Impedantie meten van Li-ion batterijen met PM6303 or scope met toongenerator en electronic load, of Keithley 580

Hoi allen, ik ben bezig met een impedantiemeting bij 1 kHz (dat is een standaard) van Li-ion accus. Ik heb dat bij Jabil ooit gedaan met hun Bode 100, wat goed werkte. Maar dat apparaat is vreselijk duur en ik zoek een andere oplossing.

Ik heb e.e.a. aan relevante apparatuur hier, o.a.

  • PM6303 RLC meter die zeer waarschijnlijk die 3.6V niet aankan
  • Keithley 580, die denk ik het ook niet aankan
  • scope, 6.5 digit multimeter, toongenerator en programmeerbare electronic load (KEL103)

Heeft iemand dit ooit gedaan met een PM6303 of Keithley 580? Een condensator in serie gaat niet werken want de ESR gaat misschien wel groter zijn dan de impedantie van de accu. We gaan het waarschijnlijk hebben over 10 mOhm of zo, het is een best grote cel.

Alternatief is dat ik een opstelling ga maken met scope, toongenerator of electronic load. Met die load zou ik dan getrapt twee stromen kunnen laten lopen en daaruit de weerstand berekenen, maar ik betwijfel of ik daarmee zo'n laagohmige weerstand nog wel goed kan meten. Iemand ervaring?

Uiteindelijk kan ik natuurlijk ook een batterytester bij Eleshop kopen. Maar daarvan weet ik dan weer niet welke goed is. Het zal op zijn minst een 4-probe meting moeten zijn anders gaat dat nooit.

Enige ervaring hier?

Zo niet dan ga ik anders met mijn scope aan de gang, met wat serie elcos en serieweerstanden.

Ha Hoeben,

Wil je de inwendige weerstand meten, of een impedantiecurve (over een frequentiebereik dus)?

Om de inwendige weerstand te meten met eenvoudige middelen zou ik de accu met 2 stromen afwisselen belasten. Bijvoorbeeld 100mA en 1,1A (stromen natuurlijk afhankelijk van, en in verhouding tot, de accucapaciteit :-))

Dat is eenvoudig te doen: 1 weerstand staat vast over de accu, de 2e kleinere weerstand schakel je parallel met een MOSFET. Gate van de MOSFET aan je blokkengenerator.

Met je scope over de accuklemmen kun je nu zien hoever de accuspanning inzakt door de belasting.
Zakt de spanning b.v. 0,1V in, dan is de inwendige weerstand 0,1V/1A=0,1Ω (De spanningssprong die je ziet op je scope wordt veroorzaakt door het stroomverschil: 1,1A-0,1A = 1A)

Immers die spanningsval valt over de inwendige weerstand :-)

groet, Gertjan.

Ik doe het met meetbruggen en een externe condensator-box. Er heeft ooit een app note in een GR experimenter gestaan hoe dat moet. Een goede is puur ohms, zodra ze daarbij capacitief worden is het einde nabij. Het gaat ook met een VNA. https://www.pa4tim.nl/meetexperimenten/battery-testing/

Als het puur om de ESR gaat kun je je LCR meter gebruiken met behulp van een serie condensator (Ik gebruik een 2,2uF MKT) De ESR daarvan trek je er nadien weer af.

Ik heb pas een metertje gekocht daarvoor. Was erg goedkoop (Eleshop F-nirsi HRM-10, zo'n Chinees speelgoed merk) maar het ding is idd meer een grove indicator dan een meter. Onder de 1 ohm klopt er weinig van. Het is alleen bruikbaar om te kijken of de Rin stijgt of daalt over tijd.

Gertjan, dat is de DC weerstand. Hoeben wil de impedantie weten Dus R+jx, dat doe ik hierboven.

Mwah, Als je de blokgenerator op 1kHz zet zal dat redelijk overeenkomen.

Die 1kHz impedantie is totaal irrelevant voor Lithium accus.

Stel ik heb een belabberde accu en zet daar een low-ESR 10mF condensator over. Die low-ESR condensator levert dan op de 1kHz impedantie meting een leuk lage ESR op. Maar is mijn accu nu ineens beter?

"belabberde accu" bedoel ik: bijvoorbeeld 1V zakken bij 1A : 1Ω ESR.

Die accu, die heeft dus bij een belasting van 1A al een interne warmteontwikkeling van 1W! DAT is een probleem.

En het feit dat ik bij 1A maar 3.2W er uit krijg terwijl ik hem met (meer dan) 4.2W heb moeten laden. Dat maakt dat het een slechte accu is.

Met de 10mF condensator er bij lijkt deze accu ineens (uit m'n hoofd, geen zin om echt te gaan rekenen) 10x beter. Maar in de praktijk merk je daar 10ms later dus heelmaal niets meer van.

En Lithium ion accus gedragen zich inderdaad wel eens zo: Op hogere frequenties als een condensator.

Dus ondanks dat "bij 1kHz" de standaard meetmethode is, vind ik het een beetje een "nutteloos getal om te meten".

Veel beter kan je de blokgenerator op 10Hz zetten en de "zo goed als" DC impedantie meten.

Op maandag 29 september 2025 16:57:39 schreef fred101:
Gertjan, dat is de DC weerstand. Hoeben wil de impedantie weten Dus R+jx, dat doe ik hierboven.

Ha Fred,

Klopt. Vandaar mijn eerste zin:

Wil je de inwendige weerstand meten, of een impedantiecurve (over een frequentiebereik dus)?

DC inwendige weerstandmeten is met eenvoudige middelen te doen, AC impedantie wat minder :-)

groet!, Gertjan.

Edit: En wat Rew zegt klopt ook: als je de frequentie van je blokkendoos omhoog draait, dan zul je zien dat de spanningsval (en dus de impedantie) verandert.
Het is geen echte sinus impedantie meting, maar geeft een prima indicatie :-)

[Bericht gewijzigd door miedema op (21%)]

Wat ik wil zien is best eenvoudig: zijn de accu's goed of versleten, en dan een getal erbij. De ESR van de accu is daarvoor een goede indicatie, blijkbaar.

Het capacitieve gedrag interesseert me minder.

Het zijn grote cellen, ik verwacht een ESR in milliOhm range, 5 tot 20 of zo.

[Bericht gewijzigd door Hoeben op (16%)]

Hi,

Je kan met een kleine audioversterker en een functie generator een AC stroom injecteren in de te testen accu.

Neem een audio IC dat b.v. 10V RMS kan leveren en een serie meetweerstand van zeg 100Ω.
Je Ri van je batterij is dan ruim kleiner dan de meetweerstand en
je hebt voldoende stroom(100mA) om met een AC mV meter een goede indicatie te krijgen bij lage inwendige weerstanden.

De serie condensator moet een voldoende lage AC impedantie hebben bij je te testen meetfrequentie om deze niet te veel mee te laten doen in het meet resultaat.
En ja, een stroombron is een stuk mooier, maar ook wat lastiger te maken en waarschijnlijk is die extra precisie niet nodig.

Groet,
Bram

Er is een betaalbare meter die dit kan en blijkbaar best geschikt is voor dit doel: https://www.fnirsi.com/products/hrm-10?sca_ref=9216013.ntkg5GeG0R&…

Dit is een Chinese meter, maar wel specifiek voor dit doel, en er is positieve feedback voor.