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Innenwiderstand Winston Zellen


mandiba am 28 Mär 2019 00:58:43

Hallo zusammen,

kürzlich habe ich 4 Winston WB-LYP200AHA bei EV-Power erworben.

Laut Datenblatt --> Link sollen die Zellen einen Innenwiderstand von <0.35mOhm aufweisen.

Nun habe ich mich beim ersten Einsatz des fertigen Akkus (nach ordnungsgemäßer Initialladung selbstverständlich) sehr über den hohen Spannungseinbruch unter Last gewundert. Bei 160A Last z.B. 0,72V Spannungseinbruch.
Dies entspricht ca. 4,5mOhm, also dem 13-fachen Innenwiderstand gegenüber dem Datenblatt.

Was ist der Innenwiderstand eurer Zellen? Was haltet ihr von diesem Fall?

LG mandiba

macagi am 28 Mär 2019 06:59:37

Hast du den Kontaktwiderstand gemessen und abgezogen?

MountainBiker am 28 Mär 2019 07:59:10

Hallo,

ich nehme auch an, Du hast ein Problem mit den Übergangswiderständen an den Verbindungsstellen, Akkupole....

Einen Übergangswiderstand <1mOhm herzustellen ist schon nicht ganz trivial, dazu ist gutes Material, gute Vorbereitung und sorgfältige Ausführung notwendig,auch bei den Schrauben und Kontaktdruck muß man aufpassen!

Stocki333 am 28 Mär 2019 08:38:32

Ich denke, wenn man den Innenwiderstand der Zellen ungefähr bestimmen will.musst du eine Delta Strommessung vornehmen. Aber mit den dir zu Verfügung Stehenden Möglichkeiten kommst du sowieso auf höhere Werte.
In deinem Fall würde ich die Kontakte der Winston Zellen Vergolden lassen. Ebenso die Verbinder der Zellen. So kommst du in die Nähe der realen Werte. Ziehst du noch die Marketingprozente ab, ist die Messung realistischer.
Franz

MountainBiker am 28 Mär 2019 08:52:48

Hallo Franz,

was das Messen des Innenwiderstands angeht - außerhalb eines Messlabors kann man das in dem Bereich nicht korrekt messen!

Aber vergolden ist hier keine gute Wahl - das ist zwar gegen Korrosion gut, aber der Leitwert von Gold ist nicht berauschend. Ideal ist Silber aber sehr korrosiv, deshalb verwendet man eigentlich dann Bimetallscheiben Alu-Cu und sauberste Vorbereitung (nicht Schleifpapier, das zieht Furchen sondern Vlies, mit Isopropanol reinigen und bei Alu sofort danach Noalox auftragen.

Tinduck am 28 Mär 2019 09:44:21

Das wäre sicher optimal bzgl. der Messung, aber braucht man das wirklich im Betrieb? Hört sich nach Hosenträger, Gürtel und noch mit den Händen festhalten an...

bis denn,

Uwe

rkopka am 28 Mär 2019 10:24:00

MountainBiker hat geschrieben:was das Messen des Innenwiderstands angeht - außerhalb eines Messlabors kann man das in dem Bereich nicht korrekt messen!

Es sind ja auch keine weiteren Angaben im Datenblatt, also z.B. bei welchem Strom. Der Innenwiderstand ist kein fixer Wert, sondern ein errechneter Wert, der sich mit dem Betriebszustand ändert. Für einen Vergleich braucht man also genau vorgegebene Bedingungen (Ladeszustand, Last, Temperatur, Zeit der Belastung, u.U. Frequenz der Belastung...).
Im Modellbau versucht man auch diesen Wert zu nutzen, allerdings sind z.B. die Werte zwischen unterschiedlichen Meßgeräten/Ladegeräten praktisch nicht zu vergleichen. Sie bringen höchstens was, um die gleichen Zellen über die Zeit oder gegeneinander zu vergleichen.

RK

Stocki333 am 28 Mär 2019 10:32:31

Hallo
Meine Meldung hat naturlich ein hohe Prise Ironie beinhaltet. Ausgenommen die Delta Messung. Der TE hat ja auch eine Wichtige Info zurückgehalten. Seine Ausgangspannung bei der Messung und die Spannungslage bei 160 A. Hier gibt es ja von genug Daten zu finden.über Daten bei hoher Last. So hat man auch einen Vergleich zu der eigenen Anlage. Ist man dort in der Nähe sagt das mehr aus als eine Widerstandsmessung der Zellen.
Gruß Franz

MountainBiker am 28 Mär 2019 10:38:27

Wir sind uns doch eh alle einig, dass TE die Kontaktstellen sauber ausführen soll, dann klappt es auch mit dem "vermeintlichen" Innenwiderstand! :)

xbmcg am 28 Mär 2019 11:32:46

Den Innenwiederstand einer Zelle kann man in einer realen Schaltung nur
mit folgender Methode bestimmen:

Du brauchst ein Zangen-Amperemeter, 2 hohe Lasten und ein sehr präzises Voltmeter.

Folgender Schaltungsaufbau:

Batterie, Inverter, Fön mit 2 Stufen, Messgeräte.

Du ldst die Batterie auf, schaltest den Fön in Stufe 1 und lässt ihn erst mal eine Minute laufen,
um die Batterie etwas zu entladen (Oberflächenladung nach dem Laden abbauen).
Du misst den Strom an der Batterie mit dem Zangenmultimeter und notierst den, Du mißt die Spannung an der Zelle und notierst sie,
Du schaltest den Fön in Stufe 2 und notierst den neuen Strom und die neue Spannung an der Zelle.

Dann rechnest Du den Wiederstand aus: (|U1-U2|) / (|I1-I2|) Einfach Betrag der Spannungsdifferenz dividiert durch den Betrag der Stromdifferenz.
Der Strom fließt ja in einer Reihenschaltung überall gleich, da spielt der äußere Spannungsabfall keine Rolle, Du misst im
Spannungsteiler aus Zellen und Verbraucher (Reihenschaltung) die Spannung direkt an der Zelle, somit spielt der
Spannungsabfall entlang der Anschlüsse und der Vekabelung auch keine Rolle. Du musst wirklich die Mess-Spitzen an die Batteriepole
halten, nicht an den Schrauben!

Keine Unterlgscheiben zwischen den Polen und der Kabelschuhe oder Stromschiene verwenden, die haben einen viel zu hohen
Übergangswiederstand zur Folge und produzieren Hitze unter Last - das erhitzt auch die Zellen unnötig!

Stocki333 am 28 Mär 2019 13:51:13

Keine Unterlgscheiben zwischen den Polen und der Kabelschuhe oder Stromschiene verwenden, die haben einen viel zu hohen
Übergangswiederstand zur Folge und produzieren Hitze unter Last - das erhitzt auch die Zellen unnötig!

Damit hast du das wichtigste absolut gut erklärt. Der Rest ist eine Akademische Übung zur Festigung der Messtechnik im Kopf. Denn nur Übung macht den Meister. Ausserdem überprüft er damit seine Verschaltung auf Übergangswiderstände. Wenn dort nichts warm wird, dann passt das. So einen Belastungstest mache ich jedes Jahr einmal. So lässt sich das System gut überprüfen.
Und das ist auch ein Hinweis für den TE. Diese Belastung einmal jährlich zu machen. Ist seine Sicherheit. Er soll ja einen Nutzen von unserem Geschreibsl haben.
Gruß Franz

mandiba am 28 Mär 2019 16:02:19

Hallo,

ich danke euch für eure Kommentare.

Die Zellen wurden fachgerecht angeschlossen: Oxidationsschicht von Polen und Verbindern entfernt, mit Isopropanol gereinigt, selbstverständlich keine U-Scheiben zwischen Polen und Verbindern, Rohrkabelschuhe mit Hydraulikpresszange verpresst.

Die Messung ist natürlich direkt an den Polen erfolgt, mit einem 50.000-Count Multimeter.

Ich habe gerade auch noch einmal wie von xbmcg vorgeschlagen eine Differenzmessung der einzelnen Zellen durchgeführt. Auch hier lag der Innenwiderstand der Zellen bei im Schnitt 4,2mOhm.

Mich würde sehr interessieren, was für einen Innenwiderstand eure Zellen aufweisen. (Vorausgesetzt, ihr verfügt über die passende Ausrüstung zur fachgerechten Messung desselbigen.)

LG mandiba

geralds am 28 Mär 2019 18:33:07

Hallo,

ich habe zwar andere LiFePo4 Zellen, der Innenwiderstand meiner Zellen liegt bei ca. 5mOhm (Akku 220Ah).
Ich habe aber den Innenwiderstand nicht explizit ermittelt, sondern nur den Spannungsabfall an der Anzeige des BMS unter Last abgelesen.
Das BMS zeigt nur 2 Stellen hinter dem Komma, daher sind die ca. 5mOhm keine hoch präzise Aussage.
Der Wert kommt jedoch Deiner Beobachtung sehr nahe.

Gruß Gerald

geralds am 28 Mär 2019 18:54:23

mandiba hat geschrieben:
Nun habe ich mich beim ersten Einsatz des fertigen Akkus (nach ordnungsgemäßer Initialladung selbstverständlich) sehr über den hohen Spannungseinbruch unter Last gewundert. Bei 160A Last z.B. 0,72V Spannungseinbruch.
Dies entspricht ca. 4,5mOhm, also dem 13-fachen Innenwiderstand gegenüber dem Datenblatt.

LG mandiba


Hallo,

habe mir gerade mal das Datenblatt angeschaut. Bei Dir 0,72V/160A = 4,5mOhm. Aber für 4 Zellen in Reihe. 4x0,35mOhm sind aber schon 1,4 mOhm. Also nur noch der 3-fache Innenwiderstand gegenüber dem Datenblatt. :mrgreen:

Gruß Gerald

geralds am 29 Mär 2019 18:06:21

Hallo,

ich habe gerade noch mal nach der Methode dU/dI gemessen, also in etwa so wie xbmcg vorgeschlagen hat.
4,4mOhm für den Li-Akku (220Ah)

Gruß Gerald

MountainBiker am 29 Mär 2019 18:51:49

Hallo,

dies entspricht ca. 4,5mOhm, ...

4,4mOhm für den Li-Akku


eine Frage: Glaubt Ihr im Ernst, dass Eure Messungen ermittelt mit ungeeichten zum Teil auch ungenauen Meßgeräten mit "zweifelhaften Bedingungen" genauer sind als die Laborwerte mit hochgenauen Meßgeräten unter definierten Bedingungen und Extrapolation der Kontaktwiderstände aus dem Datenblatt. Wie ich schon im Thread oben geschrieben habe:
Einen Übergangswiderstand <1mOhm herzustellen ist schon nicht ganz trivial

außerhalb eines Messlabors kann man das in dem Bereich nicht korrekt messen

Auch wenn ich mich damit nicht gerade beliebt mache, aber die durchgeführten Messungen kann man nur in die Kathegorie - Ermittlung der Größenordnung - einsortieren! Meßtechnik vor allem in solchen Bereichen ist eine Wissenschaft für sich!

Meine Meinung dazu!

MountainBiker am 29 Mär 2019 19:12:22

Übrigens die prinzipielle Vorgehensweise ist ok, aber es wird in einem Meßlabor nicht nur der Innenwiderstand R(i) als Unbekannte angenommen, sondern auch der Kontaktwiderstand R(Kontakt1) und R(Kontakt2), dass ist notwendig weil sich diese Widerstände in ähnlichen Größenordnungen befinden. Diese Meßmimik wird aber zuerst mit bekannten Größen verifiziert und als Lastwiderstand ein hochgenauer und hochbelastbarer Widerstand eingesetzt, um ein definierten Strom zu erzeugen. Über ein komplette Messkette und Meßreihe werden, dann die Unbekannten Größen ermittelt/errechnet.

Anschließend wird eine Fehlerrechnung aufgemacht, um die Abweichung und die Auswirkung auf das Rechenergebnis zu ermitteln. Erst wenn das Ergebnis in einem gewissen Genauigkeitsbereich liegt, wird es als Datenblattwert akzeptiert. Anschließend wird das nochmals mit hundert anderen Mustern wiederholt und ein Durchschnittswert ermittelt.

mandiba am 29 Mär 2019 20:52:08

Hallo Mountainbiker,

das von mir verwendete Messgerät ist ein kalibriertes Messgerät mit 0,02% Grundgenauigkeit.

Leider kritisierst du hier die Art der Messung, ohne konkrete Verbesserungsvorschläge zu machen. Wenn du dein Wissen an der Stelle mit uns Teilen möchtest, wäre das doch schön.

Du schreibst "genauer sind die Laborwerte mit hochgenauen Meßgeräten unter definierten Bedingungen und Extrapolation der Kontaktwiderstände aus dem Datenblatt".
Wir alle wissen nicht, wie die Werte im Datenblatt ermittelt wurden, und inwiefern diese akkurat sind.

LG

geralds am 29 Mär 2019 22:14:35

Hallo Mountainbiker,

als Nutzer ist es mir doch egal, ob sich der Ri intern aus 3 (2xKontaktwiderstand+Ri Zelle) in Reihe geschalteten Widerständen besteht.
Was will ich denn wissen? Den Spannungsabfall des Akku´s bei bestimmten Strömen. Den kann man mit den Daten die nach der verwendeten Methode überschlägig ermitteln. Wohl wissend, das der Spannungsabfall auch noch temperaturabhängig ist und sich der Spannungsabfall vielleicht auch in Abhängigkeit des Stromes ändert.
Die absolute Genauigkeit des Messgerätes spielt bei einer dU/dI Methode auch nur eine untergeordnete Rolle, solange sich die Messfehler linear verhalten.
Und ob jetzt die Zelle 0,0044 oder 0,0042Ohm (Differenz immerhin fast 5%) hat ist doch egal. Macht für den Spannungsabfall des Akku´s (4 Zellen in Reihe) bei 100A einen Unterschied von 0,08V aus.

Für mich war vielmehr interessant, dass die Winston Zellen und die von mir verwendeten Zellen sich annähernd gleich verhalten.

Gruß Gerald

MountainBiker am 29 Mär 2019 22:42:58

Hallo Gerald,

Deine Betrachtungsweise ist ok. Wenn man die diversen LiFePO4 Hersteller vergleicht, sind da keine großen Unterschiede, wieso auch. Ich würde mir nur nie anmaßen die Datenblattwerte anzuzweifeln. Wenn man einmal gesehen hat, mit welchen Aufwand dort die Muster "geprobt" werden und von jeden Grossabnehmer überprüft werden.

Zur Fehlersuche ist der Vorschlag von xbmcg auch in Ordnung, man erkennt die Grössenordnung!

MountainBiker am 30 Mär 2019 10:02:14

Hallo,

für die Interessierten, hier einige Grundlagen dazu:

Innenwiderstand: --> Link
Kontaktwiderstand: --> Link
Thermoelektrizit: --> Link
Vierleitermessung: --> Link
Vier-Punkt-Methode: --> Link
Messabweichung: --> Link

Stocki333 am 30 Mär 2019 10:29:16

geralds hat geschrieben:Für mich war vielmehr interessant, dass die Winston Zellen und die von mir verwendeten Zellen sich annähernd gleich verhalten.

Denke mal laut: Bei Fertigaccus kommt noch das BMS dazu. Dort läuft der Strom durch Halbleiter. Das vermute ich mal, sonst wären ja nicht solche Einschränkungen von Lade.- Entladestrom. Wenn dort jemand zu messen anfängt, mit der Delta Methode, der wird eine Überraschung erleben. Aber die Aussage von Geralds, der ja auch Zugriff direkt auf die Zellen hat, der hat schon was. Und im Verhalten sind die Lithium alle im oberen Bereich angesiedelt. Ausgenommen Billigsdorfer Zellen. Hier könnten diese Messwerte interessant werden.
Vor allem wenn jemand bereit ist Geld für Experimente auszugeben. :roll:
Gruß Franz

farnham am 24 Apr 2019 20:57:48

Mal noch eine Anmerkung zum Innenwiderstand aus den Datenblättern: dieser wird häufig mit AC ääätttt 1kHz gemessen - dieser ist nicht identisch mit dem DC-Widerstand! Die 4mOhm pro Zelle wurden offenbar auch schon von anderen beobachtet und scheinen wohl recht realistisch für den DC-Innenwiderstand zu sein. Schlussfolgerung: bei 0.25C hat man schon eine recht ordentliche Heizung in der Batteriebox, die bei meinen geplanten 160Ah-Zellen mal locker 6-7% der Gesamtenergie verbrennt.

Wieder was gelernt...

PS: obwohl der Betrag ein ääättt-Zeichen enthielt, so enthält er doch keine nach AGB unzulässige eMail-Adresse...

MountainBiker am 24 Apr 2019 21:12:00

Die 4mOhm pro Zelle wurden offenbar auch schon von anderen beobachtet


Ohne belastbare und reproduzierbare Messergebnisse gilt für mich immer noch der Datenblattwert. Die übrigens meinen Erfahrungen entsprechen.

farnham am 24 Apr 2019 21:38:17

Den Glauben an Datenblätter möchte ich Dir auch nicht vermiesen, allerdings zeigen Dinge wie die AC-Messung, wie enorm kreativ Marketing-Leute sein können. Der Messwert stimmt auch ganz sicher und lässt sich bestimmt auch problemlos unter den richtigen Bedingungen reproduzieren, nur nutzt der Messwert für die Problemstellung der meisten Anwender nix, da sie das Produkt unter anderen Bedingungen verwenden.

Wünsche noch fröhliches Entladen mit 1kHz Wechselstrom bei mindestens 79°C Akkutemperatur (bei 80°C ist er kaputt) :lol:

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