Messverfahren bei Ladeerhaltung
Zwischen den turnusmäßig durchgeführten Entladekapazitätstests kann der Batteriestatus auch ohne langwierige Zellentladung durch Messung des elektrischen und elektrochemischen Widerstands geprüft werden. Da die Leitfähigkeit der Batterieblöcke bei fortschreitender Alterung etwa durch Korrosion und Sulfatierung der Bleielektroden sinkt, verweist ein erhöhter Innenwiderstand auf eine verringerte Lade- und Entladekapazität. Voraussetzung für valide Widerstandsmessungen ist die Ermittlung des Ausgangswerts möglichst bei Inbetriebnahme des Batteriespeichers. Anhand dieser Referenzgröße kann der Grad der Batteriealterung in Folgeprüfungen sowohl über die Zeitschiene als auch im aktuellen Vergleich der verschalteten Batterieblöcke festgestellt werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei Blei- sowie Nickel-basierten Typen erhöhte Widerstandswerte ab ca. 40 Prozent vom Ursprungswert auf defekte Blöcke hinweisen können. Neben der Referenzierung kommt es bei der Bestimmung des Innenwiderstands auf eine hochgenaue Messung an, da sich die Abweichungen im Milliohm-Bereich bewegen. Für die hierzu erforderliche 4-Leiter-Messung werden spezielle Kelvin-Sonden benötigt, die zudem über eine dünne aber robuste Kontaktspitze verfügen müssen um die Messpunkte der Polschrauben verlässlich kontaktieren zu können.
Elektrische und elektrochemische Faktoren
Zur Widerstandsmessung prägen marktübliche Messgeräte der Batterie einen Wechselstrom auf und berechnen die Impedanz aus der resultierenden Spannungsantwort. Durch das Aufprägen hoher Frequenzen wird die reale elektrische Impedanz gemessen, um Aufschluss über den Zustand der metallisch leitenden Verbindungen (Korrosionseffekte, Dendritenbildung) sowie die Leitfähigkeit des Elektrolyten zu erhalten. Über die genannte Messung hinaus sollte jedoch auch der Einfluss des elektrochemischen Widerstands auf die Batteriekapazität erfasst werden. Der als RCT – Resistance Charge Transfer – bezeichneten Widerstand des Stromflusses an der Schnittstelle von Elektrode und Elektrolyt stellt einen wesentlichen Indikator für Batterien dar, die Gleichstrom über lange Überbrückungszeiten bereitstellen müssen. Sein Wert hängt stark von der Beschaffenheit und Struktur des aktiven Plattenmaterials, das heißt dessen Porosität, ab. Während der Ladeerhaltung erhöhte RCT-Werte zeigen an, dass die Ladung eines Blockes mit erhöhten Verlusten oder nur eingeschränkt erfolgt. Häufig gehen erhöhte Innenwiderstände bzw. abnehmende Kapazitäten mit einer erhöhten Temperatur des gealterten oder geschädigten Blocks einher. Leider ist diese erhöhte Temperatur nicht nur ein Indikator für einen gealterten Block, sondern sie wirkt sich auch negativ auf die Lebensdauer der benachbarten Blöcke aus, da diese in den meisten Fällen für ein schmales Temperaturfenster bei 25°C spezifiziert sind, welche dann durch die Abwärme der gealterten Blöcke überschritten wird und somit auch bei den benachbarten Blöcken Alterungsprozesse beschleunigt werden. Ein weiterer Grund für das Erfassen von Blocktemperaturen ist die Gefahr des Thermal Runaways. Durch Korrosion oder Dendriten-Bildung können sich interne Kurzschlüsse bilden. Als Folge erhöht sich die Temperatur der Zelle. Durch die Temperaturerhöhung trocknet das Elektrolyt schneller aus, was wiederum die Korrosionsprozesse begünstigt und die Temperatur des Blocks weiter erhöht. Letztlich kann dieser Kreislauf zu einem Thermal Runaway führen mit der Gefahr eines Brandes des Batteriespeichers. Sowohl der Innenwiderstands- als auch der Temperaturmessung ist gemein, dass sie zwingend unter gleichbleibenden Bedingungen erfolgen müssen. In der Praxis wird die Messung in den meisten Fällen im Ladeerhaltungszustand der Batterie durchgeführt. Der schnellste VDE-konforme Befestigungspunkt ist der, bei dem Bohren, Schrauben und Werkzeugwechsel entfallen. Die C-Fix Serie von Schnabl Stecktechnik bringt Rohre, Leitungsbündel und Mantelleitungen mit nur einem Hammerschlag in Position. ‣ weiterlesen
VDE-konform ohne Schraubaufwand
Ganzheitlich erfasster Batteriestatus
Mit dem Metracell BT Pro hat Gossen Metrawatt einen kompakten, robusten Batterietester mit vielfältigen Prüffunktionen für Batterieanlagen eingeführt. Durch Kapazitäts-, Widerstands-, Spannungs- und Temperaturmessungen sowie die Erfassung der Säuredichte ergibt sich ein vollständiges Zustandsbild des Batteriespeichers. Das portable, akkubetriebene Prüfgerät mit übersichtlicher Bedienoberfläche verschafft einen unkomplizierten Zugriff auf sämtliche Funktionen. Seine Bluetooth- und Infrarot-Schnittstellen vereinfachen den Datenexport zur Prüfsoftware oder im CSV-Format sowie die Messwertübertragung von externen Messinstrumenten. Die effiziente Logistik für alle Messaufgaben wird durch ein integriertes RFID-Transpondersystem unterstützt, das die Verwaltung und Zuordnung auch bei hunderten Batterieanlagen erleichtert und Fehlerquellen auszuschließen hilft. Die mitgelieferte Datenbank-Software bereitet die Messwerte grafisch prägnant in Kurven und Diagrammen für die Ausgabe von Reports und Dokumentationen auf. Zudem können die Daten in vergleichender Darstellung ausgegeben werden, um Unterschiede der einzelnen Batterieblöcke zueinander sowie im Vergleich zu früheren Messungen auf einen Blick zu markieren. Auch die Erstellung einer Batterietypen-Bibliothek wird unterstützt. Gossen Metrawatt liefert den Batterietester im Prüfkoffer mit Ladegerät, Messleitungen, Kelvinsonden und Krokodilklemmen. Als Zubehör sind optional u.a. ein Zangenstromsensor zur Messung von Lade- und Entladeströmen sowie ein Infrarot-Temperatursensor erhältlich. Der Start in die Berufswelt ist aufregend, aber auch herausfordernd. Gerade im Elektrohandwerk kommt es auf zuverlässige und sichere Ausrüstung an. CIMCO hat die Lösung: Die CimCase Starter mit 3 Bestückungsvarianten – ELECTRIC, ELECTRIC PLUS und INDUSTRY. ‣ weiterlesen
Von Anfang an: CimCase Starter
