18650 Zellen Temperaturabhängiger Innenwiderstand.

Dieses Thema im Forum "Akkus, Batteriemanagement (BMS), Ladegeräte" wurde erstellt von Ewi2435, 06.11.18.

  1. Ewi2435

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    Hallo Zusammen,

    kennt einer eine Seite oder hat selber mal Messungen an zellen unter verschiedenen Temperaturen gemacht ?

    Ich hatte die Sanyo GA gerade vermessen.

    Diese haben bei 40 Grad knapp 37mOhm und bei -10 Grad 136mOhm

    Es wäre echt super mal den Innenwiderstand über den Verlauf einer Kurve zu sehen. Vielleicht sogar im Vergleich zu anderen Zellen.

    mfg
     
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  2. onemintyulep

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  3. dagobird

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    In der zweiten von dir verlinkten Datei ist eine Kurve des Innenwiderstandes der Panasonic NCR18650B abgebildet:
    upload_2018-11-8_19-40-17.png
    Wenn man bei 50% SOC (State of Charge = Ladezustand) schaut, hat die Zelle bei 40°C ca. 35mOhm und bei -10°C dann 43mOhm. Das sind gut 20% mehr.

    Bei der Messung von @Ewi2435 wächst der Ri der Panasonic/Sanyo NCR18650GA von 40°C (37mOhm) auf -10°C(136mOhm) um über 350%. Der Ladezustand der Zelle ist hier nicht bekannt.
    Ich kann mir nicht vorstellen, daß die GA ein so viel schlechteres Temperaturverhalten als die B hat. Vielleicht ein Meßfehler?
     
  4. Ewi2435

    Ewi2435

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    Also diese Messung ist kompletter humbug. Niemals wächst der Ri nur um so wenig an. Hatte mir das Dokument angesehen.

    Selbst die Samsung 30Q wachsen auf einen grôsßeren Innenwiderstand an als die PF. Die PF ist garantiert nicht besser als eine 30Q und auch nicht besser als eine GA.

    Den unterschied zwischen 20Grad und 5Grad merke ich jeden Tag auf dem weg zur Arbeit. Da bricht mir der Akku immer um 2-3V mehr ein als bei waermeren Temperaturen. Bei -10Grad ist es noch weitaus schlimmer.
     
  5. Üps

    Üps

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    1,7 statt 2,2 Ah für die brandneue Zelle bei 0°C, wenn es keine Kabelverluste, Steckerverluste etc. gibt?
    So toll, dass man es gar nicht glauben kann. sind die Werte aus den Messungen nun auch nicht gerade.
     
  6. bubu22

    bubu22

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    Innenwiderstand ist nicht gleich innenwiderstand..

    so wurde gemessen:

    upload_2018-11-8_21-47-51.png

    Das bedeutet, dass vom 5A Sprung auf den 10A Sprung nur ca. 100us vergehen. Das ist ein AC- Innenwiderstand und nicht aussagekräftig/relevant. Zum Messen des DC Innenwiderstandes braucht es schon mehrere Sekunden oder Minuten...
     
  7. dagobird

    dagobird

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    Ja, ich weiß und da hast du natürlich Recht :)

    Naja, der AC Innenwiderstand ist (meistens) der Einzige, der in den Datenblättern der LiIon Zellen überhaupt angegeben ist. Von daher kann man immerhin die Zellen vergleichen :).
    Im oben gezeigten Diagramm ist dieselbe (Puls-)Messung ja bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt worden. Die Erhöhung des Ri war dabei 20% von +40°C auf -10°C .

    @Ewi2435: wie hast du denn gemessen? Irgendwo müssen die Unterschiede ja herkommen...

    Ja, aber Pedelecbetrieb ist ja auch keine reine DC Belastung für den Akku. Es sei denn du fährst von 100% SOC bis 0% SOC mit immer gleichem Strom.
     
  8. Ewi2435

    Ewi2435

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    Ich habe gemessen beim Entladen am Modeelbaulader eines 10S2P Akkus. Das ist für die Praxis auch sehr Relevant. Der Akku wurde vorher runter gekühlt in der Kühlbox daher kann die Temperatur auch noch etwas niedriger als -10Grad gewesen sein.
    Ich werde das demnächst nochmal mit Sensor messen.

    Der Wert deckt sich aber auch mit den Realbetrieb werten. Gegen Null sackt die Spannung schon enorm ab.


    Der witz ist ja.

    Wenn man nun von einem 10S2P akku ausgeht.

    Sanyo GA 650mOhm
    Sony VTC5 geschätzt 300mOhm (teste ich noch)

    Dann haben wir ja eine Verlustleistung bei 10A von 65W zu 30W. Hier hat man somit 15-20Wh weniger die man aus dem 230Wh Akku bekommt. (210Wh)
    Der Sony hätte 190Wh wovon 175Wh übrig bleiben.
     
  9. onemintyulep

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    Ich habe vom letzten Winter eine Erhöhung des Spannungsdrops um ca. 50% in Erinnerung. Das war bei Temperaturen über 0°. die 136mOhm sind schon gewaltig.
    Wenn die wirklich eine Einzelzelle mit 10A belastet haben um den Innenwiderstand zu messen war die Erhöhung des Innenwiderstands deswegen so moderat weil die Zelle dabei sanft glüht und sich an ihrem eigenen Feuer wärmt :)
    Tatsächlich ist das mit dem "Innenwiderstand" so eine Sache. Die Zelle muss man sich wie ein Gummiband vorstellen an das noch eine Plastiktüte geknotet ist. Das Gummiband schnappt gleich zurück wenn man die Belastung wegnimmt. Das beobachtet man wenn man mit kurzen Impulsen misst. Die Plastiktüte kehrt nur langsam zu ihrer Ursprungsform zurück. Deshalb gibt es einen solchen Unterschied zwischen "AC Ri" und "DC Ri". Für die Praxis relevant ist aber nur der Spanungsdrop, den misst man am besten mit langen Intervallen, da ist dann die Plastiktüte mit dabei.
     
  10. mawadre

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    Schaut euch mal den Kapazitätseinbruch bei Kälte in den Datenblättern der Samsung 35e ja 30q an. Massiver Unterschied bei ein und demselben Hersteller.
     
  11. Ewi2435

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    Haettest natuerlich auch gleich die Werte reinschreiben koennen.

    Also
    35E hat bei 20grad 100 prozent. Bei -10Grad sind es 40Prozent

    30Q hat ebenfalls bei 20Grad 100prozent beoi -10Grad aber immer noch 70Prozent.

    Das sagt ja schon alles und es liegt am Innenwiderstand. Bei der entladung wird ja abgebrochen sobald die Zelle ihre 2,65V erreicht. Hoeherer Innenwiderstand bedeutet mehr einbruch und ergo frueheres abschalten.
     
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  12. schmadde

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    Und höheren "Eigenverbrauch" - die Zelle erwärmt sich dabei aber und dann müsste sie doch eigentlich wieder in einen günstigeren Temperaturbereich kommen, oder?
     
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  13. mawadre

    mawadre

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    Möchte man meinen und wahrscheinlich gibt den Effekt. Aber der Test der verfügbaren Entladekapazität hat bei Samsung definitiv stattgefunden. Fragt sich bei wieviel C und wie viel es da Eigenerwärmumg gab. Aber vielleicht wäre ohne den Effekt alles noch viel schlimmer, vielleicht ist das genau der Grund der 70% bei der 30q? Aber genau die hat den geringeren Innenwiderstand...
     
  14. Ewi2435

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    Es gibt keinen Energieverbrauch in dem Sinne. Gemessen wird die Kapazität also Ah, diese ist nur abhängig davon wann die Entladeschlussspannung erreicht wird. Sobald dies geschehen ist ist der Versuch zuende. Das dabei weniger Energie entnommen werden kann ist klar.

    Die Ah wären aber gleich wenn man den Strom zum Ende hin zurück nehmen würde.
     
  15. mawadre

    mawadre

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    100mOhm mal 10 Ampere macht 1 Volt Spannungsabfall. 1 Volt mal 10 Ampere macht 10 Watt Wärmeleistung. Je nach Entladedauer wären das 2,5 Wh bei 0,25 Stunden Entladedauer, 5 Wh bei 0,5h etc. Eine 18650er Zelle hat aber höchsten 10 Wh Energiegehalt. Man sieht also, dass der Innenwiderstand tatsächlich einem relevanten Eigenverbrauch entspricht.
     
  16. schmadde

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    Wenn mans ganz genau nimmt, ist natürlich die Energie nicht verbraucht worden (das geht ja gar nicht), sondern nur in eine andere Form umgewandelt. In dem Fall halt in Wärme. Bei hoher Belastung und geschlossenem Gehäuse (wie beim Pedelec üblich) müsste man eigentlich recht schnell wieder in Regionen kommen, wo die Zellen nicht mehr so stark einbrechen. Bei 500mA Entladestrom im Labor im Gefrierschrank wohl eher nicht, aber in der Pedelec-Praxis schon. Ich meine, dass ich derartige Messungen hier im Forum schonmal gesehen habe, zumindest insoweit, dass vorgewärmte Akkus im Betrieb nicht weit genug abkühlen dass es ein Problem gibt.
     
  17. mawadre

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    Ich habe im Herbst einen spürbaren Unterschied feststellen müssen, als es auf einmal kühler wurde. Gut, ich fahre das Grace Easy S mit nur 3 schlechten 2100er Zellen parallel, der Akku hat eine große Oberfläche und bei 35 kmh gibt's gute Luftkühlung...
     
  18. Üps

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    Man darf nicht vergessen, dass sich die Messungen auf neue Zellen beziehen. Wer fährt schon brandneue Zellen?
     
  19. schmadde

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    Gut, Du hast ja soweit ich mich erinnere eine sehr kurze Strecke. Da wird der Akku evtl. gar nicht wirklich warm. Nimmst Du den denn immer mit rein oder lagerst Du den am Rad?
     
  20. mawadre

    mawadre

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    Den Unterschied habe ich am Morgen, nachdem das Rad die Nacht über im 15-20 Grad warmen Keller stand, bemerkt.
     


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