Akkus macht dann viel Spaß.
Bei LiFePO4 gehen sie nur kaputt, bei LiIon können sie ggf. beim 
nächsten Ladeversuch das Institut abfackeln.
Da sollte eine Schaltung dazwischen die bei fast leerem Akku den 
Verbraucher abschaltet.

von Michael B. (laberkopp)


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Flo K. schrieb:
> Muss ich denn den Akku bei einer solchen Messung tief-entladen?
> Ich kann ja vermutlich eine Schluss-Spannung einstellen.
> Also sagen wir mal zb. 10,5V bei einem 12V Blei-Akku.
> Und so den Verschleiß der Akkus reduzieren?

Maximieren.

Bei 10.5V ist der tiefstentladem, dasacht der vielleicht 5 mal mit, da 
sind schon 20% Kapazitätsverlust realistisch.

Da die Akkuspannung temperaturabhängig ist kannst du auch nicht von 12.6 
auf 12.5V entladen und glauben das waren 12.5% der Kapazität gewesen.

Der Messfehler wird bei +100/-50% liegen. Da sagt die aufgedruckte 
Kapazität mehr aus

Flo K. schrieb:
> Die Akkus die hier rum stehen werden hauptsächlich für das Betreiben von
> Datenloggern zb. im Wald oder an einem Bach irgendwo im Gelände
> verwendet. Da schnappt sich dann ein Student irgend eine Batterie und
> lässt sie mit dem Sensor und Logger laufen bis sie leer ist.

Und das mit nicht-zyklenfesten ausgesonderten Starterbatterien. Was seid 
ihr für eine Uni, in der es an allen Grundlagen fehlt, was soll man bei 
euch ausser Fehlbedienungen lernen ? Wie man mit Schrott umgeht, in 
Vorbereitung auf prekäre Zeiten ?

von Flo K. (gasfisher)


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Udo S. schrieb:
> Wenn ihr das genauso mit den (neuen) Lithium Akkus macht dann viel Spaß.
> Bei LiFePO4 gehen sie nur kaputt, bei LiIon können sie ggf. beim
> nächsten Ladeversuch das Institut abfackeln.
> Da sollte eine Schaltung dazwischen die bei fast leerem Akku den
> Verbraucher abschaltet.

Ist nicht genau dafür das BMS da?

von Jack V. (jackv)


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Udo S. schrieb:
> Wenn ihr das genauso mit den (neuen) Lithium Akkus macht dann viel Spaß.
> Bei LiFePO4 gehen sie nur kaputt, bei LiIon können sie ggf. beim
> nächsten Ladeversuch das Institut abfackeln.

Oder sie nehmen sogenannte „geschützte“ Akkus, bzw. im Fall von 
mehrzelligen Akkus welche mit BMS, die bei Unterspannung hart 
abschalten. Da ist es zwar auch nicht so toll, weil 100% DoD immer noch 
für einen deutlich schnelleren Verschleiß sorgt, aber man muss zumindest 
keine weiterführenden Schäden befürchten. Außerdem fackelt einem die 
Hütte auch bei ’nem Kurzschluss nicht ab, weil die Schaltung zumacht.

von Unwichtig (noname_user)


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Flo K. schrieb:
> Was mir als elektrotechnischer Laie nicht klar ist, ....
Oh weh, welche Funktion u. welches Budget steht dir denn da zur 
Verfügung?
Als Hausmeister solltest dich aber mal ab u. zu um die Ladung u. Pflege 
der Akkus kümmern, damit bekommt man schon gut raus welcher tot ist.
Es reichen auch ganz primitive Mittel um den Zustand grob zu ermitteln, 
ein passendes Ladegerät werdet ihr ja wohl für die Akkus haben, u. dann 
ein DMM mit diversen Kfz-Lampen als Last u. eine Uhr, die man ja eh 
dabei hat.
Nach erfolgreicher Ladung einfach mal mit einem Strom von 1x oder 1/10x 
A der Kapazität in Ah belasten u. den U-Verlauf dabei am DMM beobachten. 
Jeder der Akkus hat sicher auch ein Typenschild wo gewisse Werte drauf 
stehen.
Da eine Wissenschaft draus zu machen ist nur gut für die Wirtschaft.

von Bernd M. (berndmm)


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... und den Studenten beibringen, dass sie nicht die leergelutschten 
Bleiakkus zurück in den Keller bringen, sondern diese vorher wieder 
laden.

Bernd

von Flo K. (gasfisher)


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Hallo zusammen,
so, ich habe jetzt einen DTL150 hier liegen und will meine erste 
Batterie messen.
Es handelt sich um 12V 33Ah AGM Batterien.
Auf dem Kleber steht 33Ah bei C20.

Mit wieviel Ampere entlade ich die Batterien denn jetzt am besten?

Im Datenblatt steht, dass man die mit 25A entladen soll um die Kapazität 
zu testen (s.u.). Das erscheint mir aber ganz schön viel...

Ich hätte jetzt vielleicht 33ah/20h= 1,65A eingestellt.

Also was ist eine geeignete Entladestromstärke?
Und wie tief soll ich sie entladen? bis 10,5V?

Bin für eure Tipps dankbar!

Datenblatt:

https://www.maurelma.ch/Produkte/Batterien/Lifeline/manualLifeLine.pdf

5.7 Capacity Testing
To determine the actual capacity of a Lifeline® AGM battery relative to 
its rated capacity, a full discharge test should be performed. Although 
there are various battery testers available on the market, such as 
carbon pile testers, impedance meters, conductance meters, and others, 
these testers are not reliable in determining the battery’s actual 
capacity. To determine the battery’s actual capacity relative to its 
rated capacity, use the following procedure:
1. Stabilize the battery at 68-86°F (20-30°C) for at least 24 hours.
2. Bring the battery to full charge as described in Sections 5.4, 5.5 or 
5.6 as applicable.
3. Discharge the battery at a constant current of 25 amperes until the 
voltage falls to 10.5
volts (5.25 volts for a 6 Volt battery). Record the discharge time in 
minutes.
4. Compare the measured discharge time to the published 25A rating 
(reserve capacity
minutes) for the battery.
5. If the battery delivers less than 80% of the rated capacity the 
conditioning procedure
given in Section 5.5 should be attempted and the battery capacity should 
be retested.
6. If the battery delivers less than 50% of its rated capacity, it 
should be replaced. However, the user should determine the amount of 
capacity needed for their particular
application and adjust the pass/fail threshold accordingly.

von Jack V. (jackv)


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Flo K. schrieb:
> Im Datenblatt steht, dass man die mit 25A entladen soll um die Kapazität
> zu testen (s.u.). Das erscheint mir aber ganz schön viel...

Wenn das da steht, dann würde ich das Ding in den Leistungsmodus und 
dort auf das Maximum (150W) stellen. Abschaltspannung laut Datenblatt 
einstellen, und den Rest macht’s automatisch.

Aber wie gesagt: halt dran denken, dass diese Prozedur die Batterie 
enorm stresst, und ihrerseits zu einem nennenswerten Kapazitätsverlust 
führen wird.

Edit, Nachtrag: und auf keinen Fall die Batterie im Anschluss leer 
rumstehen lassen. Sofort wieder laden, sonst werden die Schäden noch 
größer.

: Bearbeitet durch User
von Flo K. (gasfisher)


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Also mein erster Test ging gerade zu Ende:
habe mit 1,65A entladen und nach ca. 40 min war 10,5V erreicht.
1,08Ah scheint die Batterie nich zu haben statt 33Ah.

Ob das stimmt?

von Andrew T. (marsufant)


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Flo K. schrieb:
> Ob das stimmt?

Klar stimmt das, ist ja auf 2 Nachkommastellen exakt.

:-)

von Jobst Q. (joquis)


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Wolf17 schrieb:
> Eine Kapazitätsmessung ist nur ein Teil. Für viele Anwendungen wichtiger
> ist der Innenwiderstand, also z.B.
> - bei einer Starterbatterie, ob sie bei -20°C noch einige Sekunden 200A
> liefern kann
> - bei 6V USV Akkus ob sie bei 20A noch einige Minuten 5V haben
> - bei der LiPo 100Ah, ob sie 50A Wechselrichtebelastung noch verträgt
> ...

Völlig richtig. Solche Tests sagen viel mehr über die Qualität eines 
Bleiakkus aus.

Kapazitätsmessungen sind bei Bleiakkus nicht nur "nur ein Teil", sondern 
völlig unsinnig, da die Kapazität nur ein theoretischer Wert ist, der 
nie genutzt werden sollte.

Bei LiFePO4 ist es dagegen ein echter Wert, der immer wieder genutzt 
werden kann. Deshalb braucht man auch nur etwa die Hälfte des Nennwerts 
von Bleiakkus, wenn man sie durch LiFePO4 ersetzen will.

von Unwichtig (noname_user)


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Flo K. schrieb:
> Also mein erster Test ging gerade zu Ende:
> habe mit 1,65A entladen und nach ca. 40 min war 10,5V erreicht.
> 1,08Ah scheint die Batterie nich zu haben statt 33Ah.

Für das Ergebnis hast du ganze 40 min gebraucht? Hättest mal eine 
Impuls-Belastung mit den 25A kurzzeitig gemacht u. dann sofort gesehen 
dass der Akku zusammenbricht.
Die war aber vorher schon voll geladen mit über 12,5 V Klemmen-U ?
Der Akku hat ja nicht mal mehr 10% seiner NennKapazität.

Warum lassen die eigentlich so teuer bezahlte Leute solche banalen 
Sachen machen, nur rausgeschmissenes Geld.

von Manfred P. (pruckelfred)


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C. D. schrieb:
> Versuchs mal andersherum:
>
> Wenn einer Deiner entladenen Bleiakkus von 50 Ah mit einer Restspannung
> von 10,5V am Ladegerät hängt, sollte er bei 5A Ladestrom schon Richtung
> 8h brauchen bis er wieder "voll" ist.

Theoretisch musst Du 1,2C reinladen, also 60Ah. Da zum Ende hin der 
Strom abnimmt, halt nur grob über den Daumen.

> Meldet das Ladegerät schon nach 45
> min die Arbeit als getan an, ist der Akku reif für den Wertstoffhof.

Was für einen Blei-Akku typisch wäre, wenn der längere Zeit leer 
herumgestanden hat.

> Ist keine exakte Methode, aber ein brauchbares Indiz.

Jou, braucht etwas Gefühl zur Beurteilung.

Jack V. schrieb:
>> Also sagen wir mal zb. 10,5V bei einem 12V Blei-Akku.
> Das wäre tiefstentladen, ja.

Nö, das wäre Entladeschluß unter Last.

Flo K. schrieb:
> Es handelt sich um 12V 33Ah AGM Batterien.
> Auf dem Kleber steht 33Ah bei C20.

Also soll der 20 Stunden bei 1,65A Last liefern.

> Mit wieviel Ampere entlade ich die Batterien denn jetzt am besten?

Da Eure Anwendung relativ wenig Strom erfordert, mache es mit C/20 bis 
11V herunter - entgegen der Bedenkenträger.

Ich habe neulich eine 75Ah, die in einem PKW ersetzt wurde, mit 3,5A 
Last getestet um zu sehen, ob die noch basteltauglich ist. Dass es ihr 
schadet, ist nicht schön, aber es gibt keinen anderen Weg.

> Im Datenblatt steht, dass man die mit 25A entladen soll um die Kapazität
> zu testen (s.u.). Das erscheint mir aber ganz schön viel...

Das ist verwirrend, aber der relativ hohe Strom hilft, einen 
angestiegenen Innenwiderstand zu bemerken.

Im Text lese ich aber auch, dass bei 25A natürlich keine 33Ah zu 
entnehmen sind, Hinweis auf die Entladekurven.

Flo K. schrieb:
> Also mein erster Test ging gerade zu Ende:
> habe mit 1,65A entladen und nach ca. 40 min war 10,5V erreicht.

Wie erwartet: Leer eingelagert und tot.

Jobst Q. schrieb:
> Völlig richtig. Solche Tests sagen viel mehr über die Qualität eines
> Bleiakkus aus.

Wenn sie denn für hohe Lasten eingesetzt werden sollen.

> Kapazitätsmessungen sind bei Bleiakkus nicht nur "nur ein Teil", sondern
> völlig unsinnig, da die Kapazität nur ein theoretischer Wert ist, der
> nie genutzt werden sollte.

So pauschal ist das unsinnig. Wenn im Betrieb geringe Ströme gefordert 
sind, interessiert die Kapazität und weniger die Hochstromfähigkeit.

Unwichtig schrieb:
>> 1,08Ah scheint die Batterie nich zu haben statt 33Ah.
> Für das Ergebnis hast du ganze 40 min gebraucht? Hättest mal eine
> Impuls-Belastung mit den 25A kurzzeitig gemacht u. dann sofort gesehen
> dass der Akku zusammenbricht.

Toll, was Du kannst, ich hätte keine 25A-Last zur Hand, die mit 480mOhm 
auch erheblich anfällig gegen Übergangswiderstände im Meßaufbau wäre.

> Warum lassen die eigentlich so teuer bezahlte Leute solche banalen
> Sachen machen, nur rausgeschmissenes Geld.

Ob teuer bezahlt, wissen wir nicht. Frage eher, warum jemand ohne 
jegliche Wissensbasis solche Aufgaben durchführen darf.

von Michael B. (laberkopp)


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Flo K. schrieb:
> Ob das stimmt?

Warum zweifelst du ?

Michael B. schrieb:
> Wenn die 'schon länger' rumstehen können die eh zum Entsorger.

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