Funktion eines "nichtbelastenden" Batterietesters?

Hallo,

weiß hier jemand, wie digitale Batterietester arbeiten, z.B.
http://aa.bosch.de/advastaboschaa/Product.jsp?prod_id=13&ccat_id=27&language=de-DE&publication=1 ?

Wie kann die härteste Hochstrom-Prüfung einer Batterie, nämlich der Kälteprüfstrom, der ja per Definition eine erhebliche Entladung bzw. Schlußspannung voraussetzt, ohne Belastung der Batterie ermittelt werden

Das Problem bei den neuzeitlichen, Wartungsfreien Batterieen ist wohl, daß der freundliche Tankwart mit seinem Säureheber nicht mehr weit kommt ¹. Die Belastungsprüfung ist die einzige Methode, saugt die Batterie aber leer. Kann mir denken, daß die versuchen Ri zu bestimmen, indem mit geeigneten Mosfets nur für wenige µs eine Last angelegt wird

Zu dem gezeigten Bosch 121 (und Midtronics) findet sich nur diese Wenige:


( links in der NavBar auf "Zum Umgang mit Batterien", dann "Prüfen Sie Ihre Batterie"; etwas herunterscrollen und bei 'Welchen Batterietyp besitzen Sie?' auf "Batterie ist geschlossen, ohne Stopfen" klicken )

Habe mir heute selber eine neue 'Moll' gönnen dürfen

Grüße Cryonix

¹…bei Renault haben die es tatsächlich geschafft, im Twingo eines Freundes die verklebte Batterie aufzumeißeln und Wasser nachzufüllen. Ergebnis: übergekocht - kompletter Batterieschemel korrodiert, sah wohl aus wie ein Blumenkohl

<offtopic>

Zitat:

Das Problem bei den neuzeitlichen, Wartungsfreien Batterieen ist wohl, daß der freundliche Tankwart mit seinem Säureheber nicht mehr weit kommt

wirklich wartungsfreie batterien werden doch kaum (in serie) verbaut... zumindest nicht im vag konzern. es sind lediglich wartungsarme (->"magisches auge"). die stopfen sind lediglich durch einen klebestreifen bedeckt

Hallo Ulf,

es ist so wie es cyronix vermutet hat.

cryonix hat folgendes geschrieben:

Die Belastungsprüfung ist die einzige Methode, saugt die Batterie aber leer. Kann mir denken, daß die versuchen Ri zu bestimmen, indem mit geeigneten Mosfets nur für wenige µs eine Last angelegt wird

Bei den Batterie-Testgeräten (zum Beispiel ELV PB500, hier wird, im Gegensatz zu vielen anderen Produkten, die Funktion genau erklärt) werden über geeignete Transistoren (MOSFETs) kurzzeitig sehr hohe Ströme (je nach Transistor und Verkabelung bis zu 100 A) aus der Batterie gezogen. Aus der resultierenden Spannungsdifferenz (mit Vierleiter-Messverfahren ermittelt) und dem gemessenen (!) Strom wird Ri berechnet.
Da das Ganze nur sehr kurz stattfindet, ist zwar eine momentane Belastung vorhanden, die resultierende Entladung aber praktisch zu vernachlässigen.
Wenn man das Ganze dann noch mit der Temperatur der Batterie verknüpft, hat man eine Aussage über die Leistungsfähigkeit der Batterie über der Temperatur.

Dieses Verfahren hat sich schon seit Jahren bei NiCD und NiMH bewährt. Man bekommt hier eine recht gute und vor allem eine sehr schnelle Aussage über den Zustand der Akkus.

Die Anzeige des Messgeräts ist der Chemie (Pb, NiCD, NiMh oder LiIon) des jeweiligen Akkus angepasst.

@cyronix: Ich habe mir auch eine Moll gegönnt .
Grund: eine sehr gute Batterie und die Möglichkeit die Stopfen aufzuschrauben (Kontrolle und Nachfüllen)

Viele Grüße
Kassen

Eine Batterie besteht nur aus drei Komponenten, Wasser, Blei und Schwefelsäure. Die Autobatterie hat 6 Zellen, aber zum bessern Verständnis. Jede Zelle des Blei –Akku hat nun 2 Volt Spannung elektrolytische Spannungsreihe und je nach Größe die entsprechende Ampere Zahl.

Wenn man nun die Spannung einer Zelle hat, so hat man auch ihren Innenwiderstand und wenn man dann noch einen Wechselstrom mit einer Frequenz anlegt wobei es zu keinem Ionenaustausch zwischen den Bleiplatten kommt, so hat man auch die Temperatur. In diesem Gerät ist ein Kennfeld hinterlegt, dieses Kennfeld ist genau so aufgebaut wie das Kennfeld einer Motorsteuerung.

(((Zitat von oldewurtel

Bei den Batterie-Testgeräten (zum Beispiel ELV PB500, hier wird, im Gegensatz zu vielen anderen Produkten, die Funktion genau erklärt) werden über geeignete Transistoren (MOSFETs) kurzzeitig sehr hohe Ströme (je nach Transistor und Verkabelung bis zu 100 A) aus der Batterie gezogen. Aus der resultierenden Spannungsdifferenz (mit Vierleiter-Messverfahren ermittelt) und dem gemessenen (!) Strom wird Ri berechnet.
Da das Ganze nur sehr kurz stattfindet, ist zwar eine momentane Belastung vorhanden, die resultierende Entladung aber praktisch zu vernachlässigen.
Wenn man das Ganze dann noch mit der Temperatur der Batterie verknüpft, hat man eine Aussage über die Leistungsfähigkeit der Batterie über der Temperatur.
Zitat von oldewurtel )))

Wen Du nun 10 Volt an einer Batterie hast, so kann dieses Gerät feststellen ob es sich um 6 mal den Innenwiderstand von 6 leeren Batteriezellen ( also intakte Zellen) oder um 5 volle Zellen und eine defekte Zelle handelt.
Diese Erklärung ist grobschlächtig, wenn Du spezielle Fragen hast maile mir , denn ich habe einiges nicht erwähnt.

Hi,

Zitat:

Wenn man nun die Spannung einer Zelle hat, so hat man auch ihren Innenwiderstand

DAS wiederum ist mir nicht ganz klar. Irgendwoher sollte schon noch der Strom kommen....

Zitat:

und wenn man dann noch einen Wechselstrom mit einer Frequenz anlegt wobei es zu keinem Ionenaustausch zwischen den Bleiplatten kommt, so hat man auch die Temperatur

Genaugenommen ist das falsch, da man keinen Strom anlegen kann. Man kann höchstens eine Spannung anlegen, der Strom fließt dann von ganz alleine.

Was meinst Du denn genau? Was bezweckst Du mit der angelegten Wechselspannung? Welche Frequenz hat diese Wechselspannung? Ein paar Hertz oder sind das kHz, die Du anlegst?

Übrigens ist die Nennspannung eines Bleiakkus 2V (aber auch nur bei einer bestimmten Temperatur). Beim Bestimmen des Zustands der Batterie kommt man um das Messen der tatsächlichen Akkuspannung nicht herum.

Gruß
Micha

Zitat:

und wenn man dann noch einen Wechselstrom mit einer Frequenz anlegt wobei es zu keinem Ionenaustausch zwischen den Bleiplatten kommt, so hat man auch die Temperatur

Der oben verlinkte Text gibt ja die grobe Bedienung der Geräte wieder. Da steht aber leider nicht, daß das Gerät die Temperatur ermitteln kann. Vielmehr muß die Batterietemperatur ja eingegeben werden ( >0°C; <0°C ).

Der Interpretationsgehalt der Prüfergebnisse läßt ja auch weit blicken…

Zitat:

Für beide Testgeräte gilt generell: Die Textaussagen ''gut'' oder 'ersetzen'' kalkuliert das Testprogramm aus dem Ladezustand (abgeleitet aus der Batteriespannung) und der momentan verfügbaren Startleistung der Batterie. Es kann also auch vorkommen, dass eine Batterie mit 45% Startleistung als ''gut'' und eine andere mit 75% Startleistung als schlecht (''ersetzen'') eingestuft wird.

offtopic:
da bin ich ja nicht ganz allein
habe sogar eine größere Moll zum Testen nehmen dürfen ob sie passt ( im A nicht ganz einfach, liegt in einer Wanne im Beifahrerfußraum )
Klütsch Autotechnik, Köln Gleuelerstr. Netter Service - guter Preis! Bietet auch über {bösesWort} an

Grüße Cryonix

Hallo, genau dieses Gerät haben wir auf Arbeit.
Die Funktion ist mir auch ein Rätsel. Hat einen Messbereich von über 1000A. (Kälteprüfstrom) Funktioniert aber sehr schnell und ist einfach zu bedienen.
Das Gerät erkennt auch auf rätselhafte Weise welche Klemme keinen richtigen Kontakt hat, also + oder -.
Mit freundlichen Grüßen
Kalle

So rätselhaft muß das nicht sein. Wenn der Tester über einen echte 4 Leiter Messtechnik verfügt, kann er leicht feststellen, wo der Spannungsabfall des Messanschluß zum Lastanschluß zu groß wird.

Mit freundlichem Gruß
Christian

Hi,

Zitat:

aus dem Ladezustand (abgeleitet aus der Batteriespannung) und der momentan verfügbaren Startleistung der Batterie

Das kommt mir spanisch vor. Bei einem Bleiakku läßt sich von der Leerlaufspannung auf den Ladezustand schließen. (im Gegansatz zu anderen Akku-Typen) Das heisst, dass schon alleine anhand von Temperatur und Akkuspannung der Ladezustand vom Gerät bestimmt werden kann.
Der Innenwiderstand läßt sich leicht berechnen, indem man den Akku (dessen Leerlaufspannung man kennt), über einen genau definierten Widerstand entlädt (der Widerstand muss dazu nicht einmal besonders klein sein, so dass sich der Entladestrom tatsächlich kaum bemerkbar macht). Aus der Spannung am Widerstand und dem gemessenen Strom läßt sich der Innenwiderstand des Akkus genau berechnen.
Was den Kälteprüfstrom angeht: Wenn ich wissen will, welchen Stom der Akku maximal liefern kann, dann kann ich das nun anhand des Innenwiderstandes berechnen, oder ich muss tatsächlich kurzzeitig den Akku mit einem hohen Strom belasten (Und wenn es nur für wenige ms ist).
Das ist mit Sicherheit schonender als das alte 20 Sekunden Brutal-Entladen, was manche Tester machen, aber wirklich belastungsfrei ist dieses Verfahren auch nicht, höchstens "belastungsarm". Ausserdem spart man sich das nachfolgende Nachladen, damit der Kunde auch wieder vom Hof kommt

Gruß
Micha

Erstmal danke für Eure Antworten

Mephisto hat folgendes geschrieben:

Der Innenwiderstand läßt sich leicht berechnen, indem man den Akku (dessen Leerlaufspannung man kennt), über einen genau definierten Widerstand entlädt (der Widerstand muss dazu nicht einmal besonders klein sein, so dass sich der Entladestrom tatsächlich kaum bemerkbar macht). Aus der Spannung am Widerstand und dem gemessenen Strom läßt sich der Innenwiderstand des Akkus genau berechnen. Was den Kälteprüfstrom angeht: Wenn ich wissen will, welchen Stom der Akku maximal liefern kann, dann kann ich das nun anhand des Innenwiderstandes berechnen . . .

Hm, das würde ja eine Art Startstromberechnung per DMM-Messung ermöglichen, indem man z.B. den Spannungseinbruch Udelta bei stehendem Motor und Lichthupe (~ 10 A Prüfstrom) mißt und das Ergebnis für den Startstrom (Istart) bei einer Restspannung von z.B. 9V hochrechnet.

Dann gälte
(Ubatt - 9V) / Istart = Udelta / Prüfstrom
bzw. Istart = Prüfstrom * (Ubatt - 9V) / Udelta

Beispiel:
Ubatt ohne Last = 13,2 V
Udelta bei Lichthupe = 0,1 Volt
ergäbe einen Startstrom von ca. 420 A.

Das würde allerdings voraussetzen, daß sich der Innnenwiderstand einer Starterbatterie weitgehend linear, also last-unabhängig verhält. Stimmt das, oder funkt uns die Batteriechemie dazwischen?

Hi Ulf,

Zitat:

...daß sich der Innnenwiderstand einer Starterbatterie weitgehend linear, also last-unabhängig verhält

Was denn nun? Soll er ein lineares Verhalten haben, oder soll er konstant (lastunabhängig)sein?

Gruß
Micha

Mephisto hat folgendes geschrieben:

Was denn nun? Soll er ein lineares Verhalten haben, oder soll er konstant (lastunabhängig)sein?

Hi Micha,

die U/I-Kennlinie sollte möglichst gerade = linear sein, wie bei einem (belastungsunabhängigen) ohmschen Widerstand.

Ich sehe da keinen Widerspruch . . . ?

Hallo,

der Innenwiderstand einer Autobatterie ist nach meinem Kenntnisstand in erster Näherung linear.

Mit freundlichem Gruß
Christian

nochmal zur eigentlichen Funktionsweise
habe gerade mit einem Freund über das Thema geprochen - ist selber Inschinör - der meinte spontan:
Nicht belastend ginge nicht, wenn müsse man schon zusehen, wie die Energie wieder zurückkommt. Also Mit gegeignetem Mosfet auf einen Kondensator laden und anschließend die Kondensatorenergie wieder zurück in die Batterie speisen. Natürlich Hochfrequent ( einige Hz bis kHz )
Und schwupps erhält man den dynamischen Entlade- und den dynamischen Ladewiderstand der Batterie…

Grüße Cryonix

Hi,

@Ulf und Chris:

Zitat:

der Innenwiderstand einer Autobatterie ist nach meinem Kenntnisstand in erster Näherung linear

Linear?
Die U-I-Kennlinie eines idealen ohmschen Widerstandes ist eine Gerade, der Widerstand selbst ist KONSTANT!
Wenn der Widerstand linear wäre, dann würde er sich z.B. mit wachsender Stromstärke linear verändern, z.B. nach: R(I)=3,24*I
Bei einem konstanten Widerstand sieht das dann so aus: R=3,24, also unabhängig von Stromstärke, Spannung, Temperatur etc.

@Cryonix:

Zitat:

Nicht belastend ginge nicht, wenn müsse man schon zusehen, wie die Energie wieder zurückkommt

Das ist genau das, was ich am 30-12-2005, 10:17 geschrieben habe.

Gruß
Micha