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Übersicht

   
     

Leistungsfähige Batteriemessungen erhöhen die Zuverlässigkeit, verlängern die Lebensdauer und senken die Betriebskosten von Batterie-Systemen...

... in der Entwicklung

  • Qualifizierung von Zellen
  • Ermittlung von Modellparametern

... in der Fertigung

  • 100% Qualitätsprüfung
  • Klassifizierung von Zellen
  • Prozessüberwachung

... in der Erprobung

  • Gleichmäßigkeit der Zellen
  • Online-Diagnostik
  • Prüfen der BMS-Funktion

... im Service Schnelldiagnose

  • Erkennen von Beschädigungen
  • Überwachung

Hierfür bietet BRS Messtechnik eine breite Range an Produkten und jahrelanges Knowhow im Bereich der Batterie-Messtechnik.

     

   

Beispiele

   
     

Batteriequalität von Anfang an

Ungleiche Zellen führen zu unterschiedlicher Belastung und demzufolge zu unterschiedlicher Alterung in Batteriesystemen. Stellen Sie durch Messung der Impedanzverläufe sicher, dass nur gleichartige Zellen in Module (Packs) verbaut werden.

Ermittlung gleichartiger Zellen durch Impedanzmesstechnik

Qualitätsaussage in Sekunden

Mit zunehmender Gebrauchsdauer nimmt die Batteriekapazität ab, gleichzeitig steigt der Innenwiderstand.

Durch Messen des Innenwiderstands ermitteln Sie die verfügbare Kapazität (Alterungszustand, SOH) in Sekunden.

Ermittlung der Batteriekapazität

     

   

Einsatzbereiche

   
     

Die Palette unserer Kunden reicht von A (wie Audi) bis Z (wie ZSW). Unsere Geräte werden erfolgreich in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt:

Stationär

  • Notstrom, USV
  • Pufferspeicher

Mobil

  • Fahrzeuge, Schiffe
  • Luft- und Raumfahrt

Tragbar

  • Medizintechnik
  • Werkzeuge

Sonstiges

  • Forschung und Lehre
  • Prüflabors
     

   

Grundlagen

   
     

Der Innenwiderstand einer Batterie ist stark frequenzabhängig. Er sinkt mit steigender Frequenz und weist Blindanteile auf. Deshalb spricht man von komplexer Impedanz und stellt sie entweder nach Betrag und Phase dar (graphisch als Bode-Diagramm) oder nach Realteil und Imaginärteil (grafisch als Ortskurve).

Ortskurve Spektrale Impedanzmesstechnik

Ein rein ohmsches Verhalten existiert nur bei einer Frequenz, die je nach Technologie und Kapazität in der Größenordnung von 1 kHz liegt. Dieser Wechselstrom- (AC-) Widerstand wird üblicherweise in den Datenblättern angegeben. Zur Messung wird ein kleiner Wechselstrom mit fester Frequenz eingeprägt und die resultierende Wechselspannung gemessen; die Messdauer beträgt circa 1 sec.

Da im Betrieb selten dermaßen schnelle Lastwechsel vorkommen, ist für die Beurteilung des Betriebsverhaltens der Gleichstrom- (DC-) Innenwiderstand aussagekräftiger. Dazu wird der Innenwiderstand an einer tieferen Frequenz, meist <1Hz, gemessen (bzw. im Zeitbereich als Sprungantwort). Beide Messungen (AC- und DC-Widerstand) dauern nur wenige Sekunden.

Die umfangreichsten Einblicke in das Batterieverhalten erlaubt die Spektrale Impedanzmessung (auch Elektrisches Impedanz-Spektrum EIS genannt). Hierbei wird der (komplexe) Innenwiderstand bei vielen Frequenzen (z.B. 0,1Hz bis 1kHz) gemessen, was den Messvorgang auf einige Minuten verlängern kann. Aus dem Frequenzgang bzw. der Ortskurve kann das elektrochemische Verhalten abgelesen werden. Weicht die Ortskurve beispielsweise stark vom typischen Verlauf ab, kann auf Beschädigungen geschlossen werden.

Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Übersicht der gebräuchlichsten Messgrößen:

Messgröße

Batterie-Eigenschaft

Entwicklung

Produktion

Wartung

Service

Spannung

Ladezustand (SoC)
(Li-Ion, Blei)

AC-Widerstand

Alterung (SoH)

DC-Widerstand

Betriebsverhalten

Ortskurve
(Impedanz-Spektrum)

Betriebsverhalten, Beschädigungen, Modellparameter

(✔)

(✔)

Anwendung

Charak-
terisierung

Selektion

Bewertung und Austausch

Diagnose

Vergleichswerte

werden bestimmt

Vorhandene Zellen

Benachbarte Zellen

Datenblatt bzw. Erstmessung

     

     

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Batterie Impedanz Messsysteme Leistungen

     
 
       
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