Hallo, ich möchte von einer oder mehreren Lithiumzellen (derzeit im Pack verlötet) die Restladung ermitteln. Die einzelne Zelle/Batterie hat 3.6V/13Ah -> 47Wh. Zur Verfügung steht mir ein einfaches Fluke 287. Meine Idee ist, einen Lastwiderstand zu nutzen und den Strom durch diesen zu messen. Wenn die Spannung einbricht kann über die Zeit, in der dieser Strom geflossen ist die Ladung ermittelt werden Zeit * Strom. Besser wäre noch ein Messmittel, welches von sich aus die Strommessung akkumuliert. Scheinbar kann das Fluke 287 sowas nicht. Können das gängige Tischmultimeter? Vielleicht liegt hier irgendwo noch so eines herum.
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So einfach geht das nicht. Du müsstest ganz genau die Entladekurve dieser einen Zelle beim aktuellen Strom und Temperatur wissen. Doch die ändert sich. Für eine halbwegs genaue Anzeige brauchst du für jede Zelle einen eigenen Battery-Gauge Chip, der den Zustand der Zelle genau kennt, weil er sie ständig beobachtet.
Restladung von Akkus wird typischerweise mit Akku-Ladegeräten gemessen. Die Besseren können das alle - insbesondere Modellbau-Ladegeräte. Typischerweise entladen diese Geräte mit einem (einstellbaren) Konstantstrom und ermitteln die Ladung dann per Multiplikation von eingestelltem Strom mit der verstrichenen Zeit bis zum Entladeschluss-Zeitpunkt. Insbesondere schalten diese Ladegeräte den Entladestrom ab, wenn die minimale Entladespannung (zumeist einstellbar) Deines Akkus erreicht ist und verhindern so die Zerstörung Deines Akkus. Je nach Deinen Ansprüchen an die Genauigkeit der Restladungsmessung bist Du mit ca. 40 - 2000 EUR dabei. Solltest Du partout die Restladung mit einem Multimeter und nur einem Widerstand ohne große weitere Beschaltung messen wollen, so benötigst Du ein sogenanntes "Leistungs- und Energiemessgerät". Teure Multimeter bieten so etwas teilweise an: dort misst Du den Strom durch Deinen Verbraucher und gleichzeitig die Spannung am Verbraucher und das Multimeter ermittelt per Multiplikation die Leistung, die gerade im Verbraucher verbraten wird. Außerdem wird per Integration über die Zeit auch die Energie ermittelt. Wenn Du mit so einem Multimeter (bzw. eher "Energiemeter") nun den Strom durch Deinen Widerstand misst und dabei die Spannung an Deinem 3. Messfühler konstant hältst (z.B. indem zu dort einfach eine unbelastete Zweitbatterie anschließt), So musst Du nur die gemessene Energie (Wh = WAh) durch die konstante Spannung der unbelasteten Zweitbatterie teilen und kommst so auf die Ladung (also: Wh / V = Ah). Aber eigentlich benötigst Du bei dieser Methode noch ein 2. Multimeter, mit dem Du die Entladespannung Deines Akkus ständig überwachst, damit Du ihn nicht tiefentladest und somit zerstörst. Will sagen: Du musst wirklich daneben stehen bleiben, damit das nicht passiert. Spätestens beim 3. Akkutest kaufst Du Dir dann doch einen Modellbau-Lader, der genau diese Entlade-Endabschaltung automatisch für Dich übernimmt. Schlussendlich funktioniert natürlich auch eine ganz einfache super-simpel-aber-ungenau Methode: einfach alle X Minuten die Spannung am Widerstand messen, daraus den Strom berechnen und über Strom x Zeit abschnittsweise die Ladung aufsummieren. Je nach Abstand der Messungen wirst Du damit vermutlich irgendwo zwischen 10% - 30% Genauigkeit landen. Sollte Dir das genügen und solltest Du nur einen Akku vermessen wollen, so wäre das vielleicht sogar die Methode der Wahl. Viele Grüße Igel1
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Noch ein Nachtrag zu meinem letzten Beitrag: Wenn Du es schaffst, dass zwischen Deinen Messungen (letzte Methode in meinem vorigen Beitrag) die Akkuspannung um nicht mehr als 0,1V absinkt, so solltest Du sogar eine Messgenauigkeit von 5% oder besser erreichen können (das ergibt jedenfalls meine Überschlagsrechnung - ggf. nochmals selber nachrechnen, Fehlerrechnung liegt bei mir schon ein paar Jahrzehnte zurück). Viele Grüße Igel1
Hallo ohne einen bekannten "Startpunkt", wie sie letztendlich all die Battery-Gauge Methoden und Ladegeräte nutzen, oder besser sogar mehrere dem Ladegerät bzw. den Chip bekannte Entlade-Ladevorgänge wird das über einen sehr weiten (und den interessanten) Bereich nicht praktikabel funktionieren. Nur wenn die Batterie (die einzelnen Zellen) entweder noch ganz frisch geladen sind und somit nahezu Ladeschlussspannung haben bzw. nahezu vollständig entladen sind und hoffentlich das Gerät schon kurz vor dem Abschalten steht (was einem meist auch irgendwie gemeldet wird, bzw. man es bei E-Motorgeräten selbst bemerkt, aber auch nicht lange...) kann man den Ladezustand abschätzen. Sehr sinnvoll ist das aber nicht, da dieser Bereich vielleicht 1% (eher weniger - auch abhängig von der Belastung) der nutzbaren Ladung darstellt. Neben der recht hohen Volumen und Gwechtskapazität der Lithiumtechnologie ist ja die nahezu vom Ladezustand und der Belastung (im sinnvollen Umfang) auf wenige 10 mV konstante Spannung der große Vorteil
Es handelt sich wohl um Li/SOCl2 Zellen, die haben eine völlig flache Kennlinie.
H. H. schrieb: > Es handelt sich wohl um Li/SOCl2 Zellen, die haben eine völlig flache > Kennlinie. Ah - cool, was es alles gibt! In diesem Fall könnte meine letztgenannte Methode tatsächlich ganz gut klappen. Man darf halt nur nicht den Zeitpunkt des Spannungsknicks verpassen. Außerdem habe ich wohl überlesen, dass es sich hierbei um Lithium-Batterien und nicht um Akkus handelt - vergiss also bitte sämtliche meiner Anmerkungen zur Entladeschlussspannung, die nicht unterschritten werden sollte. Viele Grüße Igel1
Andreas S. schrieb: > H. H. schrieb: >> Es handelt sich wohl um Li/SOCl2 Zellen, die haben eine völlig flache >> Kennlinie. > > Ah - cool, was es alles gibt! > > In diesem Fall könnte meine letztgenannte Methode tatsächlich ganz gut > klappen. Man darf halt nur nicht den Zeitpunkt des Spannungsknicks > verpassen. Bei denen funktioniert keine deiner Methoden.
Als erstes ne Sperrdiode über jede Zelle, damit Dir deine Akkupack nicht um die Ohren fliegt, wenn es in einem geschlossenem (Blech)Gehäuse verbracht ist. Wenigstens ne Vetilationsöffnung vorsehen. Die "Restladung" kannst Du nur überschläglich über den Umweg "Ri" ermittlen. Leerlaufspanung messen und mit bekannter Last beaufschlagen. Spannung unter Last messen und die Differenz mal Strom ergibt einen Anhaltspunkt. Wenn deine nominale Last bekannt ist und hier kein kontinulierleicher Strom "gezogen" wird, sondern ebenso bekannte "Impulsgruppen", die durch die Gerätefunktion indiziert sind (GSM-LTE-Modul zB.), kann man diese im täglichen Gerbrauch zur Messung heranziehen, statt mit einer extra angelegten "Prüf-Impuls-Last" zu arbeiten. ( Ist auch schon wieder 20 Jahre her )
Wie wäre es mit wiegen der Zellen, weil nach der Relativitätstheorie verändert sich das Gewicht der Zelle beim Laden und Entladen. ;o) Herausforderung wäre nur eine genaue Waage zu finden, die so kleine Änderungen messen kann.
Andreas S. schrieb: > H. H. schrieb: >> Bei denen funktioniert keine deiner Methoden. > > Warum nicht? Weder die Spannung, noch der Innenwiderstand, lassen bei Li/SOCl2 eine Aussage über den Füllstand zu. Lediglich "(fast)leer" lässt sich zuverlässig sagen.
H. H. schrieb: > Lediglich "(fast)leer" lässt sich > zuverlässig sagen. Das ist gut! Die Saft-Zellen reagieren extrem "agressiv", wenn im 4er-Verbund eine Zelle (fast) "leer geworden ist" und von den anderen "Rückwärts" aufgeladen wird, was ja schon allein von der Zellchemie nicht vorgesehen ist. Ich spreche da aus Erfahrung mit genau diesen Zellen, auch wenn das schon ne Weile her ist.
H. H. schrieb: > Andreas S. schrieb: >> H. H. schrieb: >>> Bei denen funktioniert keine deiner Methoden. >> >> Warum nicht? > > Weder die Spannung, noch der Innenwiderstand, lassen bei Li/SOCl2 eine > Aussage über den Füllstand zu. Lediglich "(fast)leer" lässt sich > zuverlässig sagen. Ach sooo - da dann haben wir leicht aneinander vorbei diskutiert. Ich habe den TO so verstanden, dass er die Restladung gerne wissen möchte und dafür auch bereit wäre, eine oder mehrere Batterien tatsächlich zu entladen. Und Du hast ihn scheinbar so verstanden, dass er die Restladung ermitteln möchte, ohne die Batterien dabei zu entladen. Hmmm - beide Interpretationen können zutreffen. Dazu müsste sich der TO nochmals näher äußern. Jedenfalls habe ich hhinz' Anmerkung jetzt verstanden, und meine Welt bricht nicht zusammen :-) Viele Grüße Igel1
Andreas S. schrieb: > Und Du hast ihn scheinbar so verstanden, dass er die Restladung > ermitteln möchte, ohne die Batterien dabei zu entladen. > > Hmmm - beide Interpretationen können zutreffen. > Dazu müsste sich der TO nochmals näher äußern. Der hat das schon so gemeint wie du es gesehen hast, aber das Thema war dann schon in der ersten Antwort auf die andere Version gedreht.
Andreas S. schrieb: > Ich habe den TO so verstanden, dass er die Restladung gerne wissen > möchte und dafür auch bereit wäre, eine oder mehrere Batterien > tatsächlich zu entladen. Was hätte er denn davon? Die Dinger sind danach leer und er kann sie entsorgen (lassen). hmm...
Axel R. schrieb: > Andreas S. schrieb: >> Ich habe den TO so verstanden, dass er die Restladung gerne wissen >> möchte und dafür auch bereit wäre, eine oder mehrere Batterien >> tatsächlich zu entladen. > > Was hätte er denn davon? Die Dinger sind danach leer und er kann sie > entsorgen (lassen). hmm... Er will wohl nur eine einzele Zelle aus dem Pack testen.
H. H. schrieb: > Axel R. schrieb: >> Andreas S. schrieb: >>> Ich habe den TO so verstanden, dass er die Restladung gerne wissen >>> möchte und dafür auch bereit wäre, eine oder mehrere Batterien >>> tatsächlich zu entladen. >> >> Was hätte er denn davon? Die Dinger sind danach leer und er kann sie >> entsorgen (lassen). hmm... > > Er will wohl nur eine einzele Zelle aus dem Pack testen. Na dann: impulsweise belasten und den Spannungseinbruch mit und ohne Last notieren. Wenn er das bei einer volle Zelle macht und bei einer (fast) leeren, bekommt er schnell ein Gefühl dafür, welche Zelle voll und welche schon fast leer ist.
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Axel R. schrieb: > Was hätte er denn davon? Die Dinger sind danach leer und er kann sie > entsorgen (lassen). hmm... Es ist offensichtlich, dass Du viele Dinge nicht verstehst. Ich habe hier eine Menge LiMn-Knopfzellen gehörigen Alters. Da habe ich mal eine gemessen, die danach natürlich leer war. Wäre das Ergebnis schlecht gewesen, hätte ich alle in den Müll befördert. Da das Ergebnis aber noch 80% zeigte, bleiben sie erstmal hier liegen. Ch'Tihla Dok'Marr schrieb: > Zur Verfügung steht mir ein einfaches Fluke 287. Meine Idee ist, einen > Lastwiderstand zu nutzen und den Strom durch diesen zu messen. Wenn die > Spannung einbricht kann über die Zeit, in der dieser Strom geflossen ist > die Ladung ermittelt werden Zeit * Strom. Genau so kann man das machen. Das von hinz verlinkte Datenblatt sagt 13Ah bei 15mA Last. Also 240 Ohm drauf und alle paar Stunden die Spannung aufschreiben, wie ich es auch schon gemnacht habe. Dauert dann eben um einen Monat, wenn gut, 36 Tage. Spannung und Zeit in eine Tabellenkalkulation schreiben, lässt sich damit die Kapazität errechnen. Wenn das 'von Hand' zu unbequem ist, musst Du halt ein Voltmeter mit PC-Schnittstelle kaufen oder einen Akkutester, der für Dich rechnet. Axel R. schrieb: >> Er will wohl nur eine einzele Zelle aus dem Pack testen. > Na dann: impulsweise belasten und den Spannungseinbruch mit und ohne > Last notieren. > Wenn er das bei einer volle Zelle macht und bei einer (fast) leeren, > bekommt er schnell ein Gefühl dafür, welche Zelle voll und welche schon > fast leer ist. Lass' es einfach, Du hast nichts verstanden und schon garnicht das Verhalten von Li/SOCl2 Zellen.
Ich sehe gerade, dass das Fluke 287 vom TO ja einen Datenlogger für 15.000 Messungen eingebaut hat - na dann dürfte der Job nur noch halb so schwierig sein … Optimalerweise hat er auch noch das Interface zum Auslesen der Daten … der Rest ist dann nur noch Excel. Ich hoffe, wir erfahren hier auf diesem Kanal noch, wie die Geschichte ausgegangen ist! VG Igel1
Andreas S. schrieb: > Ich sehe gerade, dass das Fluke 287 vom TO ja einen Datenlogger für > 15.000 Messungen eingebaut hat - na dann dürfte der Job nur noch halb > so schwierig sein … Na toll, dann kann er ja alle 10 Minuten einen Wert aufzeichnen lassen. Ich mache sowas mit einem Eigenbau-Spannungslogger, der alle 10s die Spannung auf seine SD-karte schreibt. > Optimalerweise hat er auch noch das Interface zum Auslesen der Daten … > der Rest ist dann nur noch Excel. Wenn man denn rechnen kann. Es muß nicht Excel sein, hier wird mit Softmaker kalkuliert und andere quälen sich mit LibrOffice.
Manfred P. schrieb: > Ich habe hier eine Menge LiMn-Knopfzellen gehörigen Alters. Da habe ich > mal eine gemessen, die danach natürlich leer war. Ich hatte kürzlich auch noch 5 "neue" Knopfzellen eines deutschen Herstellers auf Vorrat liegen. Waren vielleicht drei, vier Jahre alt. Die Spannungslage war noch gut in der Fernbedienung eingesetzt haben die den notwendigen Impulsstrom nicht mehr geschafft. Jetzt sind sie in der Verwertung...
Armin X. schrieb: > Jetzt sind sie in der Verwertung... Zum Beispiel in ewigen Blinkern leisten solche Zellen noch gute Dienste.
Armin X. schrieb: > Manfred P. schrieb: >> Ich habe hier eine Menge LiMn-Knopfzellen gehörigen Alters. Da habe ich >> mal eine gemessen, die danach natürlich leer war. > > Ich hatte kürzlich auch noch 5 "neue" Knopfzellen eines deutschen > Herstellers auf Vorrat liegen. Waren vielleicht drei, vier Jahre alt. > Die Spannungslage war noch gut in der Fernbedienung eingesetzt haben die > den notwendigen Impulsstrom nicht mehr geschafft. > Jetzt sind sie in der Verwertung... Scheiß Hellseher :-) Mein "Autoschlüssel" meldet seit März "Batterie leer - bald wechseln". Das Auto hat Keyless-Entry, weshalb ich die Funkfernbedienung fast nie nutze. Vor ein paar Tagen doch mal probiert, Funk-FB geht nicht. Ich habe ja noch ein paar alte Varta CR2450 da, angelehnt an das Datenblatt mit 2k2 Last gab sie 80% Kapazität her. In die Auto-FB rein, funktioniert diese trotzdem nicht. Leerlaufspannung 3,3 Volt, dann mit dem Multimeter den Kurzschlußstrom angeschaut, ähm, ja, garnicht toll. Die originale Panasonic im Schlüssel, knapp 6 Jahre alt, hat nur noch 2,95V, aber etwas mehr Strom. Nach ein paar Sekunden steigt der Strom sogar an und die Funk-FB geht wieder. Diesen Effekt Passivierung und Aufwecken kenne ich von Li/SOCl2 Zellen, bei Tadiran in den Daten unter "Spannungssack" zu finden. Der ist offenbar auch bei LiMn-Knöpfen vorhanden, mit denen ich mich nicht so intensiv befasst habe. Fehldimensionierte Anwendungen, in meiner Relaissteuerung mit Li/SOCl2 habe ich einen fetten Elko parallel zur Batterie. Die nächsten Tage soll hier eine neue Panasonic CR2450 kommen, dann ist hoffentlich wieder Ruhe.
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