Batteriesimulator für Low Power Geräte

[HansG (Gast)]

Hallo,

für die Entwicklung von Low Power Geräten bräuchte ich einen Batterie 
Simulator welcher die verschiedenen Ladezustände einer Lithium Batterie 
simuliert (Also volle Batterie, Leere Batterie etc.). Zum Beispiel für 
CR123 Batterien. Ein Labornetzteil bildet das leider nicht exakt wieder. 
Kethley bietet sowas an (2281S) jedoch relativ teuer. Kennt ihr Geräte 
in einem günstigeren Preisbereich (um die 1000€)? Habe leider sonst 
nichts passendes finden können. Eine DIY Möglichkeit (Schaltplan etc.) 
wäre auch eine Möglichkeit.

Danke
LG
Hans

[Daniel P. (zwirbeljupp)]

Sowas vielleicht?
https://www.qoitech.com/otii/

[Bernd (Gast)]

Im Prinzip könnte Dir eine Source-Measure-Unit (SMU) weiterhelfen, aber 
die kostet wesentlich mehr, als ein gutes Labornetzteil.

Wie aufwändige wäre es denn, jeweils eine Lithiumzelle mit passendem 
Ladestand bereitzuhalten?

[c-hater (Gast)]

HansG schrieb:

> Ein Labornetzteil bildet das leider nicht exakt wieder.

Programmierbare tuen das schon. Wenn man sie mit der richtigen Kennlinie 
programmiert...

> Eine DIY Möglichkeit (Schaltplan etc.)
> wäre auch eine Möglichkeit.

Dann wird's auch nicht anders. Du brauchst dann nur noch ein Netzteil, 
was sich von aussen über irgendeine Schnittstelle konfigurieren läßt. 
Brauchst dann aber immer noch ein Programm irgendwo "außen", was dies in 
sinnvoller Weise tut. Halt so, dass die Kennlinie der Batterie 
abgebildet wird.

Von Hardware hast du ja nach eigener Darstellung keine Ahnung, eventuell 
vom Programmieren? Dann könnte das die Lösung sein...

[Kuno (Gast)]

> jeweils eine Lithiumzelle mit passendem Ladestand bereitzuhalten?
> Programmierbare (Labornetzteile) tuen das schon. Wenn man sie mit der
  richtigen Kennlinie programmiert...

Das klingt recht zielführend, aber die "richtige Kennlinie" muss man
erst mal kennen! Entscheidende Parameter sind die Spannung U ohne Last
und der sich dabei einstellende Innenwiderstand Ri der Zellen.

Bei erstem Nachdenken ist das Batterieverhalten das Hauptproblem:
Die technische Seite ist kein Hexenwerk:
Mit einem kleinen µC lässt sich die Spannung per PWM gut darstellen und 
mit
etwas "Hühnerfutter" drumherum "glatt" und niederohmig als U auf der 
Hi-Side anbieten.
Mit FET-Schaltern und könnte man dazu auf der Lo-Side den Ri vorgeben.

Das kostet < 50 EU, erfordert etwas Prog-Kenntnisse UND IN HAUPTSACHE 
die Kenntnis des Entladungsverhaltens (U / Ri) der Li-Bat.

[A. S. (Gast)]

c-hater schrieb:
> Programmierbare tuen das schon. Wenn man sie mit der richtigen Kennlinie
> programmiert...

Nein. LNGs haben keinen parameteierbaren Innenwiderstand. Von einer 
Strom/Zeit-Abhängigen Komponente ganz zu schweigen (bei sehr erschöpften 
Batterien).

Nur, ... Wozu das ganze? So ein Gerät ist ja kein Ersatz für reale 
Messungen der empfohlenen Batterien. Betriebspunkte kann man ja auch so 
reproduzierbar erzeugen. Aber nicht z.b. messen, wie sich reale 
Batterien entladen würden.

[Olaf (Gast)]

> Programmierbare tuen das schon. Wenn man sie mit der richtigen Kennlinie
> programmiert...

Yep, ich hab mir dafuer auf die schnelle ein kleines Programm fuer
das allseits beliebte KA3005P zusammengehackt. .-)

> Nein. LNGs haben keinen parameteierbaren Innenwiderstand. Von einer
> Strom/Zeit-Abhängigen Komponente ganz zu schweigen (bei sehr erschöpften
> Batterien).

Man kann ja auch die Strombegrenzung passend einstellen. Aber ja eine 
cooles keithley fuer 2.5k ist besser. Jeder was er braucht und sich 
leisten kann.

> Nur, ... Wozu das ganze? So ein Gerät ist ja kein Ersatz für reale
> Messungen der empfohlenen Batterien.

Wenn du das nicht weisst dann brauchst du es ja nicht. .-)
Ich fand das schon oft ganz nuetzlich.

Olaf

[A. S. (Gast)]

Olaf schrieb:
> Wenn du das nicht weisst dann brauchst du es ja nicht. .-)

Ich kenne den TO doch gar nicht. Und in diesem Thread hat er doch nichts 
dazu gesagt.

Nur wenn man weiß, was er machen will (wozu er das braucht), kann man 
doch wissen, was das Gerät können sollte

> Ich fand das schon oft ganz nuetzlich.

Die Maske suggeriert ein programmierbares LNG. Da kann ich vielleicht 
eine grobe entladekurve bei bekanntem Strom simulieren. Wenn das die 
Aufgabe des TOs ist, dann klar, geht das.

[Gunnar F. (gufi36)]

ich habe einen Rigol DG812 und der kann Entladekennlinien abbilden. 
Welche, weiß ich jetzt nicht. Er gibt aber diesen Spannungs-Zeitverlauf 
mit fix 50R Innenwiderstand ab.
Vielleicht hilft das ja...

[HansG (Gast)]

Hallo,

danke für das Qoitech Gerät klingt sehr interessant. Sollte alles 
geforderte können. Hat da schon wer Erfahrungen mit dem Gerät?

Ein programmierbares LNG reicht leider nicht aus bzw. emuliert das 
Verhalten einer echten Batterie nicht exakt. Batterien in verschiedenen 
Ladezuständen bereit zu halten ist leider nicht zielführend in dem 
Anwendungsfall.


lg
Hans

[TomA (Gast)]

Hallo Hans.

Ich kenne deine eigentliche Aufgabe nicht, aber beschäftige mich gerade 
mit laden/entladen von Lithiumbatterien. Dabei sind es hauptsächlich 
zwei Parameter die den Zustand der Batterie kennzeichnen: die 
Zellspannung und der Innenwiderstand.

Die Zellspannung kann man einfach durch ein Netzteil vorgeben. Ob das 
nun ein Labornetzteil oder ein kleines einstellbares Netzteil ist spielt 
dabei keine Rolle.

Den Innenwiderstand kann das Netzteil mit seiner Strombegrenzung leider 
nicht nachbilden, aber dafür gibt es das Potentiometer. Mit dem Poti 
kannst Du sogar von neuer Batterie (Linksanschlag) bis verschlissen 
(Rechtsanschlag) in einem Rutsch durchfahren, wenn du es so verschaltest 
wie im Bild. Dabei wird mit zunehmenden Drehwinkel des Poti die 
Ausgangsspannung kleiner und der Innenwiderstand grösser (und damit die 
Alterung simuliert). Oder du schaltest die Verbindung U1-R1 ab und 
kannst die Zellspannung mit dem Netzteil (V1) und den Innenwiderstand 
mit dem Poti U1 getrennt einstellen.

Der Widerstand R2 dient nur der Strombegrenzung bei Kurzschluss und wird 
nicht gebraucht, wenn das Netzteil den Strom begrenzen kann. Der 
Schaltplan ist nur ein Vorschlag, welchen Du an Deine Bedürfnisse 
anpassen kannst.

Meine Versuche zeigen bei verschlissenen Batterien einen Innenwiderstand 
von rund 100 bis 1000 Ohm, deshalb das Poti mit 500 Ohm.

Viel Erfolg. Tom