Akku Kapazität ermitteln - AKKU TEST

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MFRene

Gast
Hallo Scooterfreunde,

gerne möchte ich etwas basteln um die Kapazität verschiedener Akkus zu ermitteln.
Die Akkus haben eine Spannung zwischen 24 und 72V.

Ein geeignetes Messgerät habe ich bereits gefunden jedoch übersteigt das mein Budge deutlich:

Um die Kapazität zu messen habe ich nun dieses Teil bestellt:

Nun benötige ich noch einen Widerstand bzw. eine Last um die Akkus zu entladen um die Kapazität zu messen.
Auf Amazon habe ich folgendes gefunden:

Die 500W Widerstande werden hier zwischen 5 und 300 Ohm angeboten. Kann mir jemand behilflich sein wie sich der Widerstand auf die Entladung bemerkbar macht ? Welcher Widerstand ist am besten zu wählen ? Oder habt ihr eventuell eine bessere Idee was als Verbraucher genutzt werden kann.

Würde mich über Unterstützung und Ideen freuen !!

PS: Am einfachsten würde ich mir ein Messgerät vorstellen, das zwischen dem Ladegerät und dem Akku angeschlossen wird und ermittelt wieviel AH beim Ladevorgang in den Akku fliesen. Leider finde ich nichts passendes, vielleicht weiß ja jemand was ?

LG Rene
 

Speeed

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Moin, im Grunde alles keine Raketentechnik, die komplizierte und teure Messgeräte benötigt, wenn man die Physik dahinter verstanden hat.

Youtube ist voll mit Beispielvideos.

Mit Multimeter, Stoppuhr, Lastwiderstand (kann auch eine Glühbirne sein), ein paar Drähten und einem Taschenrechner lässt sich das alles easy ermitteln. Wahrscheinlich sogar wesentlich genauer, als mit einem 15 Euro Chinamessgerät.
Ergänzung: ( )

Die 500W Widerstande werden hier zwischen 5 und 300 Ohm angeboten. Kann mir jemand behilflich sein wie sich der Widerstand auf die Entladung bemerkbar macht ? Welcher Widerstand ist am besten zu wählen ? Oder habt ihr eventuell eine bessere Idee was als Verbraucher genutzt werden kann.

Um Dir einen Anfang für Deine Forschung zu geben: Entscheidend ist es das Ohmsche Gesetz zu verstehen.

Das ist easy, dann kannst Du mit Widerstand, Spannung und Strom rechnen.

Du fängst also bei einem Akku mit der Spannung an und überlegst Dir mit wieviel Ampere Du ihn entladen möchtest, um praxisnahe Ergebnisse zu bekommen.

Dann rechnest Du den erforderlichen Messwiderstand aus (Spannung geteilt durch Strom).

Dabei darfst Du nicht die maximale Belastbarkeit des Widerstandes vergessen (Leistung gleich Spannung mal Strom).

Schau im Wikipedia nach, da ist es gut erklärt.

Dann gehört noch die Zeit dazu und Du hast die Energie in Wh als vergleichbare Größe.
 
Zuletzt bearbeitet:
OP
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MFRene

Gast
Hey Speeed Speeed, vielen Dank für deine Antwort.

für Wikipedia muss ich mir wirklich Zeit nehmen.

was ich nicht verstehe, wieso sind die Widerstande alle samt mit 500W angegeben, sind aber mit 5-300 Ohm zu bekommen ?
Die Angabe von 500W beschreibt ja eine Elektrische Leistung oder ?

Was für mich auch verwirrend ist, das die Berechnung genauer ist wie das Messgerät. Das macht es jedoch sehr interessant!
Das heißt, das sich im Prinzip auch die Messzeit nicht auf das Ergebnis auswirkt ? unabhängig von der tatsächlichen geladenen Spannung des Akkus ?
Bzw. Spielt es auch keine Rolle wie groß die Last der Entladung ist oder sollte das ,,proportional´´ irgendwie passen, weil du geschrieben hast ,, um praxisnahe Ergebnisse zu bekommen.

Wäre natürlich super wenn es auch noch schneller geht die Akkus auf Kapazität zu überprüfen.

Würde mich freuen wenn du mir noch ein wenig weiterhelfen kannst mit deinem Fachwissen.
Gerne auch einen Link zu einem gutem Video.

Liebe Grüße
 

Speeed

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was ich nicht verstehe, wieso sind die Widerstande alle samt mit 500W angegeben, sind aber mit 5-300 Ohm zu bekommen ?
Die Angabe von 500W beschreibt ja eine Elektrische Leistung oder ?

Bei einem ohmschen Lastwiderstand soll ja elektrische Energie "verbraucht" werden. Nach dem Energieerhaltungssatz lässt sich Energie aber nicht "vernichten", sondern nur "umwandeln".

Es entsteht in diesem Fall Wärme oder wenn man eine Glühbirne als Last benutzt: Licht und Wärme.

Ich habe auf die Schnelle nichts Besseres gefunden, aber ich such Dir noch was raus.

Klickme
 
OP
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MFRene

Gast
Speeed Speeed nochmals vielen Dank, so langsam komme ich weiter !

Wie schnell kann ich denn Erfahrungsgemäß einen 36V Akku mit 18650 Zellen entladen wenn ich keinen ,,C´´ wert habe.
Wenn ich nun eine Last bzw. einen Widerstand von 5 Ohm verwende wären das ja bei voll geladenem Akku mit 42V eine Leistung von 8,4A diese entspricht einer Belastung von ca. 353W das sollte ja möglich sein oder ?

Grüße Rene
 

michi_gecko

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Das Grundprinzip ist ja schon beschrieben - das ist in der Tat ganz einfach.
Ich würde das aber immer beim Entladevorgang machen - und ohne BMS dazwischen.

Über einen bekannten Lastwiderstand die Spannung und den Strom protokollieren, dann kann man die Entladekurve zeichnen und daraus die Ah berechnen.
Die Frage ist nur: wie genau muss das sein?
Möchstest du nur ungefähr wissen, ob der Akkupack die versprochenen Ah leistet? Das lässt sich mit einfachen Mitteln machen.
Oder willst du Zellen selektieren?

Bei Li-ion Akkus hat der Entladestrom auch einen deutlichen Einfluss auf die entnehmbare Kapazität.
Kann man hier gut vergleichen.
Ich habe daher die Werte genommen, die meiner typischen Entladung entsprechen - in dem Spannungsbereich wo die Zellen im Scooter auch benutzt werden.
Datenblätter geben dann gerne die Kapazität bei 1A Entladestrom zwischen 4,2 und 2,8 Volt an.

Problem an der Messmethode mit dem Widerstand ist, daß der Widerstand die Konstante ist.
D.h. du müsstest für eine exakte Messung jeweils die Spannung und den Strom berücksichtigen. Ob das dein Gerät macht?
Fraglich ist auch, wie linear der Widerstand ist. Der wird sich während der Entladung auch erwärmen. Bzw. ist der exakte Widerstandswert für das Messergebnis sehr relevant. Bin mir nicht sicher, ob man mit einem Multimeter den so exakt bestimmen kann.
Der verlinkte Widerstand ist mit 5% Toleranz angegeben - also wird das Messergebnis nicht die reine Wahrheit aussagen.

Vor allem würde ich den Widerstandswert während der Belastung nochmal kurz nachmessen.

Ansonsten: Wiederholungsmessungen durchführen. Wenn du eine Messung drei mal exakt mit dem gleichen Aufbau und Prüfling durchführst, sollte drei mal das gleiche Ergebnis heraus kommen. Wenn nicht: Fehler finden, Fehler vermeiden. Das ist ganz normal so.
 

Speeed

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Wie schnell kann ich denn Erfahrungsgemäß einen 36V Akku mit 18650 Zellen entladen wenn ich keinen ,,C´´ wert habe.
Wenn ich nun eine Last bzw. einen Widerstand von 5 Ohm verwende wären das ja bei voll geladenem Akku mit 42V eine Leistung von 8,4A diese entspricht einer Belastung von ca. 353W das sollte ja möglich sein oder ?

Zu Teil eins: Es kommt darauf an, was Du erreichen möchtest, also messen möchtest. Je geringer der Entladestrom, desto mehr nähert sich die "Entladekurve" einer Geraden an, bzw. desto geringer werden die Messfehler. Mann kann dann hinterher mit der Fläche unter einem Dreieck die Leistung ausrechnen.

Den C-Wert findest Du in den Datenblättern. Im Grunde kann man bei modernen Zellen von 8-10A pro Zelle max. Dauerleistung ausgehen. Das braucht dann schon einen fetten ohmschen Lastwiderstand.

Wie ich schon sagte: wichtig ist es das Prinzip zu verstehen. Damit erkennt man dann auch den Einfluß von Messfehlern.

Wenn Du "nur" zwei Akkus mit gleicher Zellenzahl vergleichen willst, kannst Du das auch über die Zeit machen.

Du nimmst also für beide Akkus den selben Aufbau und misst die Zeit bis zum Erreichen einer Spannung X.

Dann kannst Du die Zeiten ins Verhältnis setzen und weißt mit einem simplen Aubau wieviel Prozent sich die Akkus in der Kapazität unterscheiden.

Fraglich ist auch, wie linear der Widerstand ist. Der wird sich während der Entladung auch erwärmen. Bzw. ist der exakte Widerstandswert für das Messergebnis sehr relevant. Bin mir nicht sicher, ob man mit einem Multimeter den so exakt bestimmen kann.
Der verlinkte Widerstand ist mit 5% Toleranz angegeben - also wird das Messergebnis nicht die reine Wahrheit aussagen.

Völlig richtig. Man könnte mit zwei Messgeräten arbeiten (Volt und Ampere) und zwischenzeitlich einfach ein Bild der beiden machen.

Damit lässt sich dann zu jedem Zeitpunkt der tatsächliche Widerstand bestimmen (ausrechnen).

Ließe man einen Film mitlaufen, könnte man in fixen Intervallen die Messwerte ablesen und theoretisch beliebig genau alle Daten erfassen, um sich der tatsächlichen Entladekurve anzunähern.

Sauteure Messgeräte arbeiten nach dem selben Prinzip, nur halt automatisch.

Wie gesagt: einmal das Prinzip verstanden, und man kann sogar mehr erreichen, als ein Chinamessgerät, von dem keinerlei Daten bekannt sind.

Multimeter mit der Möglichkeit Intervallmessungen und Speicher kosten auch nicht die Welt.

Es ist natürlich die Frage, wie oft man überhaupt einen Akku vermessen will.

Oder willst du Zellen selektieren?

Das ist eine gute Frage. Es klingt aber nicht so. Ich persönlich habe die Erfahrung gemacht, dass die Fertigungstoleranzen für uns kaum eine Rolle spielen.

Ich fahre ohne BMS und muss deshalb regelmäßig manuell messen, um zu wissen, wie es meinem Akku geht.

Die Spannungsunterschiede der Zellblöcke im Akku sind sowohl bei geladenen oder entladenen Zellen vernachlässigbar.

Selbst ein kritischer Akku, bei dem ich zwei Zellenblöcke durch Löten mishandelt habe (auch ich lerne durch Fehler!), lässt sich weiter verwenden.

Topendbalanciert, also bei vollem Akku auf gleiche Spannung gebracht, kehrt der Akku bei einem Entlade/Ladezyklus wieder zu optimal balancierten Zellen bei vollem Akku zurück.

Man muss sich allerdings nach dem Block mit der geringsten Kapazität richten und diesen nicht tiefentladen!

Bei einem neuen 6 oder 7P Akku kann man das Selektieren meiner Meinung nach sein lassen, wenn man topend balanciert.

Im entladenen Zustand flacht sich die Spannungskurve ab und wird damit sowieso schwerer zu erfassen.

Wichtiger ist, den Akku nicht zu tief zu entladen. Solange die Zelle heil ist und sich nicht durch Alterung ein erhöhter Innenwiderstand ausbildet, der dann für Wärmeentwicklung beim Laden und Entladen sorgt, ist alles OK. Diese Wärmeentwicklung ist ein Energieverlust, der zwangsläufig zu einem unbalancierten Akku führt.

Das mit dem Innenwiderstand kann man nicht aufhalten. Alte Zellen gehören entsorgt. Diese irgendwie selektieren zu wollen, kann man sich sparen.

Manuell messen ist deshalb nicht zwangsläufig schlechter als eine Automatik. - Im Gegenteil: man lernt zu verstehen, was wichtig ist.
 

Doragonnaito42

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Nichts für ungut aber einen so großen Akku, wie in einem Scooter oder Bike verbaut ist, mit einem Tester testen zu wollen sehe ich als maximal useless an. Klar kann ich meine Zellen auf 3200mAh pro Zelle testen, bei 1A Entladung und bis 2.8v, wenn ich dann 10S4P daraus baue, habe ich 12,8Ah Kapazität aber was bringt mir diese Angabe wirklich? Ja nichts halt, die potenzielle Energie eines Akkus verändert sich dynamisch während der Fahrt, je nach Fahrweise, Temperatur, verbleibender Spannung und momentaner Belastung. Messe ich eine China-Sandzelle mit 0,3A hat die auch 3500mAh, bei 5A aber nur 1300mAh bei 10A macht die vielleicht schon "Bumm".

Habt ihr also fertige Akkus: Klatscht die an den Roller und fahrt eure Stammstrecke, rechnet aus wie viel Kilometer euch das bringt, und versucht nicht eure mAh zu berechnen, das hat keinen Sinn außer mit "dicken zahlen zu flexen".

Habt ihr einzelne Zellen, gebrauchte am besten noch: Kauft euch einen einfachen 40€ Zellentester beim Conrad und stopft die Dinger alle bei 1A im Auto-Testmodus rein und notiert euch vielleicht noch die internen Widerstände der getesteten Zellen. Notiert das auf den Zellen und wählt die besten und gleichesten aus und werft die in einen Akku.

Wenn ihr natürlich der Meinung seid, eure Heizkosten senken zu müssen, dann baut euch so einen Akkutester mit 100W Keramikwiederständen ... 👀 :p
 
OP
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MFRene

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Über einen bekannten Lastwiderstand die Spannung und den Strom protokollieren, dann kann man die Entladekurve zeichnen und daraus die Ah berechnen.
Die Frage ist nur: wie genau muss das sein?

Nabend M michi_gecko,

Vielen Dank für deine inforeiche Antwort! Weißt du eventuell wo die Berechnung klar dargestellt wird ?

Was würdest du denn als last empfehlen für einen Akku mit :

36V 6 - 12AH
48V 11 - 30AH
60V 12 - 40AH

Wünschenswert wäre eine Genauigkeit von einer maximalen Abweichung von 15%.

Lg Rene
 
OP
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MFRene

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Ich glaube ich werde dieses Teil mal testen, großer Messbereich und günstiger wie zwei Multimeter.
Werde euch dann mal berichtet wie es läuft. Hat bereits jemand Erfahrung mit so einem China Teil gemacht ?
 

michi_gecko

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Zur ersten Frage: über den Entlade Widerstand mit 4,2 Ohm fließt 1A Strom. Nach 20 Stunden ist der Akku leer. Dann hat er 20Ah Kapazität. Nach dem ohmschen Gesetz sinkt der Strom linear zur Spannung. D.h. bei 4,2 Volt stimmt das exakt, bei 3,6 Volt sind es nur 0,85A. Wenn du also alle 5 Minuten die Spannung misst und ins Excel eintippst, kannst die das berechnen.

Zu den Akku Testern. Dlyfull kann ich nicht empfehlen, der liefert keine konstant guten Werte. Manche Zahlen kommen auffällig oft vor. Viele Zellen hatten bei mir exakt 3114 mAh, im zweiten Lauf dann wieder andere Werte.
 

Speeed

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Ich glaube ich werde dieses Teil mal testen, großer Messbereich und günstiger wie zwei Multimeter.
Wenn die Daten in der Beschreibung nicht übertrieben sind, ist das Ding schon irgendwie interessant.

Mann kann ja prüfen, wie hoch die Genauigkeit ist, in dem man das Ding mit fixem Widerstand messen läst und mit einem Multimeter diesen Widerstand regelmäßig testet. Die Spannungen und Zeiten werden wohl keine großen Abweichungen haben, der Rest lässt sich berechnen.

Bin gespannt. Schreib mal über Deine Erfahrungen. Allein Bluetooth und die App sind schon cool.
 

Speeed

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Gerne, jetzt habe ich auch das Ohmische Gesetz verstanden

Wenn Du mehr wissen möchtest, dann kannst Du beim Thema "Shunt" weiter schauen.

Klickme Der interessante Teil geht ab 2:10 min los. Ist auch nix anderes als das Ohmsche Gesetz und die Anwendung.
Ergänzung: ( )

Und hier noch die fertige Lösung von Ali . Glaube sowas baue ich irgendwann mal in meinen Max

Mit ner alten 220V Glühbirne als Last könnte das vielleicht schon für Dich reichen.
 

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SEAT
vor 10 Jahren habe ich mein erstes E bike gekauft (AVE Street) da habe ich den Akku, wie ganz oben angesprochen, getestet.
12 V / 50W G6.35 Stiftbirnen in Reihe verbunden, Schalter dazwischen und Akku damit entladen.
Über die Entladungszeit habe ich dann die Ah etc ausgerechnet.
Liegt immer noch im Keller und hab damit gerade vor 2 Monaten einen Amazon Ersatzakku für mein Panasonic 26 V E-Bike entlarvt.
Hatte anstatt der angegeben 10 Ah nur 7,5Ah.
Einfacher und billiger geht's nicht.
man muss sich vorher den theoretischen Endzeitpunkt ausrechnen, damit man den Endzeitpunkt nicht verpasst.
Hmm:
bei 26 V Motor hab ich 2 x12 V Birnen genutzt.
24V x 10 AH (Akku theoretisch) sind 240 Wh (ggf. für Kapazität doch 26Vx10 Ah)
240 Wh : 100 W (2 x 50W Birne) ergibt 2,4 Std
2,4 x 60 sind 144 Min

ich hoffe so ist es korrekt.
wenn man nun z.B. 100 min ermittelt, die Rechnung rückwärts durchführen.
100 : 60 sind 1,67 Std
1,67h x 100 W sind 167 Wh
167 Wh : 24 V sind ca. 7 Ah
 

michi_gecko

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Bei der Glühlampen Methode würde ich den Strom messen mit einem Multimeter.
Die Angabe 50W kann ja alles und nichts heissen. Außerdem sind die Glühlampen nicht linear über die Spannung.
 
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