Batteriequalitätsmessung - was ist heute State of the art?

[C. H. (hedie)]

Hallo zusammen

Ich bin nun doch schon bald einige Jahr(zente) hier im Forum aktiv. 
Entsprechend gehört evtl. auch mein Fachknowhow nicht mehr zu jenem, 
welches heute an Unis unterrichtet wird. Deshalb wollte ich mal bei euch 
nachfragen, was ihr zu folgendem Thema wisst:

Ausgangangslage:
- Akkupacks von de soutter mit 10.95V, 2Ah oder 14.6V 2Ah
https://castore.movora.com/products/ds-ab-703-sm-battery.html
https://castore.movora.com/products/ds-ab-704-large-battery.html

Es geht nun darum, dass diese Akkupacks zwar über eine 
Ladezustandsanzeige verfügen, jedoch nicht über eine sinnvolle 
Möglichkeit, deren Zustand zu erkennen.

So kommt es vor, dass der Knochenboherer oder die Säge im OP (de soutter 
ist Hersteller solcher Geräte) durchaus mal schlapp macht wie der 
Akkuschrauber zuhause.

Die Frage:
Welche Methodiken seht ihr, bei Akkupacks solcher Art von extern eine 
Qualitätsmessung durchzuführen?

Mir kommen folgende Methodiken in den Sinn:
- Impedanzmessung mittels Belastung unterschiedlicher Widerstände und 
Messung des Spannungsabfalles (während. z.B. 5-10 Sekunden)
- Integrierung eines Coulombmeters in den Akku um die tatsächliche 
Kapazität zu messen
- Entladen und Laden mit aufzeichnen des Profils zur Bestimmung der 
Kapazität
- Nutzen neuer Möglichkeiten wie z.B. STs NanoEdge AI zur anomaly 
erkennung bzw. Trainieren guter Messgrössen und damit Erkennung von 
Abweichungen. Wobei hier immer die Frage ist, welche Messgrössen denn 
aussagekräftig sind für die Qualität von Akkus.

Idealerweise würde man den Akku in ein Gerät stecken, und ein 
Kurzprogramm zur Qualitätsprüfung starten können. Max. 1 Minute.


Bin gespannt auf eure Ideen.
Danke schonmal und schönen Sonntag

[C. H. (hedie)]

Hallo zusammen

Ich bin etwas überrascht ab den Reaktionen auf meinen Beitrag. 
Normalerweise kommt immer irgendwas, aber nichts? Das ist echt ne harte 
Nummer ^^

Hab ich etwa schon alles aufgelistet und deshlb keinen Spielraum mehr 
für Antworten gelassen :)

Danke schonmal

[Christian V. (christian_v642)]

State of the art scheint wohl Elektrochemische Impedanzspektroskopie zu 
sein. Wenige mV Wechselspannung Auf den Akku geben und Strom (Amplitude+ 
Phase) messen. Die Auswertung ist aber vermutlich nicht trivial.

[Gerhard H. (Gast)]

C. H. schrieb:
> Entladen und Laden mit aufzeichnen des Profils zur Bestimmung der
> Kapazität

... würde ich in der Tat auch heute noch als zuverlässigste Methode 
ansehen. In dieser Praxis, mit unterschiedlichen Strömen, werden die 
Akku-Eigenschaften am umfassendsten bewertet, dann keinesfalls aber so:

> Idealerweise würde man den Akku in ein Gerät stecken, und ein
> Kurzprogramm zur Qualitätsprüfung starten können.

Was in die Betrachtung der Akku-Qualität in jedem Fall noch hineingehört 
ist a) der genaue Typ und b) das Langzeitverhalten über sehr viele 
Ladezyklen. Zudem muss die Zielsetzung klar sein: Will man nur 
erwartbare Ergebnisse eines Akku-Typs prognostizieren (schneller 
möglich) oder die ganz individuellen der untersuchten Zelle 
herausfinden. Denn natürlich kann "Akkuqualitätsmessung" in der Qualität 
unterschiedlich sein. Für die Praxis freilich dürfte die schnelleren 
Varianten meist ausreichen, da bleibt

> Impedanzmessung mittels Belastung unterschiedlicher Widerstände und
> Messung des Spannungsabfalles (während. z.B. 5-10 Sekunden)

ganz geeignet.

[Christian M. (likeme)]

Ich habe mir dafür eigens eine E-Last für XXX Öcken gegönnt, die alle 
mAh zusammenrechnet. Immer wieder stolpere ich als Extrembastler über 
solche Aufgabenstellungen.



https://www.conrad.de/de/p/rigol-dl3021-elektronische-last-150-v-dc-40-a-200-w-1663937.html?hk=SEM&+Stromversorgung=&+Stromversorgung=&B2C+Experience=&ef_id=599e9b86f0e21f57ed03fd98f888bb1c%3AG%3As&s_kwcid=AL%21222%2110%2172568048608232%214576167417233522&msclkid=599e9b86f0e21f57ed03fd98f888bb1c&utm_source=bing&utm_medium=cpc&utm_campaign=Messtechnik+%26+Stromversorgung&utm_term=4576167417233522&utm_content=Messtechnik+%26+Stromversorgung

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> - Impedanzmessung mittels Belastung unterschiedlicher Widerstände und
> Messung des Spannungsabfalles (während. z.B. 5-10 Sekunden)

Das muss keine 5s dauern. Du kannst fuer 10ms einen Widerstand
parallel schalten und den Spannungseinbruch messen. Dann kann
der Widerstand sogar SMD sein. .-)

Ich bin mir z.B relativ sicher das BMW etwas in der art bei ihren
Motorraedern macht. Die messen wohl den Spannungseinbruch beim
anlassen um daraus zu bewerten ob die Batterie noch gut genug
ist um im einen Notfall das ABS mit Strom zu versorgen und schalten
sonst eine Warnlampe ein.

Machbar ist da sicher einiges, man muss nur wollen.

Vanye

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

sollte nicht die Messung des Innenwiderstands des Akkus zur ersten 
groben Bewertung ausreichen? Oder kann man diesen "durch das BMS 
hindurch" gar nicht sinnvoll ermitteln?

[Christian M. (likeme)]

Vanye R. schrieb:
> Die messen wohl den Spannungseinbruch beim
> anlassen um daraus zu bewerten ob die Batterie noch gut genug
> ist um im einen Notfall das ABS mit Strom zu versorgen und schalten
> sonst eine Warnlampe ein.

Das ist ein Bug! Da sind zu hohe Detektionsschwellen eingebaut. Nach dem 
erfolgreichen Start und funktionierender LM muss das ABS aufhören zu 
meckern, tut es aber nicht.

Grüße aus der Entwicklung der nachfolgenden Steuergeräte ;-)

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> erfolgreichen Start und funktionierender LM muss das ABS aufhören zu
> meckern, tut es aber nicht.

Also ich haette ja gedacht das ein ABS auch noch funktionieren sollte
wenn der Motor ausfaellt und nur Energie aus dem Akku da ist.
Ein bisschen Reserven sollte man bei wichtigen Systemen schon haben,
waer nur schoen wenn BMW von seiner Tradition abruecken wuerde
immer zu kleine Batterien einzubauen.
Aber ich muss da ja nicht mehr kaufen. .-)

Vanye

[Michi S. (mista_s)]

Vanye R. schrieb:
> Also ich haette ja gedacht das ein ABS auch noch
> funktionieren sollte wenn der Motor ausfaellt

Bis Du das ABS brauchst, hat die funktionierende LM dem Akku die beim 
Starten verbrauchte Energie ja längst wieder zugeführt, und ein Akku der 
zum Starten genug Energie liefert, sollte auch das ABS kurzzeitig am 
Leben halten können, oder?