Manchmal möchte ich den Innenwiderstand eines Dampfakkus ermitteln, sei es um zu schaun ob ich den noch gebrauchen kann oder ob er in Akkuträgern mit mehreren Akkus ungefähr denselben Innenwiderstand hat, damit passt, was zusammengehört.

Das dumme ist, das ich den Innenwiderstand einer Spannungsquelle, dazu gehören auch unsere Akkus, niemals direkt mit einem Multimeter in Ohm messen darf und kann.

Gutes Meßequipment ist teuer, das günstige Meßequipment ist meiner Kenntnis nach nicht viel besser wie die günstige Methode. Mit Geräten wie dem ELV RIM 1000 sind genauere Ergebnisse in der Gleichstrommessung zu erzielen, dieses Gerät arbeitet mit einem sogenannten 4-Leiter Meßverfahren.

Ein paar Dinge vorab: Ich beziehe mich hier auf einzelne Dampfakkus, auch mit den Widerstandswerten. Für andere Akkus müssen die Widerstandswerte gegebenenfalls angepasst werden. Als "Dampfakku" bezeichne ich Akkus die >5 Ampere Last aushalten können und typisch wie die meistgenutzten Akkus in dem Bereich eine Nennspannung von 3.6 / 3.7 Volt bzw. vollgeladen 4.2 / 4.35 Volt aufweisen. Die Messung ist nicht mit professionellen Meßmethoden gleichzusetzen, es können Messfehler vorhanden sein, aufgrund billiger Meßgeräte, Hochlastwiderstände mit bestimmten Toleranzenwerten, Übergangswiderstände.

Eine Innenwiderstandsmessung dieser Art lässt zwar ein paar Rückschlüsse auf den Zustand eines Akkus zu, kann aber nicht "in den Akku reinschauen" um auf den inneren Zustand der Chemie zu sehen oder interne Fehler aufzuspüren. Wer so eine Messung machen möchte oder meint machen zu wollen, kann sich Geräte wie das Bim-HV und besseres anschaun, Grundlagenerklärung findet sich hier

Genug des Vorgeplänkels, ich geh jetzt ans "eingemachte".

Was ich zur Ermittlung des Innenwiderstandes eines Akkus benötige ist ein Widerstand, der die Last, die beim Messen anfällt aushällt, es gibt da verschiedene Typen, ich möchte da nicht zu tief in das Detail gehen.

Keramikwiderstände mit mindestens 20 Watt Belastbarkeit , meist 5% Toleranz z.b. Intertechnik oder Hochlastwiderstand z.b. Hochlastwiderstand 25Watt den es auf Anfrage auch ab 0.5% Toleranz gibt. Der Widerstand wird zur Messung unter Last an den Akku + und - angeschlossen, dann direkt der Wert mit dem Multimeter gemessen.

Also benötigen wir ein Meßgerät mit Meßschnüren, desto genauer das Gerät - desto besser, logo. Bei Bedarf ein Gehäuse zum Einbau des Widerstandes und zum befestigen der Anschlüsse. Gegebenenfalls Buchsen und Gegenstücke dazu.

Als Widerstandswert wähle ich persönlich für unsere Akkus 1 Ohm Widerstand. Warum? Ganz einfach. Wenn ich einen 1 Ohm Widerstand einsetze, entspricht die Spannung unter Last dem fließenden Strom, erspart mir das Rechnen . Es können nat. auch 1.5 Ohm oder größere Widerstände eingesetzt werden, das reduziert dann etwas die Last, dafür muss ich dann den Strom berechnen.

In einem Gehäuse verpflanzt kann der Aufbau z.b. so aussehen:


Selbstverständlich kann ich das auch schöner aufbauen. Das war mein erster Entwurf zum Testen. Bei offenem Stromkreis kann ich die Spannung ohne Last messen, schliesse ich den Stromkreis unter Last. Das Messgerät hab ich in dem Fall angeschraubt. Zur Reduzierung von Übergangswiderständen kann ich ich die Bananenstecker für das Meßgerät mit geeignetem Kabel auch direkt am Widerstand verlöten. Bei mir sah das erstmal so aus, Messung ohne Last:


und weil ich erstmal nur getestet habe und etwas "bequem" war hab ich den Stromkreis mit einem Amperemessgerät geschlossen. Ich hätte auch nur die Anschlüsse brücken können. Den Aufbau kann ich nat. auch einfacher gestalten.



Wenn ich jetzt die Spannung ohne Last gemessen und notiert habe, ich sage mal als Beispiel 3.88 Volt und danach die Spannung unter Last, ich sage mal 3.70 Volt kann ich den Innenwiderstand berechnen und stolz verkünden, das ich den Innenwiderstand nach Delta U / Delta I oder so bestimmt habe. Was für ein WoW. Das bedeutet was?

Ich nehme die Spannung ohne Last, ziehe davon die Spannung unter Last ab und das Ergebnis teile ich durch den Strom unter Last. der bei einem Ohm Widerstand "zufällig" der Spannung unter Last entspricht. In der Berechnung mit obigen Werten:
(3.88 Volt - 3.70 Volt) / 3.70 Ampere = 0.18 Volt / 3.70 Ampere=0.0486 Ohm Widerstand. In millohm umrechnen geht durch multiplikation mit 1000 = 0.0486 Ohm * 1000 = 48.6 mOhm(milliOhm) Ri =ca. Innenwiderstand des Akkus.

Das ist das ganze Geheimnis einer DC Innenwiderstandsmessung. Im proff. Bereich wird mittlerweile meist die AC Messung genutzt. Bei Bedarf kann diskutiert werden.

Ok, zur Ergänzung das Anschlussschema als JPG, vielleicht wirds so klarer. Der Innenwiderstand errechnet sich aus dem Spannungs- und Stromunterschied wie im ersten Beitrag erläutert.



Wenn ich dann noch wissen möchte, welche Kuzschlussströme im Supergau fließen, kann ich das indem ich die Spannung ohne Last nehme und dividiere mit dem Innenwiderstand.

So hab ich den Innenwiderstand ermittelt.

Zitat

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Wenn ich jetzt die Spannung ohne Last gemessen und notiert habe, ich sage mal als Beispiel 3.88 Volt und danach die Spannung unter Last, ich sage mal 3.70 Volt kann ich den Innenwiderstand berechnen und stolz verkünden, das ich den Innenwiderstand nach Delta U / Delta I oder so bestimmt habe. Was für ein WoW. Das bedeutet was?

Ich nehme die Spannung ohne Last, ziehe davon die Spannung unter Last ab und das Ergebnis teile ich durch den Strom unter Last. der bei einem Ohm Widerstand "zufällig" der Spannung unter Last entspricht. In der Berechnung mit obigen Werten:
(3.88 Volt - 3.70 Volt) / 3.70 Ampere = 0.18 Volt / 3.70 Ampere=0.0486 Ohm Widerstand. In millohm umrechnen geht durch multiplikation mit 1000 = 0.0486 Ohm * 1000 = 48.6 mOhm(milliOhm) Ri =ca. Innenwiderstand des Akkus.

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Jetzt nehm ich den Innenwiderstand und dividiere mit der Leerlaufspannung: 3.88Volt:0.0486 Ohm ergibt in dem Fall beeindruckende 79,84 Ampere im Falle eines Kurzschlusses.

Meines Wissens nach bieten erst 2 "normale" Ladegeräte für unsere Akkus die Funktion an, darunter das Opus 3100, diese sind aber nicht im Low Budget Bereich. Ich kenn derzeit keinen, der einen Modellbaulader zu Hause rumliegen hat, da gibts ja richtige Multitalente. Könnte sogar theoretisch einen brauchen, aber zu teuer für meinen Heimbedarf.

Im Prinzp könnte die Innenwiderstandsmessung im AT integriert werden, die Hersteller kennen ja alle nötigen Parameter. Warum es nicht gemacht wird, keine Ahnung.

Was noch wichtig ist, wenn ich den Innenwiderstand anderer Akkus messen möchte, das diese nicht überlastet werden dürfen. Da kann ich den benötigten Widerstand ausrechnen nach Formel:
nominalspannung/ladung in Ampere (mAh/1000)*10

Beispiel 1.2 Volt Akku, 800mAh Kapazität= 1.2 Volt/0,8A×10=15Ohm Mindestwiderstand. Gibts diesen Wert nicht, wird der nächsthöhere genommen.
Hintergrund: So belastet man den Akku nur mit max 1/10 der Kapazität.

Das kann ich nachrechnen, indem ich ausrechne, mit wieviel Ampere ich den Akku während der Messung belaste. Formel würde I=U/R heissen, sprich Volt/Widerstand in Ohm.

1.2 Volt/15Ohm=0,08 Amperex1000=80mA mit dem ich den Akku in dem Fall belaste.
Sollte ich versehentlich einen Fehler in der Rechnung gemacht haben, bitte Feedback, sollte eig. stimmen.

Den Innenwiderstand von Akkus (Ri) für unsere Akkus finde ich z.b. rel. einfach bei Dampfakkus in der Datenbank.

Der Innenwiderstand gibt grob Auskunft über den Zustand eines Akkus. Desto höher der Innenwiderstand eines Akkus ist, desto stärker knickt er bei Belastung ein und desto kürzer ist er nutzbar.

Grob wurde gesagt, das bei ca. 90mOhm ein Dampfakku am Ende ist und neue her sollten. Das ist nach meiner Meinung auch ein bisschen subjektiv, da es manchen reicht, wenn der Akku statt 1 Tag nur noch einen halben Tag reicht. Wenn bei geringen Wattzahlen gedampft wird, hällt ein Akku auch länger, als wenn bei hohen Wattzahlen gedampft wird.

Die Auswirkungen kann ich berechnen, mal als Beispiel:
Ein neuer Akku mit einem anfänglichen Innenwiderstand von 18mOhm mit 0.15 Ohm Belastetet hat einen Voltdrop von ca. 0.45 Volt, siehe hier.

Derselbe Akku nach längerer Nutzungsdauer hat irgendwann als Beispiel einen Innenwiderstand von 80mOhm, bei demselben Widerstand von 0.15 Ohm, jetzt ergibt sich ein Voltdrop von 1.46 Volt, siehe hier. Damit ist er kaum noch nutzbar, nach meiner Meinung gut für den Müll.

Nutzen kann ich das, um Akkus auszusortieren die nicht mehr belastbar genug für mich sind, sei es weil sie zu alt geworden sind oder einen Defekt aufweisen. Auch zur Fehlereingrenzung kann ich das nutzen, wenn mein Akkuträger mit seinem Verdampfer seine Leistung nicht mehr bringt kann ich schaun, ob es eher am Akku oder an anderen Ursachen liegt.

Weiterhin kann ich es nutzen, um neue Akkus die verheiratet werden sollen zu selektieren nach am besten zueinander passenden Innenwiderständen, kleine Abweichungen haben Auswirkungen, das kann ich auch hier nachrechnen um das zu verstehen. Da ist glaub ich @danielN in seinem Gebiet.

Grob gesagt ändert sich der Innenwiderstand
- mit dem Ladezustand des Akku - desto leerer er wird, dest höher der Innenwiderstand
- mit dem Alter des Akkus - desto älter, desto höher wird er
- mit der Nutzung der Akuus und dem dazugehörigen Laden/entladen
- bei verschiedenen defekten

mehr fällt mir da z.Z. nicht zu ein. Wäre vielleicht auch nicht schlecht, wenn einige das bei neuen Akkus mal messen sollten, wenn die Ergebnisse hier gepostet würen um zu sehen, wie die Schwankunegn bei den Messungen so sind.

Da ist jeder anders. Wenn du kannst, versuch mal eine Vergleichsmessung. Bisher schneiden die Ladegeräte beim Widerstandstesten in den Tests die ich gelesen habe schlecht ab, sehr ungenau. Mir reicht mein Xtar WP2 zum Laden aus, Messgerät hab ich zuhaus. Da geb ich soviel Geld für ein Ladegerät nicht aus, lieber für nen neuen AT. (Mai2017 TPD Sorge, brauch noch 2-3 AT)

Nicht nur Spielerei. Wenn ich 2 Oder 3 Akkus in einem Gerät verwende und da hab ich welche von, guck ich schon, das die Innenwiderstände ziemlich gleich sind. Kann ja immer mal ein faules Ei zwischen sein. Bei der Fehlersuche hats mir auch schon geholfen nen defekten Akku als Quelle zu enttarnen.