Mit was die Spannung von Lithium-Zellen messen?

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Autor
Mit was die Spannung von Lithium-Zellen messen?
Suche nach: spannung (45525)

    







BID = 982427

xBlackKnightx

Gesprächig



Beiträge: 130
Wohnort: münchen
 

  


Hallo,

ich möchte gerne LiIo und LiPo Zellen messen, die ich aus Notebook-Akkus rausgebaut habe.

Bei Lithium ist die genaue Messung von Spannung sehr wichtig, da z.B. bei einer Überschreitung von 4,2V Ladeschlussspannung die Zellen beschädigen können.

Allerdings weiss ich nicht welche Messtoleranzen dafür ausreichen: 1,2% oder 0,025%.

Eine Überladung von 0,5V durch 1,2% Messtoleranz (4,25V = 4,2V * 101,2% / 100%) wäre glaube ich schon zuviel. Was meint ihr dazu?


Im Moment besitze ich ein paar billig Multimeter und eine Stromzange VC-521 von Voltcraft. Einen hab ich geschrottet und dadurch gut Erfahrung gesammelt.

Es gibt eine Vielfalt an Messgeräten wie Multimetern, Tischmessgeräte, Oszilloskops. Mir wäre Datalogger wichtig. Und eine Anbindung am Computer und vielleicht auch eine Anbindung an die Software LabView wäre optional.

Ich habe mir schon länger Gedanken gemacht, einen digitalen Oszilloskop anzuschaffen. Anschaffungspreis wäre 300-500 euro (ab 350€ Schmerzgrenze). Eignen sich Oszilloskop überhaupt zum Messen von Spannung? Wenn ja, brauch ich keinen 250 euro teuren oled Multimeter mit Datalogger. Wenn es ein billig Präzisionsmultimeter gibt, würde ich erst mal diesen vorziehen.


Letzlich ist mein Ziel: Mikroprozessor misst die Spannung von Lithium-Zellen und steuert die an mit Lade, Entlad-, Abschaltung. Deshalb muss uC per Programmierung kalibriert sein.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: xBlackKnightx am 17 Feb 2016 20:49 ]

BID = 982430

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
Eine Überladung von 0,5V durch 1,2% Messtoleranz (4,25V = 4,2V * 101,2% / 100%) wäre glaube ich schon zuviel. Was meint ihr dazu?
Das kann zuviel sein, aber letzlich gibt darüber das Datenblatt des Akkuherstellers Aufschluß.
Die Chemie der Zellen wurde kontinuierlich weiterentwickelt, und u.U. sind auch schon 4,2V zuviel.
Deshalb befinden sich in den Akkupacks Überwachungsschaltungen, die exakt auf den jeweils verwendeten Zelltyp abgestimmt sind.

P.S.:
Zitat :
Eignen sich Oszilloskop überhaupt zum Messen von Spannung?
Wenig.
Die meisten sind nicht sehr genau, und für Gleichspannung ist ein DVM allemal besser.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 17 Feb 2016 20:59 ]

BID = 982432

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Ein Voltmeter misst die Spannung. Dein Multimeter ist auch nur ein Voltmeter.
Allerdings haben dies Messgeräte auch eine Toleranz. Bei 10 V sind 1 % ca 1V deshalb liegt bei 4 V angezeigt der echte Wert zwischen 3 und 5 V ! Bei 0,1 % sind das nur 0,1V also liegt der echte Wert dann zwischen 3,9 und 4,1V Deine 4,2V köntest du nur mit einem Voltmeter mit einer Toleranz von 0,01% halbwegs genau messen denn dann sind das nur 0,01V ergo bei 4 V echt 3,99V oder 4,01V Ob dein Multimeter genau anzeigt kannst du nur mit einer Referenzspannungsquelle überprüfen. ZB LT1021CCN8-5 5,000 V ±0,05%
Hier mal ein Link zum Nachlesen http://sprut.de/electronic/referenz/index.htm#ad589

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 982437

Bubu83

Schreibmaschine



Beiträge: 2824
Wohnort: Allgäu


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 17 Feb 2016 21:07 geschrieben :

Ein Voltmeter misst die Spannung. Dein Multimeter ist auch nur ein Voltmeter.
Allerdings haben dies Messgeräte auch eine Toleranz. Bei 10 V sind 1 % ca 1V deshalb liegt bei 4 V angezeigt der echte Wert zwischen 3 und 5 V ! Bei 0,1 % sind das nur 0,1V also liegt der echte Wert dann zwischen 3,9 und 4,1V Deine 4,2V köntest du nur mit einem Voltmeter mit einer Toleranz von 0,01% halbwegs genau messen denn dann sind das nur 0,01V ergo bei 4 V echt 3,99V oder 4,01V Ob dein Multimeter genau anzeigt kannst du nur mit einer Referenzspannungsquelle überprüfen. ZB LT1021CCN8-5 5,000 V ±0,05%
Hier mal ein Link zum Nachlesen http://sprut.de/electronic/referenz/index.htm#ad589



Wenn 10V 100% entspricht, würden 1% doch 0,1 V entsprechen...

Viele Grüße
Bubu

BID = 982439

xBlackKnightx

Gesprächig



Beiträge: 130
Wohnort: münchen

Hm, danke für den Hinweis mit der Referenzspannungsquelle. Das wäre jedenfalls Interessant. Ich muss also diesen Schaltkreis selber löten, sowas gibt es nicht fertig zu kaufen? Na dann mal ran an Lötspass

[ Diese Nachricht wurde geändert von: xBlackKnightx am 17 Feb 2016 22:45 ]

BID = 982446

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5321


Zitat :
Eine Überladung von 0,5V durch 1,2% Messtoleranz (4,25V = 4,2V * 101,2% / 100%) wäre glaube ich schon zuviel. Was meint ihr dazu?
Der Tippfehler ist Absicht? 1,2% von 4,2 V sind 0,05 V und nicht 0,5 V.


Zitat :
Eignen sich Oszilloskop überhaupt zum Messen von Spannung?
Ja, aber die sind eher auf die zeitliche Abfolge der Spannung ausgelegt und nicht um genau die Spannung zu messen.



Zitat :
Wenn es ein billig Präzisionsmultimeter gibt, würde ich erst mal diesen vorziehen.
Du kannst ja auf dem Gebrauchtmarkt nach Voltmeter/Multimeter mit 4,5 bis 6,5 Stellen schauen. Hab nur das Fluke 8050A gefunden. Ich kenne mich damit nicht aus, evtl. antwortet hier noch jemand anderes welche brauchbaren Präzessionsmessgeräte auf dem deutschen Markt häufiger sind.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: BlackLight am 17 Feb 2016 23:31 ]

BID = 982449

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5321

Irgendwie passend zum Thema und fast wie bestellt. Hier ein Test von EEVblog an 40 fabrikneuen DMM: EEVblog #852 - Multimeter Mass Turbulence

BID = 982451

rasender roland

Schreibmaschine



Beiträge: 1735
Wohnort: Liessow b SN


Zitat :
BlackLight hat am 17 Feb 2016 23:27 geschrieben :

Der Tippfehler ist Absicht? 1,2% von 4,2 V sind 0,05 V und nicht 0,5 V.

Die Wahrheit liegt wohl dazwischen.
Der Messfehler bezieht sich immer auf den Messbereichendwert
meine ich.
Wenn wir nun mal annehmen der gewählte Messbereich ist 40 V
beim Multimeter sind 1,2 % 0,48 Volt.

_________________
mfg
Rasender Roland

[ Diese Nachricht wurde geändert von: rasender roland am 18 Feb 2016  5:25 ]

BID = 982452

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434


Zitat :
Bubu83 hat am 17 Feb 2016 22:23 geschrieben :


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 17 Feb 2016 21:07 geschrieben :

Ein Voltmeter misst die Spannung. Dein Multimeter ist auch nur ein Voltmeter.
Allerdings haben dies Messgeräte auch eine Toleranz. Bei 10 V sind 1 % ca 1V deshalb liegt bei 4 V angezeigt der echte Wert zwischen 3 und 5 V ! Bei 0,1 % sind das nur 0,1V also liegt der echte Wert dann zwischen 3,9 und 4,1V Deine 4,2V köntest du nur mit einem Voltmeter mit einer Toleranz von 0,01% halbwegs genau messen denn dann sind das nur 0,01V ergo bei 4 V echt 3,99V oder 4,01V Ob dein Multimeter genau anzeigt kannst du nur mit einer Referenzspannungsquelle überprüfen. ZB LT1021CCN8-5 5,000 V ±0,05%
Hier mal ein Link zum Nachlesen http://sprut.de/electronic/referenz/index.htm#ad589



Wenn 10V 100% entspricht, würden 1% doch 0,1 V entsprechen...

Viele Grüße
Bubu


Stimmt den 10 :100= 0,1
4,2 :100= 0,042 , 0,042*1,2= 0,0504 Das sind dann 4,2- 0.0504 =4,1496 und 4,2+0,0504=4,2504 oder grob gesagt der angezeigte Wert liegt zwischen 4,15 und 4,25 Also bitte das Koma um eine Stelle nach links verschieben.

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BID = 982469

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Der Messfehler bezieht sich immer auf den Messbereichendwert
meine ich.
Wenn du analoge Messgeräte meinst, meinst du richtig
Bei digitalen bezieht sich der Fehler auf den angezeigten Wert.




_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 982474

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Schau dir die verlinkte Seite an! Dein µC benötigt eine Referenzspannung, diese stellst du ihm als Referensspannungsquelle LT1021CCN8-5 bei 5,000 V ±0,05% zur Verfügung. Das bedeutet dieser IC liefert 5,000V+ - 0,0025V Also 5,0025V bis 4,9975 Wenn dein µC nur 8 bit Auflöst sind das 5V:255= 0,0196078431372549 V Abstufungen. Deine 4,2V entsprechen dann etwa 214 ! Du musst aber nicht bis 4,2 V laden, die Ladung kann schon bei 4,1V abgebrochen werden. Das wäre dann 209 !

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BID = 982475

xBlackKnightx

Gesprächig



Beiträge: 130
Wohnort: münchen

Ja Denk-/Tippfehler...

Und ja ich habe mir die Teile zum Bauen einer Referenzspannungsquelle bestellt. Ich hab aber LT1021CCN8-10 bestellt, macht nichts oder?

Und ja ja so ein EEV Multimeter hätt ich auch gern. Wird wahrscheinlich immer out-of-stock sein leider.


Ein früheres Abschalten beim Laden habe ich auch nachgedacht. Jedenfalls werde ich die Zellen rund um die Uhr überwachen mit Datalogger auf SD-Card oder mit einer Software wie LabView. Dann kommt noch ein Temperatursensor und ein Endschalter für Alarm falls die Zelle sich ausdehnt. Ich bin mir nur nicht sicher ob doch nur Gas austritt statt Ausdehnung. Wenn ja, müsste ich ihn doch luftdicht verpacken, damit der Endschalter einen Sinn hat.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: xBlackKnightx am 18 Feb 2016 12:31 ]

BID = 982480

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5321

Mal eine dumme Frage:
Kannst du nicht eine fertige Ein-Chip-Lösung wie MCP73833/AP5901/... nehmen? Da ist doch schon fast alles drin was du brauchst.
Die gibt es öfters fertig mit Platine als 'USB LiIon/LiPoly charger' auf diversen Verkaufsplattformen. Mit FETs und einem µC kann man den notfalls auch intelligenter machen.

BID = 982563

xBlackKnightx

Gesprächig



Beiträge: 130
Wohnort: münchen

Ich habe mir die billigen Lithium Battery Charger aus China geholt. Diese: http://www.ebay.de/itm/10pcs-5V-1A-.....UyJto und möchte die mit µC zusätzlich überwachen, damit ich herausfinden kann ob die Charger Module überhaupt zuverlässig arbeiten. Jede Zelle bekommt einen eigenen Arduino Mini Board und ein Modul SD-Card Logger für eine permamente Überwachung. Die Teile dürfte pro Zelle so um die 4 euro kosten.

Davon möchte ich 6 Stück zusammenbauen weil ich 6 Zellen separat überwachen will. Später kann ich dann etwas komplizierteres heranwagen.

Desweiteren möchte ich mein Universal-Ladegerät B6AC kalibrieren, auch da muss ich präzise nachmessen.

Die von dir genannten MCP73833/AP5901 sind teurer. Aber wahrscheinlich auch besser?

BID = 982565

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5321

Ok, dann habe ich das eigentliche Problem falsch verstanden. (Nach dem Datenblatt ist die Toleranz beim MCP73833 mit 0,75% nur halb so groß wie bei (deinem) TP4056 mit 1,5%.)

Letzte Frage/Tipp: Machst du das freiwillig bzw. hast du eine technische Uni in der Nähe? Wenn du nett fragst, darfst du bestimmt dort dein Voltmeter mit einem z.B. Keithley Meter/SourceMeter überprüfen.


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