Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku Innenwiderstand messen


von Bernd S. (Gast)


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Moin möin,

wenn ich aus einer Lieferung LiIon oder LiFePo die Zellen für einen Pack 
selektieren will, bleibt auf die Schnelle eigentlich nur die Messung des 
Innenwiderstandes.

Wie hoch sollte der Strom sein (in C) und wie lange sollte so ein Impuls 
dauern? Aktuell habe ich einen Posten LiFePo (die 50A Zellen von A123) 
auf dem Tisch, die wohl schon paar Jahre rumliegen. Deshalb möchte ich 
vorab einen Test machen. Denn wenn der Pack verschweißt ist, ist es zu 
spät.

Wer eine bessere Methode kennt, bitte vorstellen.

Bernd

von Andreas B. (bitverdreher)


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Am besten wird wohl sein, mit dem Strom zu messen, mit dem die Akkus 
später entladen werden sollen

von Thomas R. (Gast)


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Am gescheitesten ist einen AC-Generator und ein Oszi zu verwenden.
Das Ergebnis ist aber frequenzabhängig. Darum nimmt man meistens 50Hz.

von Udo S. (urschmitt)


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Für einen Pack sollte auch die Kapazität in etwa gleich sein.
Nur der Innenwiderstand nützt dir nix wenn beim Laden eine Zelle schon 
auf 4,3V ist und die 2. erst auf 4V.

von Anja (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> Darum nimmt man meistens 50Hz.

Komisch die Hersteller geben im Datenblatt meistens 1000 Hz als 
Testfrequenz an.
Ein Rechteck aus einem NE555 mit stabilisierter Versorgung und 
definiertem Serienwiderstand tut es auch.


Gruß Anja

von Hermann W. (hermannw)


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Ich habe mir eine einfache Schaltung gebaut, die ich direkt an den Oszi 
hängen kann. Als Ansteuerung nehme ich direkt das 1kHz-3V-Rechteck des 
Oszi für die Tastkopfjustierung.

von Jörg R. (solar77)


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Bernd S. schrieb:
> Wer eine bessere Methode kennt, bitte vorstellen.

Altmodisch..Delta U / Delta I

von Manfred (Gast)


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Anja schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Darum nimmt man meistens 50Hz.
> Komisch die Hersteller geben im Datenblatt meistens 1000 Hz als
> Testfrequenz an.

Mir stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit dieser Messung. Ich 
möchte keinen Audioverstärker bauen, wo mich der dynamische Ri 
interessiert, ich will wissen, wie sich der Akku bei DC-Last verhält.

Jörg R. schrieb:
>> Wer eine bessere Methode kennt, bitte vorstellen.
> Altmodisch..Delta U / Delta I

Genau so macht man das: Leerlaufspannung messen, Spannung mit Last 
messen und dann rechnen.

Die Unwägbarkeit dabei ist die Kontaktierung der Zellen, etliche 
Batteriehalter haben mehr Übergangswiderstand als die Zelle an 
Innenwiderstand hat. Klappt nur simpel, wenn lange Fahnen angeschweißt 
sind.

Ich habe jetzt keinen Link im Ärmel, bei Aliexpress gibt es 
18650-Batteriehalter, die eine echte Vierpolmessung ermöglichen. Die 
haben einen Kontakt für die Last und mittig drin zusätzlich einen 
gefederten Kontaktstift (Pogo Pin), damit könnte man ordentlich messen.

Da muß man nur noch entscheiden, mit wieviel Strom und wie lange man 
mißt, der Ri ist nicht linear.

von Bernd S. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Am besten wird wohl sein, mit dem Strom zu messen, mit dem die Akkus
> später entladen werden sollen

Das leuchtet ein.

Udo S. schrieb:
> Für einen Pack sollte auch die Kapazität in etwa gleich sein.
> Nur der Innenwiderstand nützt dir nix wenn beim Laden eine Zelle schon
> auf 4,3V ist und die 2. erst auf 4V.

Sicher richtig, ich kann aber bei 50 Zellen nicht "mal eben" die 
Kapazität einer jeden Zelle ermitteln. Das machen die 
Akku-Konfektionierer sicher auch nicht, denn wer soll oder wer will das 
bezahlen.

Jörg R. schrieb:
> Altmodisch..Delta U / Delta I

Habe ich paar mal so gemacht. Ungut ist, dass man unter Last keine 
konstante Spannung sieht, sondern eine abnehmende.

Mir würde ein Messgerät gut gefallen, das direkt die mOhm anzeigt, 
nachdem die Zelle an das Messkabel angelötet wurde. Strom wäre 5A.
Gibt es was fertiges, was auch was taugt?

von Bernd S. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Am besten wird wohl sein, mit dem Strom zu messen, mit dem die Akkus
> später entladen werden sollen

Das leuchtet ein.

Udo S. schrieb:
> Für einen Pack sollte auch die Kapazität in etwa gleich sein.
> Nur der Innenwiderstand nützt dir nix wenn beim Laden eine Zelle schon
> auf 4,3V ist und die 2. erst auf 4V.

Sicher richtig, ich kann aber bei 50 Zellen nicht "mal eben" die 
Kapazität einer jeden Zelle ermitteln. Das machen die 
Akkupack-Konfektionierer sicher auch nicht, denn wer soll oder wer will 
das bezahlen.

Jörg R. schrieb:
> Altmodisch..Delta U / Delta I

Habe ich paar mal so gemacht. Ungut ist, dass man unter Last keine 
konstante Spannung sieht, sondern eine abnehmende.

Mir würde ein Messgerät gut gefallen, das direkt die mOhm anzeigt, 
nachdem die Zelle an das Messkabel angelötet wurde. Strom wäre 5A.
Gibt es was fertiges, was auch was taugt?

von Jörg R. (solar77)


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Bernd S. schrieb:
> Mir würde ein Messgerät gut gefallen, das direkt die mOhm anzeigt,
> nachdem die Zelle an das Messkabel angelötet wurde. Strom wäre 5A.
> Gibt es was fertiges, was auch was taugt?

Ich beschäftigte mich in der letzten Zeit verstärkt mit Akkus, 
insbesondere LiFePo4. Dabei bin ich u.a. auf dieses Video gestoßen:

https://youtu.be/OIQ1LVVQyYg

Ob es tatsächlich etwas taugt weiß ich natürlich nicht, aber man sieht 
es in einigen Youtube-Videos.

https://www.akkuteile.de/ladegeraete/zubehoer-und-ersatzteile/yr-1035-professionelle-innenwiderstand-tester-fuer-akkus-bis-100-volt_400012_2742

Vielleicht kennt hier ein User das Messgerät und kann etwas dazu 
schreiben.


Bernd S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Altmodisch..Delta U / Delta I
>
> Habe ich paar mal so gemacht. Ungut ist, dass man unter Last keine
> konstante Spannung sieht, sondern eine abnehmende.

Ja, aber es reicht eine kurze Messung, ggf. Hold-Tasten benutzen.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6873523 wurde vom Autor gelöscht.
von Anja (Gast)


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Bernd S. schrieb:
> Habe ich paar mal so gemacht. Ungut ist, dass man unter Last keine
> konstante Spannung sieht, sondern eine abnehmende.

Manfred schrieb:
> Mir stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit dieser Messung.

Bei einer reinen AC-Messung (Kondensatorkopplung) bleibt die 
Zellenspannung konstant.

Bernd S. schrieb:
> Mir würde ein Messgerät gut gefallen, das direkt die mOhm anzeigt

Mein Oszi kann das (nach einmaliger Kalibrierung).

Gruß Anja

von Hermann W. (hermannw)


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Bernd S. schrieb:
> Mir würde ein Messgerät gut gefallen, das direkt die mOhm anzeigt

Das habe ich hier
Beitrag "Akku-ESR-Meter"
schon mal vorgestellt.

von Bernd S. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Vielleicht kennt hier ein User das Messgerät und kann etwas dazu
> schreiben.

In der Anleitung ist zu lesen: Messkabel 1x verpolen -> Tonne.
Das kann's nicht sein.

von Andrew T. (marsufant)


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Bernd S. schrieb:
> In der Anleitung ist zu lesen: Messkabel 1x verpolen -> Tonne.
> Das kann's nicht sein.

Ist leicht zu korrigieren durch minimale Schaltungsanpassung.
Somit: kein Problem .-)

von Werner H. (werner45)


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Das Sortieren von Zellen nach Innenwiderstand ist für das VORsortieren 
brauchbar. Um eine Batterie zusammenzustellen, braucht man aber gleiche 
Kapazitäten, sonst lebt die nicht lange.
Die Zeit zum Kapazitätsmessen muß man sich schon nehmen, sonst wird das 
nichts. Vorteilhaft ist ein Mehrfachlader mit dieser Funktion, das spart 
etwas Zeit. Die gemessenen Kapazitäten werden auf die Zellen 
"gefilzstiftet". Nach einigen Tagen hat man einen brauchbaren Fundus.
So habe ich mir NiCd-Akkus für Schrauber zusammengestellt, das dauerte 
zwar länger, aber diese Akkus leben heute immer noch.
Testen auf Selbstentladung folgt nach 1 - 3 Monaten durch 
Spannungsmessung. Sogar bei den alten NiCd gibt es einige, die um 1,2V 
auch nach Jahren halten.

von Bernd S. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Ist leicht zu korrigieren durch minimale Schaltungsanpassung.

Diese minimale Schaltungsanpassung hat der Hersteller nicht hinbekommen?

@Jörg R.: In dem Video hat der Tester eine Lixx Zelle mit 1V bekommen, 
die misst er mit 7mOhm. Mir scheint, das ist eher ein 
Alles-Gut-Messgerät und der Autor will bei Youtube Punkte sammeln.

Solche Messungen ohne Vergleichsmessungen mit professionellem Equipment 
vorzustellen ist schon ziemlich daneben.

von Bernd S. (Gast)


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Finde eben ein "RIM 1000" von ELV, dass misst mit einem 10A Impuls.
Kann aber nach einer Verpolung auch in die Tonne :-(

https://www.manualslib.de/manual/192996/Elv-Rim-1000.html

Wenn ich morgen mit paar Mitarbeitern Akkupacks herstellen will, kann 
ich so Kinderkram nicht gebrauchen. Was kaufe ich?

von Andrew T. (marsufant)


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Bernd S. schrieb:
> Finde eben ein "RIM 1000" von ELV, dass misst mit einem 10A Impuls.
> Kann aber nach einer Verpolung auch in die Tonne :-(

Das scheint ja bei Dir ein häufiger "Mißbrauchsfall" zu sein das Du 
zwingend verlangst das Geräte jegliche Fehlbehandlung aushalten.

Gesunde Menschen haben da zwischen den Augen so einen Körperteil der 
korrekte Nutzung von sensiblen Geräten sicherstellt. Nennt sich Gehirn

>
> https://www.manualslib.de/manual/192996/Elv-Rim-1000.html
>
> Wenn ich morgen mit paar Mitarbeitern Akkupacks herstellen will, kann
> ich so Kinderkram nicht gebrauchen. Was kaufe ich?

Nichts kaufen.
Weil etwas, das all Deine Wünsche erfüllt als "foolsafe" Gerät, gibt es 
nicht.

Somit sind wir hier fertig.


Hinweise wie man es mit Sachverstand lösen könnte hast Du ja nun genug 
bekommen.
Normalerweise schult man Mitarbeiter so, das diese die Tätigkeit ohne 
Zerstörung und mit Verstand ausführen. Setzt natürlich voraus, das diese 
Mitarbeiter intelligenter als ihr Arbeitgeber sind. Das kostet halt.

von Thomas R. (Gast)



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Manfred schrieb:
> Anja schrieb:
>> Thomas R. schrieb:
>>> Darum nimmt man meistens 50Hz.
>> Komisch die Hersteller geben im Datenblatt meistens 1000 Hz als
>> Testfrequenz an.
>
> Mir stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit dieser Messung. Ich
> möchte keinen Audioverstärker bauen, wo mich der dynamische Ri
> interessiert, ich will wissen, wie sich der Akku bei DC-Last verhält.
>

Bei einer unbelasteten Zelle misst man die Leerspannung.
Wenn man die Zelle belastet und nach Sekunden später die Spannung misst, 
dann hat sich der Ladezustand und damit die Akkuspannung geändert. Man 
misst also eine viel zu geringe Delta-Spannung.
Mit der AC-Messung (z.B. 1 kHz) braucht man nur 1 ms als Messzeit für 
die Impedanzmessung.
Die mittlere DC-Spannung bleibt dann konstant.
Darum ist die AC-Messung viel genauer und die reine DC-Messung ist viel 
zu ungenau.

Das ist der Grund, warum seriöse Hersteller im Datenblatt immer den 
AC-Innenwiderstand angeben.
Samsung schreibt:
"The impedance meter with AC 1kHz should be used."
siehe Anlage Punkt 6.2(3)

Anja hat recht: typischerweise verwendet man 1 kHz - danke für die 
Korrektur. Trotzdem: 50 Hz kommen zu dem gleichen Ergebnis.

von Bernd S. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Somit sind wir hier fertig.

Du tätest den Erwachsenen hier einen großen Gefallen, wenn du wo anders 
spielen gehst.

von Wolfgang (Gast)


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Bernd S. schrieb:
> Wenn ich morgen mit paar Mitarbeitern Akkupacks herstellen will, kann
> ich so Kinderkram nicht gebrauchen. Was kaufe ich?

Neue Akkus, vom Hersteller selektiert.

von Bernd S. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Neue Akkus, vom Hersteller selektiert.

Die großen Hersteller werden mich kaum mit Akkus beliefern, sondern mich 
an den einschlägigen Handel verweisen. Dort habe ich schon mal 
selektierte Zellen geordert und Jahre später erfahren, dass die 
Selektion darin bestand, dass man die bestellte Anzahl Zellen in einen 
Versandkarton steckt und fertig. Schnell verdientes Geld.

Selbst die großen Akku-Konfektionierer machen Stichproben, weil sie für 
ihre Akkupacks garantieren müssen. Und schon so manche Charge wurde 
abgewiesen und landet dann als vermeintliches Schnäppchen bei Ebay und 
Co.

von R. H. (breezer)


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Hallo,

ich habe grade auch das Problem den Innenwiderstand einer LiFePo4 Zelle 
zu messen. Die Herstellerangaben zum Ri beziehen sich auf eine 1Khz AC 
Messung. Wird da tatsächlich eine Wechselspannung angelegt oder handelt 
es sich um eine pulsierende DC Last?

Kann ich den Innenwiderstand mittels Oszilloskop und Signalgenerator 
einfach bestimmen ohne weitere spezielle Messgeräte? Wenn ja wie gehe 
ich da vor?

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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R. H. schrieb:
> Wenn ja wie gehe
> ich da vor?

Indem Du mal schaust wie andere die Aufgabe angehen. a.k.a. Recherche

Hier für dich:

https://lygte-info.dk/info/Internal%20impedance%20UK.html

von R. H. (breezer)


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Danke erstmal für den Link, viel findet man aber nicht im Netz zu 
solchen Aufbauten. Ein erster Versuch hat erstmal nicht funktioniert, 
wahrscheinlich ist mein Multimeter nicht geeignet für AC Messung im mV 
Bereich.

Mit dem Ozsi sollte es ja eigentlich auch gehen, RMS Spannung kann ich 
mir anzeigen lassen. Aber ich kann nicht mit zwei Kanälen drauf gehen, 
da diese beide an Masse verbunden sind...

Gibt's noch ne Alternative Methode für eine AC Messung?

von MaWin (Gast)


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R. H. schrieb:
> Wird da tatsächlich eine Wechselspannung angelegt

Ja.

> Kann ich den Innenwiderstand mittels Oszilloskop und Signalgenerator
> einfach bestimmen ohne weitere spezielle Messgeräte?

Theoretisch, also fraglich wie genau.

Der Signalgeberator braucht einen DC abtrennenden Kondensator am Ausgang 
oder du musst einen solchen hinzufugen, und er muss genug Strom bei 
kleiner Spannung liefern können, dagen wir mal 50mA schafft er noch.

Dann baust du mit dem Signalgenerator Sig und dem Koppelkondensator C
1
 +--C--+---
2
 |     |
3
 |     R
4
 |     |
5
Sig    +---
6
 |     |
7
 |    Akku
8
 |     |
9
 +-----+---
und misst die (Peak-To-Peak-Wechsel-)Spannung am bekannten Widerstand R, 
sagen wir 1 Ohm und 20mV, und in Vierleitermessung über dem Akku, sagen 
wir 5mV, dann hat dein Akku 0.25Ohm.

Du siehst, sub-1milliOhm wird schwer damit, auch wenn der 
Signalgenerator 1A schafft.
Ein 
https://www.akkuteile.de/ladegeraete/zubehoer-und-ersatzteile/yr-1035-professionelle-innenwiderstand-tester-fuer-akkus-bis-100-volt/a-400012/ 
macht das besser.

von R. H. (breezer)


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Ja stimmt, im sub milliOhm Bereich wirds wohl schwierig, da fällt wohl 
zu wenig Spannung am Akku ab. Was müsste man ändern um kleinste 
Innenwiderstände zu messen, ein Sinus mit deutlich mehr Strom drauf 
geben?

Ich habe übrigens noch dieses YT Video gefunden, hier wird statt einen 
Widerstand einzubauen ein Multimeter zur Strommessung eingeschleift:

https://youtu.be/wK-HC4JBdUs

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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R. H. schrieb:
> Was müsste man ändern um kleinste Innenwiderstände zu messen, ein Sinus
> mit deutlich mehr Strom drauf geben?

Ja, ggf. einen Trafo zwischen Signalgenerator und Messung, der die 
Spannung herabsetzt und den Strom rauf.

R. H. schrieb:
> hier wird statt einen Widerstand einzubauen ein Multimeter zur
> Strommessung eingeschleift:

Nutzlos, damit geht keine 4-Draht-Messung.

von R. H. (breezer)


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MaWin schrieb:
> Nutzlos, damit geht keine 4-Draht-Messung.

Verstehe ich nicht so ganz. Er misst doch parallel zum Akku mit seinem 
Oszi. Das Multimeter ersetzt ja letztendlich einfach nur den "shunt" und 
die Spannungsmessung daran, das übernimmt dann das Amperemeter.

Muss die Peak Spannung des Sinus eigentlich größer sein als die 
Ruhespannung des Akkus oder ist das egal?

von MaWin (Gast)


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R. H. schrieb:
> Muss die Peak Spannung des Sinus eigentlich größer sein als die
> Ruhespannung des Akkus

Nein, ganz klein, du bekommst die Akkuspannung eh nur um subMillivolt 
geändert, alles darüberhinaus ist Verlust im shunt.

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