Inwendige AC vs DC weerstand batterij/accu

Het nadeel bij calciumaccu's is ondanks ze gewoon met 14V geladen kunnen worden maar dat het veel langer duurd
voordeel is dat ge met hogere spanning sneller geladen mogen en kunnen worden , daarom worden ze via een "computer" pulserend met meer dan 15V geladen tot hij bijna vol is en dan met een lagere spanning nalaad , omdat de rest vd auto niet voor die hogere spanning bedoeld is

Ik heb net gemeten aan die nieuwe accu. Daarbij toch wel een paar forse verschillen gevonden.

De AC ri was bijna niet te meten. Met de accu nieuw, nog niet extra bijgeladen en >12,6 V open klem was de Ri bijna 0 ohm. Na de dynamische load test kon ik met veel moeite 2 mOhm meten. De loadtest gaf een "geschatte" waarde van ergens tussen 4 en 8 mOhm aan. De delta V is erg ruiserig doordat ik in het 5 mV / div bereik moest meten en was grofweg 10 mV tot 15 mV. Ook bij grotere stromen bleef de weerstand min of meer gelijk.

Bij de slechte accus zie je ringing, stapjes in de trace, op en aflopende spanningsreactie ect. Hierbij ook bij 8A nog steeds een strak blok.

Maar het meest opvallend was dat ik bij de slechte accus bij de AC Ri meting een capacitief element had. Ik moest de compensatie decade condensator aan de high side van de brug zetten. Ik moest dan 20 tot 200 nF bijschakelen afhankelijk van lading of accu om de brug te kunnen nullen. Als de load inductief is moet de condensator aan de " opposite side" worden aangesloten. Dat was is het geval als ik alleen de kabels meet bv dus dat moet eigenlijk nog van de andere meting afgetrokken worden. Maar bij de volle accu had ik een inductieve load waarbij ik iets meer C moest bijzetten dan bij de kabels alleen.

Een slechte accu lijkt dus capacitief te zijn, een volle goede accu licht inductief. Dat is wel het laatste wat ik verwacht had. De waarden moet ik nog zien te berekenen. Dit zijn geen standaard toepassingen voor een brug. Ik weet niet of ik de berekeningen goed doe, de brug geeft R en Cp of in het andere geval, R en Ls, dat eerste reken ik om naar Rs en Cs maar een accu is toch iets anders als een pure weerstand met wat serie inductie of parallel capaciteit. ( de slechte is dus R en Cp, een goede R en Ls)

Ik heb al wel wat over AC Ri gelezen maar nergens uitgesplitst als complexe impedantie. Ook geen model gevonden. Denk ook niet dat de gemiddelde accu bouwer met netwerk analyse bezig is ( het is uiteindelijk vooral chemie waar ze veel van moeten weten)
Ik ga eens googlen.

http://www.battcon.com/PapersFinal2003/LawrencePaperFINAL2003.pdf

Dit gaat over de impedantie en vervangingsmodllen van accus. Ik heb het nog niet helemaal uit maar het is erg interessant. Er wordt ook gezegd dat ( in 2003) er nog bijna niemand kijkt naar de complexe impedantie van accus.

Sorry, had een edit moeten zijn van de vorige post

Nog een
http://alber.com/Docs/AlberPaperFINAL2003.pdf. Deze zegt weer dat de DC weerstand bepalend is, de eerste het tegen over gestelde. Wat hij wel zegt lijkt te kloppen met mijn bevinding. Een AC weerstand is zinloos omdat Cp blijkbaar toeneemt en dus de AC Ri afneemt cq beinvloed wordt. Dat lijkt e kloppen met mijn laatste meting. Maar dan lijkt mij dat dus juist een goede methode, men meet, tot wat ik nu gevonden heb, alleen |Z| waarbij een toenemende R gecompenseerd wordt door een toenemende -jX. Maar dat trekt men niet uit elkaar. Dat verklaart waarom ik soms de Impedantie zag afnemen bij een slechte accu die ontladen wordt en waarom ik een grotere C meet.
Dadelijk blijkt dat je met een gewone LCR meter de staat van de accu kan meten zet een grote C in serie, meet die eerst heel precies en daarna 1/Ctotaal - 1/Cvoorschakel = 1/Caccu

Ga ik proberen. Ook eens op de curvetracer kijken. Er werd ook ergens gesugereerd wat ik al bedacht had. Bij een load test de ontrokken weer lading aanvullen, met een curvetracer schijn je dat te kunnen. Eens uitzoeken hoe.

EDIT:
Weer wat resultaten toegevoegd op mijn site. Ik heb na de metingen aan de nieuw accu als test de oude cellen gemeten met mijn vna om te kijken of mijn theorie klopt en daar lijkt het wel op.

Ik heb iets gevonden. Goede cellen hebben een lage AC Ri en zijn inductief. Een lage Ri en capacitief is een cel die nog wel stroom kan leveren maar geen capaciteit meer heeft. Wat hij heeft kan hij nog leveren maar veel is het dan niet. Hoe slechter de cel hoe kleiner de gemeten Cp. Is de Ri ook hoog dan is het echt helemaal op.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 31 juli 2012 19:50:47 (32%)]

Gisteren de oude 100Ah accu van Wilco doorgemeten. De DC Ri was bij dynamisch belasten weer nagenoeg gelijk aan de AC inpedantie, tenminste aan het R deel uit de impedantie. En ook deze was capacitief.

Het lijkt er op dat ik dus een manier heb gevonden om ongeacht de lading de gezondheid van de accu in te schatten ( deze was helemaal vol, spannimg was onbelast hoog genoeg en een inwendige weerstand van een paar honderd mOhm klinkt niet dramatisch, maar is het blijkbaar wel.

Ik denk dat een simpele brug van weathstone waarbij je een condensator van de ene brugkant naar de andere kan schakelen, met een led of beter analoge nulmeter als nulindicator en een R bereik van 1 ohm al voldoende is. Dat zijn (ongeveer) een 10K, een 1 Ohm, een 10K pot en een condensator decade die 1 tot 200 nF kan schakelen ( maar 1 tot 10 nF is al voldoende. Je hoeft eigenlijk alleen te weten of hij inductief of capacitief is.

Fred,

Interessante conclusie ! Zelf ben ik bezig met een combinatie van desulfator en oplader, ligt op het moment vanwege andere dingen weer even stil. Je brug van weathstone verhaal snap ik nog niet helemaal, shema zou handig zijn.

<edit>

Bedoel je zoiets ? Waarbij Rx & Lx de accu zijn ?

de slechte is dus R en Cp, een goede R en Ls

Schakelaar toevoegen waarbij je tussen een Cs en Ls kunt schakelen, kun je in de stand Cs de brug niet nullen, maar in de stand Ls wel, dan is de accu dus slecht. Correct ?

Ja, schema zou handig zijn, en dat dan uitbouwen tot een praktische PIC-based accutester met LCD.

Ik kan hierop niet een schema plaatsen, dan moet ik eerst even mijn pc opstarten, zal ik nog proberen vandaag.
Anders zou je kunnen kijken in het manual van de GR-1650B. En dan sectie 2 basic measurements. Dan zie je op de tweede pagina daarvan een samenvatting met 3 kollomen. Je moet dan bij R kijken en het onderste plaatje van de 3 bruggen. Dat is de Rac variant.

Die tekening is een kwart gedraaid tov die van Roland maar het principe gelijk.
Even boven beginnen en met de klok mee.
Boven: detector via koppel C naar massa ( kan je met een opamp en diode, maak hem gelijk als logamp dat werkt prettiger. Dus minder versterking bij een groot verschil, en veel bij kleine afwijkingen, een uP kan dat natuurlijk nog makkelijker.
Tussen 12 en 3 uur zit Ra, die is 1 ohm voor 0-1100 mOhm en 10 Ohm voor de 1-1100 Ohm range.
Tussen 3 en 6 uur een 10K , 6 uur is tevens massa.
Tussen 6 en 9 een 10K potmeter met schaalverdeling van 0 tot 11. Waarbij je in de 1100 mOhm schaal met x100 mOhm doet, in de 11 Ohm stand x 1 Ohm ect.
Tussen 9 en 12 de accu. De verstelbare condensator (1-200 nF is voor de meeste metingen ruim voldoende, met 1-20 kom je al een eind, voor een go/nogo. Als je 1 of 10 nF er bij zet en de meter zwiept harder uit balans dan moet hij aan de aandere brugkant juist meer balans geven, dan weet je al genoeg.

Die condensator zit tussen 6 en 9 uur als de accu capacitief is, en tussen 3 en 6 als hij inductief is. Je schalet dus een poot om.
De generator is 1KHz sinus van max iets van 3V maar dat komt niet precies en zit middels een audiotrafotje tussen 3 en 9. Er zit bij deze meting een koppelcondensator, bv 1000 uF, tussen de trafo van de generator en 9. De pluskant wijst naar 9.

Punt 9 heet high en daar sluit je de plus aan van de accu aan. Punt 12 heet low en daar zit de detector aan En de min van de accu.

In deze opzet kun je denk ik ook ESR meten ( heb ik nog niet geprobeerd, maar met een ESR meter kun je ook de accu Ri meten), accu Ri, AC weerstand van bv hoge weerstanden ( een 10 M composite is capacitief)

Je weerstanden bepalen hoe precies je brug is. Als je alleen wil weten of de accu goed of slecht is ben je met 1% onderdelen al een eind. De decade is het lastigst. Je hebt drie 10 standen schakelaars nodig. De eerste met 10x1 nF, de tweede met 10X 10 nF, de derde 10X 100 nF. Zet er een varco met twee banken bij ( 30-1000 pF en je kan alles meten) maar waarschijnlijk kom je met een schakelaar met 1, 5, 10, 20, 50, 100 ect ook al ver genoeg. Je wil alleen zien aan welke kant er capaciteit bij moet. Hoeveel precies is alleen interessant als je weet wat hij nieuw was en je het verloop van veel accus weet en volgt. Dan kan je grafieken opzetten. Bv voor zonnepanneel bezitters wel interessant. Heb je dat eenmaal van je accus gedaan en gebruik je steeds de zelfde dan kan je een aardige inschatting maken van de staat.

Een verse goede accu is een paar mOhm. Een rotte theoretisch 2X zijn beginwaarde maar dat geloof ik niet. Een keer de klemmen anders of kouder of warmer scheelt al meer. Ook zal na een lichte loadtest de Ri al meer dan verdubbelen. Dit is een te complexe parameter. De overgangsweerstand van metaal, seebeckeffecten ( je praat over mOhms dus hele lage spanning en veel verschillende metalen) de chemische weerstand, metaalweerstand ect)

Mijn verklaring voor het inductieve en capacitieve is als volgt.
In feite is het geen kleine weerstand met een grote condensator parallel zoals in diverse schrijvens. Dit zou de oorzaak zijn dat de Ri niet klopt bij AC, die grote parallel capaciteit drukt de weerstand. Als dat zo was zou je met een ohm meter de weerstand moeten kunnen meten en er is geen directe verbinding tussen de plus en min pool.

Eerder is het een grote serie C met een hoge weerstand parallel, een kleine serie weerstand en kleine serie inductie.

Die capaciteit is echter geen echte capaciteit, een capaciteit slaat energie op, een batterij maakt energie. Als je met een spanning of stroom meet aan een volle C of volle accu is dat wel het zelfde effect Maar het verschil is dat hier een chemisch proces de stroom maakt. Het is iets actiefs. Bij een condensator zet je plus op een pool, de andere wordt negatief geladen, dan zet je er min op en de andere wordt positief geladen. Als je min pool van een accu positief maakt wordt de pluspool niet even negatief.
Ik denk dus dat een meetbrug of VNA de schijnbare condensator helemaal niet als condensator ziet. Dat zou in de Farads moeten lopen. Maar als het chemisch proces niet lekker meer werkt hou je op en gegeven moment wel een passieve condensator over. De platen zitten er nog en het zuur werkt als dielectium. Er wordt nagenoeg geen energie meer geproduceerd dus hou je een condensator over.
Is hij wel gezond dan is die actieve cel een soort anti-condensator en ziet een brug hem als een spoel. Een spoel wil de stroom constant houden, de vector is positief. Een accu levert stroom, zodra je stroom er uittrekt maakt hij nieuwe aan en zo blijft de stroom constant en lijkt hij op een spoel ( maar dit is maar een eerste hersenspinsel)

ik heb hier het spul staan, ik meet met alle liefde en plezier jullie accus door ( hier, niet ter plaatsen ) Dus bv voor zoiets als die electrische kart van zonnepaneeltje zou zoiets mooi als test zijn. Die accus hebben het zwaar.

Ik wil nog met die hall sensor aan de gang maar veel meer kan ik niet testen ivm gebrek aan patienten. Om mijn theorie echt te bewijzen zou ik nu veel accus moeten " volgen". Van nieuw tot wanneer ze op zijn. Als ik zou studeren had ik nu een perfect onderzoek ontwerp, dan een grootverbruiker zoeken en daar een jaar lang de accus monitoren op deze manier, maar helaas studeer ik niet

Mijn accu's zijn wel NiMH ..tot nog toe was je met lood bezig?
Ik heb nog wel een berg van die accu's 'over'.
Je kan er wel een aantal krijgen maar ik weet niet of dat veel gaat opleveren. Ben nu al een hele tijd aan het testen, elke dag een staaf, ze meten allemaal even goed. Heb er nog niet 1 slechtere tussen zitten.

Heb wel slechte lipo's liggen (hoge Ri en verminderde capaciteit), die zijn aan het eind van hun latijn en staan op de nominatie voor de chemokar.

Ik heb niet alleen looadaccus gemeten, alleen de loadtests waren aan lood en calcium accus, maar ik heb ook aan gel, nicad en nimh gemeten en die vertonen tot nu toe het zelfde gedrag. Voor echt statistisch verantwoord resultaat zal ik er een paar honderd moeten meten en dan goede en de zelfde als slechte. Dat soort onderzoek lukt mij als hobby metreoloog niet maar misschien heeft Sparky er iets aan. Die is met zo'n onderzoek bezig dacht ik.