Entladekurven von Akkus

Ich grabe meinen eigenen thread mal wieder aus da ich denke die Thematik ist immer aktuell und eigentlich passt meine Messung der A123 LiFePO4 sehr gut hier rein:



Komplettentladung: 18,37 Ah und 572 Wh
Bei Abschaltung unter 30,0 V: 16,64 Ah und 523 Wh


Zudem habe ich mir mal für die nächste Zeit etwas größeres vorgenommen bei dem ich durchaus freiwillige Helfer die nach Darmstadt kommen können begrüßen würde.
Es gibt so viele Spekulationen über die Akkutypen das ich gerne eine umfangreiche Messreihe durchführen würde. Als Equipment steht mir ein 20-Kanal Datenlogger sowie Präzissionsshunts natürlich zur Verfügung, es kann also auch die Akkutemperatur mitgeloggt werden.
Entladen will ich eifach über Widerstände da der leicht sinkende Strom nicht wirklich eine Rolle spielt zumal es eher um di Relationen zwischen den verschiedenen Akkus gehen soll. Folgende Parameter sollen dabei untersucht werden:

-Entladung mit C/2 und C (sind für uns am wichtigsten)
-Temperatur Umgebung(ca. 20°C), Kühlschrank (ca. 4°C) und Gefrierfach (ca. -15°C)


Das macht pro Akku 6 Messreihen!

Folgende Akkus wollte ich dabei testen:

-mindestens zwei LiFePO4 (mein Linano mit 18 Ah und den A123 mit 20 Ah), also irgendwo auch billig gegen Marke

-Mindestens ein sehr neuen und einen schon oft genutzten Marken-LiPo sowie China LiPo

-Verschiedene LiIon-Packs, sowohl neue als auch oft genutzte (unbedingt Lupine-Packs und günstige Packs wie die der DX, aber auch mittelpreisige wie Ebatt BP945)


Wenn diese Messreihe gelingt (ist eben eine Frage des Zeitaufwandes) hätte man in der Akkufrege wirklich Licht ins Dunkel gebracht und es gibt keine wilden Spekulationen mehr über Wunder-Akkus bzw. Schrott.

Natürlich bin ich da auch auf Mithilfe angewiesen da ich nicht alle Akkus selbst habe. Damit die Ergebnisse sauber sind ist natürlich auch wichtig das ich mich auf die Angaben bezüglich der Behandlung der Akkus (immer bis zum Ende entladen, voll geladen gelagert, wie viele Zyklen in etwa) verlassen kann.

Wer mir dafür Akkus zur Verfügung stellen will bitte bescheid geben, aber es muss klar sein das die Akkus sicherlich einige Wochen bei mir liegen bis alle Messungen gemacht sind. Und natürlich hätte ich gerne einen Rücksendeschein (nein, nicht das Portogeld sondern wirklich einen Rücksendeschein von DHL - ich will ja auch nicht zig Filialen zum zurücksenden aufsuchen) für das Paket;)...

Hier wird eben so viel Spekuliert das ich endlich einmal Gewissheit will und ich denke sehr viele profitieren davon. Und wie gesgat, wenn jemand mal nach DA kommen will um mich zu unterstützen wäre das super:daumen:!

Gruß
Thomas
 
Zuletzt bearbeitet:
Offenkundig ist das Ineresse an halbwegs wissenschaftlich ermittelten Daten verschiedener Akkus doch nicht so groß wie ich dachte. Von daher wird sich mein Messprogramm wohl auf meine LiFePO4 beschränken und man darf weiter spekulieren;)...
 
Offenkundig ist das Ineresse an halbwegs wissenschaftlich ermittelten Daten verschiedener Akkus doch nicht so groß wie ich dachte. Von daher wird sich mein Messprogramm wohl auf meine LiFePO4 beschränken und man darf weiter spekulieren;)...

Moin, Siam !

Vielleicht ist das Interesse schon vorhanden, aber ist es weniger interessant, jetzt in der dunklen Jahreszeit ohne Akku loszufahren, weil der gerade für "einige Wochen" zu Messzwecken unterwegs ist ?

Gruß
Sam
 
Das Interesse an Messwerten kleinerer LiIon Zellen ist sicher da, nur hat dein Angebot ein paar Haken.
So ungeduldig ist kaum jemand (jetzt gerade mal 48Std.) ;). Es sind Ferien!

500Wh brauchen die meisten Nutzer nicht bzw. sind an deutlich billigeren Lösungen interessiert (DX-Lampe mit Akku und NT unter 100Euro dürfte das beliebteste Modell sein).
LiFePO4 hat kaum jemand, nicht mal ein komp. Ladegerät.
Darmstadt ?

Lupine vs DX-Lampenakku vs. ebatt 945 wäre sicherlich für die Masse interessant. Hab aber nix davon im Besitz.

-15 Grad ist östlich Moskau eine realistische Akkutemperatur, in D bei -10 Grad draußen ist der Akku bei Nutzung sicher nie so kalt (kommt ja eh von +20 Grad und erwärmt sich bei Nutzung). -5 Grad wäre realistischer, vielleicht aus dem Kühlfach im Kühlschrank ?

Wenn es einen Standard für E-bikes gäbe, könnte man sich mit deren Akkus beschäfftigen. Das wäre dann eher deine Größenordnung ;).
 
Hi,

ich könnte dir einen ziemlich neuen Magicshine Akku und zwei alte A123 Packs zum testen geben.
Der A123 Pack besteht aus den 2.3 Ah Zellen und hat mehrere 100 Zyklen drauf. Vielleicht hast du ja interesse daran.

Ich könnte auch beim vermessen behilflich sein, bin quasi jeden Tag in der Uni.

MFG Dominic
 
Ich werde auf jeden Fall auf das Angebot zurückkommen. Ich denke der Ansatz zu wartzen bis die Saison vorbei ist wird sicher besser sein. Bis dahin messe ich mal was ich so rumfligen habe;).

Hier die nächste Messung:

Mein 10s-Pack aus den 18 Ah Linano-Folienzellen.

Die Messung mit knapp unter 1C ergab:

Komplettentladung

17,9 Ah/560 Wh (Das ist sehr gut! Das sind keine 3% weniger Energie und unter 1% weniger Kapazität als angegeben)

Entladung bis 30 V:

16,9 Ah/532 Wh

Diesen Wert würde ich als echte Nutzenergie nehmen. Immerhin 92% der Nennenergie.




Gruß
Thomas
 
560Wh... na bei den Temperaturen reicht das um eine weile nicht zu frieren :-)

Echt hammer akkupack !

Sind wir hier im Forum also da angekommen was im Motorsport benutzt wird.
GT3 RS Hybrid hat etwa das gleiche an Energie im Schwungrad gespeichert. Nur das der in 2s auf und entläd :-)

und das das ding 40kg wiegt...
 
Sehr interessant, weil ich die Daten nutzen kann, um die Schaltschwellen meiner Akkuwächter zu überprüfen.

Wie genau sind eigentlich die Messwerte? Das geht doch meist über einen Prozessor, dessen Genauigkeit begrenzt ist??

Jürgen
 
Die Messung erfolgt mittels Datenlogger Graphtec GL820, beim Strom über einen Isabellenhütte Vierpol-Präzisionsshunt mit 0,01 Ohm. Abtastung alle 100ms. Das ist schon recht genau;)...

Ladung und Energie habe ich dann mit Origin berechnet.

Die Schaltschwellen von der Abschaltung sind nicht sehr exakt da von den Vorwärtsspannungen der LEDs abhäig und so 2,4...2,6V. Macht aber nix da die Zellen bei 2,8V schon quasi leer sind aber bis 2,0V entladen werden dürfen. Die Schutzschaltung hat sich super bewährt!

Gruß
Thomas
 
Die nächste Messung:

SLS ZX 25C 2p8s 10Ah LiPo-Akkupack mit gut 50 Zyklem auf dem Buckel. Diese Entladung ist sehr extrem für diesen Akku da bis rund 2,5V/Zelle entladen wird. Der Laststrom ist zwischen 1C und 1,5C.

Die Auswertung:

Komplettentladung:
9,6 Ah (96%)
279Wh (94%)

Entladung bis 3,3V/Zelle im Schnitt:
8,8 Ah (88%)
260 Wh

Achtung der Text im Bild ist fehlerhaft, es ist ein 8S-Pack!




Der Innenwiderstand ist schon enorm für 25C-Akkus. Das ist der Punkt wo die Performance stark abgenommen hat seit ich den Akku habe. Die Kapazität ist vollständig erhalten.
Im Modellbau wird jedoch auch mit maximal 25-50 Zyklen Lebesdauer gerechnet, niemals mit 500.

Gruß
Thomas
 
Die nächsten Messungen bei Raumtemperatur sind gemacht. Diesmal dabei:

Ein mittelpreisiger LiPo von Xaiox 1p3s 8Ah 10C der schon mindestens (eher mehr) 20 Zyklen mit <1C auf dem Buckel hat (der SLS ZX wurde meist mit >1C entladen!):

Ergebnis:
Koplettentladung:
7,57 Ah/84,5 Wh

bis 3,3V:
7,26 Ah/81,6Wh




Das nächste ist ein DX-Akku der etwa 1,5 Jahre alt ist, nicht balaciert wurde und rund 10 Zyklen genutzt wurde:

Ergebnis:

Komplettentladung (Schutzschaltung greift knapp unter 6V von daher keine gesonderte Betrachtung):

3,88 Ah/ 28,2 Wh




Und nun ein Akku von Robert (Leuchtdinger 2p4s mit nom. 4,6 Ah; etwas über 1 Jahr alt und rund 20 Zyklen).
Der Akku wurde vorher mit balancer geladen da die Zellen im mittleren Ladezustand (3,9V) einen drift von über 0,1V hatten!

Ergebnis:

4,58 Ah / 67,6 Wh




Der Akku schneidet sehr gut ab aber die Tatsache das die Schutzschaltung schon knapp über 12V Gesamtspannung dicht gemacht hat spricht für einen hohen Zellendrift! Und das obwohl der Akku vorher am balancer geladen wurde. Ich empfehle bei diesen Akkus dringend einen Balanceranschluss!


Der DX-Akku ist erwartungsgemäß nicht so toll, wurde aber auch nicht balanciert.

Gruß
Thomas
 
Hi Thomas ... hast du bei dem DX Akku noch die theoretischen Ah ?
3,88 Ah sind für nen 3Ah Akku toll ... für nen 5Ah Akku ... naja.

mfg Kopftuch

P.S.: Wenns Sommer wird dann kann ich dir auch n Satz Akkus liefern ... Darmstadt ist für mich leider nicht gerade um die Ecke.
 
Vielleicht könnte man noch konkret die Innenwiderstände angeben?
Seit ich meinen Junsi iCharger 3010B hab konnt ich auch n paar Messungen machen.
  • 1p4s 4Ah LiPo (China ... ebay * ... war glaub ich 10C) hatte 200 mOhm (50 pro Zelle). Entladung bis 3V pro Zelle bei 4.5A --> 2,8 Ah (hat bisher immer ne 35W Osram Decostar IRC an konstanten (dank Siam) 16V befeuert --> ca. 75W Leistungsaufnahme. Seit kurzem meine 10x XML (65W Leistungsaufnahme))
  • 3p2s (2,4*3 Ah) LiIon (aus BP945 Zellen von akku.net) hat 60mOhm (90 pro Zelle)
die Beiden haben schon gut Zyklen drauf. (hat bisher meist ne Tesla, neuerdings ne 23W Betty befeuert)
Der hier ist unbenutzt:
  • 1p1s 3Ah LiIon (DX, die Roten ohne Schutzschaltung) 146 mOhm. Entladung bei 1A bis 3.05V pro Zelle --> 1,8 Ah.

Wenn gewünscht kann ich die Kurven aus Logview nachliefern.

mfg Kopftuch

P.S.: Muss noch Messungen mim gekühlten Akku machen ... werds nicht gefühl das mein LiPo da gewaltig einbricht.
 
Vielleicht könnte man noch konkret die Innenwiderstände angeben?
So konkret kann man den gar nicht angeben, da der von Temperatur, Alter, Frequenz und auch vom Ladezustand abhängig ist.

Ich hab letzte Woche mal zwei GP103450 Zellen vermessen und zwar nicht nur stur entladen, sondern immer 5% entladen und dabei einmal die Spannung unter Last gemessen (U_load), einmal direkt nach dem Abschalten der Last (U_0) und noch einmal nachdem dU/dt = 0 ist (U_OCV). Dadurch kann man einmal den DC Widerstand bestimmen und zum anderen auch den AC Widerstand. Rausgekommen sind folgende Kurven.

Man kann da recht gut erkennen, dass der AC Widerstand (den du wahrscheinlich gemessen hast) recht konstant ist, und hauptsächlich auf die Materialwiderstände zurückzuführen ist. Der ist hauptsächlich von der Größe der Zelle abhängig und wird sich auch mit zunehmendem Alter kaum ändern. Interessanter ist aber der DC-Widerstand, der stark von der "Trägheit" der chemischen Reaktion im inneren des Akkus abhängt. Den kann man aber anhand der Lastkurve recht gut abschätzen.
 
Sehr schön, endlich die ersten daten von gekühlten Akkus! Hast Du auch eine Auswertung von Kapazität und insbesondere der Energie gemacht? Die Zellen brechen ja enorm ein.

Zu den Innenwiderständen: Der Schulze mißt die auch, mann kan die Werte aber getrost vergessen. Bei Innenwiderständen von deutlich unter100 mOhm (die A123 LiFePO4 haben etwa 3-4 mOhm/Zelle - und zwar statisch) kommt da nichts brauchbares mehr raus.

Übrigens ist der enorme Unterschied zwischen dynamischen Innenwiderstand und statischem Innenwiderstand (ich finde den Begriff AC und DC hier irreführend da es sich immer um Gleichstrom handelt) zumindest bei Raumtemperatur bei LiFePO4 kaum zu beobachten.

Bestend dank für die Messungen!

Die DX-Zellen taugen extrem wenig! Eine Kurzschluß-Schutzschaltung ist bei den Innenwiderständen ja völlig überflüssig, die paar A Kurzschlußsstrom. War auch meine Erfahrung, beim Kurzen (ich wollte die Schrottakkus irgendwie killen) gibt es nichtmal einen anständigen Funken geschweige denn das da etwas abfackelte. Mit den kleinen Heli-LiPos geht das viooel besser:D...

Gruß
Thomas
 
Sehr schön, endlich die ersten daten von gekühlten Akkus! Hast Du auch eine Auswertung von Kapazität und insbesondere der Energie gemacht? Die Zellen brechen ja enorm ein.
Die X-Achse ist auf die Datenblattangabe von 1,8Ah normiert, somit kann man die Kapazität direkt ablesen. Die Energie hab ich hier nicht berechnet.
War auch gar nicht meine Absicht. Die Messreihe ist eher eine Grundlagenmessung für eine Kapazitätsberechnung, zum einem die Kontrolle ob U_OCV tatsächlich temperaturunabhängig ist und zum anderen will ich anhand der Messwerte einen Algorithmus finden, mit dem ich die nicht nutzbare Energie bei höheren Entladeströmen bzw. niedrigerer Temperatur errechnen kann.

Zu den Innenwiderständen: Der Schulze mißt die auch, mann kan die Werte aber getrost vergessen. Bei Innenwiderständen von deutlich unter100 mOhm (die A123 LiFePO4 haben etwa 3-4 mOhm/Zelle - und zwar statisch) kommt da nichts brauchbares mehr raus.
Da wird wahrscheinlich nur der Entladevorgang kurz unterbrochen und anhand des Spannungsabfalls berechnet (Das entspricht bei meinem Messungen die Differenz zwischen U_load und U_0)

Übrigens ist der enorme Unterschied zwischen dynamischen Innenwiderstand und statischem Innenwiderstand (ich finde den Begriff AC und DC hier irreführend da es sich immer um Gleichstrom handelt) zumindest bei Raumtemperatur bei LiFePO4 kaum zu beobachten.
Naja, so richtig Gleichstrom war das nicht, es waren immer 3min konstanter Strom, anschließend 1,5-2min (bei Zimmertemperatur) bzw. 2,5-3min (im Eiswürfelfach) Pause. Aber wir können das auch gerne statischen und dynamischen Widerstand nennen.
 
Die Energie ist ja das entscheidende Maß für die Laufzeit einer Lampe, deshalb werte ich das immer aus.
Gleichstrom bedeutet das der Strom immer in eine Richtung fließt, also die Polarität nicht wechselt, nicht das der Strom konstant ist!

Gruß
Thomas
 
Die Energie ist ja das entscheidende Maß für die Laufzeit einer Lampe, deshalb werte ich das immer aus.
Schon klar, bei der Messung lag mein Fokus auf U_OCV. Theoretisch könnte man es aber noch nachträglich errechnen .
Gleichstrom bedeutet das der Strom immer in eine Richtung fließt, also die Polarität nicht wechselt, nicht das der Strom konstant ist!
Laut DIN 40 110-1 ist Gleichstrom allerdings schon mit einem konstanten Strom definiert, aber diskutieren wir da nicht weiter rum, ich denke es ist klar was gemeint war, oder?
 
Ja, die kalten Temperaturen machen den Akkus schon Probleme. Das habe ich in den letzten Wochen auch gemerkt (nicht nur an den Zehen;)), kein Wunder die Spannung bricht ja auch bei den "normalen" 18650 LiIon ein. Der Temerturunterschied von 25°C zu 0°C hat eine ähnliche Wirkung wie die Ehöhung von 1C auf 2C.
 
Ich hab nochmal eine zweite Messreiche durchgeführt, diesmal mit geringeren Entladeströmen. Bei den hohen Strömen gibt es durch die Eigenerwärmung doch eine nicht zu vernachlässigende Beeinträchtigung des Innenwiderstands.
 
Hier noch die Kurven des zweiten Akkus

und die Auswertung der Innenwiderstände


Wenn das mal keine hübsche e-Funktion ist...
 
Besten Dank Reisi, super Arbeit:daumen:.

Jetzt hat man zumindest für LiIon schon sehr gute Entladekurven die eine solide Grundlage für Ladezustandsanzeigen, Schutzschaltungen etc. geben.

Für mich ist klar das zu einer präzisen Ladezustandsanzeige eigentlich Akkutemperatur und Laststrom mit erfasst werden muss. So hätte man auch durch die gleichzeitige Ladungsmengenmessung immer einen Überblich was der Akku noch taugt...


Nochmals vielen Dank für die Mühe!

Gruß
Thomas
 
Gern geschehn.

Ich hab inzwischen auch etwas Zeit gefunden die Daten etwas besser auszuwerten und versuch momentan den Akku in SPICE nachzubilden. Das funktioniert auch schon ganz gut, allerdings muss man die Eigenerwärmung des Akkus mit berücksichtigen.
Das ist zwar bei einer Kapazitätsberechnung auch möglich, macht die Sache allerdings nicht einfacher.
 


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