Akkus/Batterien testen

Analyse der Kapazität von Batterien/Akkus

Thema: Einsatz der B+K Precision Batterie-Tester BK600B und BK601B. Als Beispiel wird eine übliche, versiegelte 12-Volt-Blei-Batterie (SLA-Batterie) verwendet (aufladbare Batterie, Akku/Akkumulator).

Charakteristische Eigenschaften der Batterie-Kapazität

Die Tester BK600B und BK601B liefern nützliche Informationen über die Batterie in weniger als 5 Sekunden. Diese Momentaufnahme umfasst Spannung und Restkapazität in Prozent. Um die Analysatoren effektiv zu nutzen, ist ein Verständnis der Eigenschaften einer Batterie-Entladung wichtig.

Eine "frische ", neu aufgeladene 12-Volt-Batterie beginnt unter normaler Last typischerweise bei etwas über 13 V (Anfang der Kurve in Abbildung 1). Die Spannung wird in ihrer Entladung zu Beginn einen kleinen Abfall aufweisen und sich dann über längere Zeit abflachen. Der Punkt der vollständigen Entladung ist im Bild als Schnittpunkt der Kurve mit der 0%-Linie zu erkennen. Die meisten Hersteller von SLA-Batterien gehen davon aus, dass eine 12-Volt-Batterie bei 10,1 V vollständig entladen ist.

Die Entladerate der Batterie wirkt sich auf die Restkapazität aus. Abbildung 2 zeigt typische Entladungskurven, die auf verschiedenen Stromstärken basieren. Beachten Sie, wie die Batterie schneller auf 10,1 V abfällt, wenn die Stromstärke höher ist. Je höher der Entladestrom, desto schneller entlädt sich die Batterie.

Das Alter der Batterie wirkt sich nachteilig auf ihre Kapazität aus. Wenn die Batterie altert, verändert sich die Entladungskurve auf verschiedene Weise, wie in Abbildung 3 dargestellt. Die Anfangsspannung nach einer frischen Ladung ist niedriger, der Abfall der Rampe nach unten ist steiler und das Absinken auf 10,1 V geschieht viel früher. Der Abbau der Kapazität setzt sich fort, bis die Batterie keine Ladung mehr hält oder ganz ausfällt (offener Stromkreis).

Die Kapazitätsverschlechterung wird durch mehrere Faktoren verursacht, darunter Lade- und Entladezyklen, Lastanforderungen, Betriebstemperaturen, interne physikalische Veränderungen wie Plattenerosion, Degenerierung von Verbindungsteilen und Veränderungen im Elektrolyt.

Batterie-Entladeregionen

Zur Vereinfachung unterteilen wir die Entladungskurve in drei Bereiche A, B und C. Diese drei Bereiche bieten einen sinnvollen Rahmen für die Auswertung der Messwerte, die die B+K Precision Batterie-Tester 600B und 601B liefern. Als Beispiel verwenden wir eine übliche 12-Volt-SLA-Batterie mit 7 AH und gehen davon aus, dass die Batterie neu, frisch geladen ist und die Spezifikationen des Herstellers erfüllt.

Der Bereich A zeigt eine hohe prozentuale Kapazität im Bereich von 90 bis 100% und eine Spannung von über 13&nbps;V. Würde die Batterie ohne Wartungsladeschaltung in Betrieb genommen, so würde die Entladung auf der Grundlage der Bedarfsanforderungen der Last beginnen (Last bezeichnet irgend ein Gerät, das von der Batterie versorgt wird).

Im Bereich A fällt die Spannung beim Entladen stark ab und pendelt sich bei ca. 12,4 V ein, wo sie in den Bereich B eintritt. Darin entlädt sich die Batterie bis zu Bereich C, in dem die Spannung schnell auf 10,1 V abfällt, also in den vollständig entladenen Bereich.

Interpretation der Messwerte

Vor dem Batterietest steht die Frage, in welchem Bereich A, B oder C man die Batterie erwartet. Berücksichtigen Sie bei Verwendung des Batterie-Testers alle Punkte, die sich negativ auf die Batteriekapazität auswirken können. Dazu gehört zum Beispiel die Information, ob die Batterie sich auf einem Wartungsladesystem befand und ob das Ladesystem korrekt funktioniert.

Bewertung für Bereich A

Beim Testen einer neuen Batterie, die einen normalen Ladezyklus abgeschlossen hat, sollte der Batterie-Tester etwa 13 V und 98% Kapazität anzeigen. Wie erwartet, befindet sich die Batterie in Region A, und die Batterie scheint in gutem Zustand zu sein. Wenn die Batterie weniger als 11,9&nbps;V oder weniger als 90% Kapazität anzeigt, ziehen Sie die Ladedaten des Batterieherstellers zu Rate und stellen Sie sicher, dass Ihr Ladegerät die nötigen Anforderungen erfüllt. Wenn das Ladegerät korrekt arbeitet, ist die Batterie womöglich defekt.

Bewertung für Region B

Um Batterien in Region B zu verstehen, sind Kenntnisse über die Anwendung und die "Geschichte" der Batterie erforderlich. Betrachten wir ein hypothetisches Beispiel, bei dem die Batterie aus dem Betrieb genommen und getestet wird. Der Batterie-Tester zeigt 58% Kapazität und etwa 12,5 V an. Diese Ergebnisse würden darauf hinweisen, dass sich die Batterie in den Bereich B entladen hat. Ist diese Batterie gut und funktioniert innerhalb ihres normalerweise spezifizierten Bereichs oder handelt es sich um eine defekte Batterie, die ersetzt werden sollte? Wenn es sich um einen neuere Batterie handelt (d. h. einen Monat alt) und diese in einer Sicherheitskontrolltafel verwendet wird, würden die meisten Benutzer die Batterie oder die Ladeschaltung für "verdächtig" halten. Wenn die Batterie hingegen in einem Kinderfahrspielzeug oder einer anderen unkritischen Anwendung verwendet wird, würde der Benutzer sie höchstwahrscheinlich wieder aufladen und wieder in Betrieb nehmen.

Bewertung für Bereich C

Betrachten wir ein weiteres Beispiel, bei dem die Batterie kurz nach einem normalen Entladevorgang aus dem Betrieb genommen wurde. Die Batterie wurde in den Bereich C entladen. Der Batteri-Tester zeigt wie erwartet eine sehr niedrige Kapazität und Spannung an. Wenn dem Benutzer das kürzliche Entladeereignis nicht bekannt ist, könnte der Akku fälschlicherweise ausgetauscht werden, obwohl nur ein normaler Aufladezyklus erforderlich wäre. Wenn derselbe Akku einen normalen Wiederaufladezyklus abschließt und bei einem erneuten Test immer noch niedrige Kapazitäts- und Spannungsmesswerte anzeigt, dann ist der Akku "verdächtig".

Zusammenfassung

Wenn der Anwender über ein gutes Verständnis der Betriebsumgebung, der Anwendung und der Batterie-Historie verfügt, können die Batterie-Tester BK600B und BK601B sehr nützliche Informationen liefern. Die Auswertung der Bereiche der Entladekurve des Akkus während der Tests kann auch dazu beitragen, festzustellen, ob ein Akku "verdächtig" ist oder nicht.

Weitere Lösungen für Batterie-Test

Lösung zum Laden/Entladen von Batterien mit Sequenzierung und Datenlogging

Diese Lösung verwendet eine DC-Stromversorgung und eine elektronische DC-Last in Kombination mit der B+K Precision Batterietest-Software. Ideal als komplettes System zum Laden und Entladen von Batterien mit Daten-Protokollierung.

Eigenschaften

• Laden/Entladen einer Batterie.
• Stopp-Bedingungen festlegen.
• Sequenzen erstellen.
• Einstellen der Batterie-Schutzparameter.
• Sowohl Lade- als auch Entladedaten protokollieren.
• Berechnen der Kapazität in Ah.
• Speichern und Abrufen von Testdateien.
• Die Funktion zum Speichern und Abrufen ermöglicht eine schnellere Einrichtung des Instruments und der Anwendung.
• Ragone-Plot zur Auswertung der spezifischen Leistungs- und Energiedichte. Diese Darstellung ist nützlich für die Bewertung der Batterie-Technologie, wenn Gewicht und Platz begrenzt sind.

Interesse? Wir beraten Sie gerne - einfach anrufen oder E-Mail!

Nach Unterlagen von B+K Precision