Alles, was Sie über Batteriebelastungstests wissen müssen

Batterien überhitzen und verlieren mit der Zeit an Kapazität, daher sind strenge Tests unerlässlich. Batteriebelastungstests messen Spannung, Stromstärke und Leistung der Batterie unter verschiedenen Lastbedingungen und bewerten so ihre Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Stabilität. Bei kundenspezifischen Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht dieser Test die Prognose der Batterielebensdauer, optimiert die Wirtschaftlichkeit und stellt sicher, dass die Batterien den Industriestandards entsprechen. Dieser Artikel erläutert die Bedeutung, die Arten, die Verfahren und die Ergebnisse von Batteriebelastungstests.

Wichtigste Erkenntnisse:

• Strenge Batteriebelastungstests bewerten den Batterieabbau und die Kapazität und tragen so dazu bei, die Batterielebensdauer zu verlängern und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sowie die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller auf dem Markt zu verbessern.

• Zuverlässiges Lasttestverfahren. Überprüfen Sie den Ladezustand der Batterie und schließen Sie sie an das Testgerät an. Testen Sie anschließend die Batterie unter Last und werten Sie die Ergebnisse aus.

• Die Optimierung von Ladestrategien, Zellstruktur, Topologiedesign und die Kalibrierung des Batteriemanagementsystems sind effektive Methoden zur Optimierung der Ergebnisse von Lasttests.

Was ist ein Batteriebelastungstest?

Batteriebelastungstests bewerten die Leistung und den Zustand einer Batterie unter simulierter Last. Dabei werden wichtige Parameter wie Kapazität, Spannung und Innenwiderstand gemessen, um die Leistungsfähigkeit und den Gesundheitszustand der Batterie zu beurteilen. Bei Lithium-Ionen-Batterien tragen Batteriebelastungstests wesentlich zum Verständnis von Leistung und Lebensdauer bei, was für die Batterieauswahl und -wartung von großer Bedeutung ist.

Warum Batteriebelastungstests wichtig sind?

Batteriebelastungstests sind nicht nur unerlässlich, um höchste Sicherheit und eine verlängerte Batterielebensdauer zu gewährleisten, sondern auch entscheidend dafür, dass Ingenieure die Kosteneffizienz optimieren und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt steigern können.

• Gesamtbewertung der Batterieleistung. Testen Sie die Gesamtkapazität, Effizienz und Zyklenlebensdauer der Batterie durch Simulation von Überstrom, Kurzschluss sowie hohen und niedrigen Temperaturen. Dies ermöglicht Nutzern eine effiziente Analyse der Batteriequalität.

• Optimieren Sie Lieferkette und Kostenkontrolle. Regelmäßige Tests überwachen den Batteriezustand, optimieren Ladestrategien, verlängern die Lebensdauer und reduzieren Kosten durch weniger häufige Batteriewechsel. Die Testdaten sind ein wichtiger Indikator für die Auswahl eines zuverlässigen Batterieherstellers .

• Verbesserung der Konformität und Wettbewerbsfähigkeit. Viele internationale Sicherheitsstandards, wie beispielsweise UN38.3, IEC62133 und UL2054, fordern, dass Lithium-Ionen-Batterien Belastungstests bestehen. Unternehmen stellen sicher, dass ihre Batterien den Transport- und Nutzungsbestimmungen entsprechen, was das Kundenvertrauen stärkt.

• Verbessern Sie das Management und die Minderung von Sicherheitsrisiken. Batteriebelastungstests identifizieren Risiken wie Überlastung, Kurzschluss und Alterung, um Geräteausfälle und Datenverlust zu vermeiden. Sie bieten Unternehmen Sicherheit und reduzieren die Wahrscheinlichkeit von Haftungsstreitigkeiten.

Das Prinzip der Batteriebelastungsprüfung

Das Verständnis der grundlegenden Prinzipien von Batteriebelastungstests ist für die Durchführung der eigentlichen Betriebsabläufe von entscheidender Bedeutung.

• Der Batteriebelastungstest simuliert die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Batterie, indem er die Batterie mit einer Last belastet, um ihre Kapazität und Leistung zu beurteilen.

• Die Batterie erzeugt unter Last Strom. Dieser Strom fließt durch den Lastwiderstand und erzeugt einen Spannungsabfall, der proportional zum Strom ist.

• Anschließend werden die Batteriekapazität, der Innenwiderstand und die Entladekurve durch Überwachung der Änderungen von Batteriespannung und -strom ermittelt, um so die Batterieleistung zu beurteilen.

Welche Arten von Batteriebelastungstests gibt es?

Verschiedene Arten von Belastungstests simulieren reale Bedingungen und decken so Ausbeulungen, Leckagen oder thermisches Durchgehen der Batterie auf. Daher ist es unerlässlich, einige gängige Arten von Batteriebelastungstests zu verstehen.

Typen	Prinzip	Funktion
Konstantstromlasttest	Schließt stabile Konstantstromlasten an Batterien an und misst Spannungsänderungen unter variierenden Lasten.	Batteriekapazität und Gesundheitszustand prüfen
Impulsbelastungstest	Legt periodische Lastimpulse an die Batterie an, simuliert hohe Leistungsanforderungen und beobachtet die Schwankungen der Ausgangsspannung.	Bewerten Sie das Ansprechverhalten der Batterie bei kurzzeitiger Last, ihre Wiederherstellungsfähigkeit und den Schutz des Batteriemanagementsystems (BMS).
Kapazitätsbelastungstest	Die Batterie wird mit konstantem Strom entladen, bis die definierte Spannung und Kapazität durch Konstantstromentladung erreicht ist.	Überprüfen Sie die tatsächliche Kapazität, die Leistungsstabilität und die prognostizierte Lebensdauer der Batterie.
Lebensdauer-Belastungstest	Führen Sie Lade- und Entladezyklen durch, um die Kapazitätserhaltung und die Änderungen des Innenwiderstands der Batterie zu beobachten.	Bewertung der Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Gleichmäßigkeit der Batterie
Hoch-/Tieftemperatur-Leistungsbelastungstest	Die Belastbarkeit und Wärmeableitungsleistung der Batterieversorgung lassen sich durch Überwachung der Temperaturänderungen während des Lastbetriebs beurteilen.	Identifizieren Sie potenzielle Probleme bei hohen oder niedrigen Temperaturen und verbessern Sie die Zuverlässigkeit und Stabilität der Batterie.

Batterielastprüfgerät

Vor der Durchführung von Batteriebelastungstests ist es unerlässlich, die Batteriebelastungstestgeräte zu verstehen und zu überprüfen.

• Elektronische Last . Es handelt sich um ein elektronisches Gerät zur präzisen Steuerung von Laststrom, Leistung oder Widerstandswert. Es zeichnet sich durch hohe Präzision, leistungsstarke Funktionen, eine integrierte Datenaufzeichnungsfunktion und die direkte Aufzeichnung von Entladekurven aus.

• Batterielasttester . Es handelt sich um ein integriertes, tragbares Gerät mit Lastmodul, Voltmeter, Amperemeter und integrierten Algorithmen. Ein professionelles Werkzeug für den Einstieg in die Batteriewartung.

• Digitales Multimeter . Messen Sie die Leerlaufspannung und die Spannung unter Last der Batterie. Hochwertige Multimeter erfassen den Spannungsabfall unter Last. Ideal ist eine Daten- oder Minimalwertaufzeichnungsfunktion, um die niedrigste Spannung unter Last zu erfassen.

• Datenlogger . Er zeichnet Spannungs-, Strom- und Temperaturänderungen während des gesamten Testprozesses auf, um Entladekurven und Leistungstrends später analysieren zu können. Viele moderne elektronische Lasten und Testgeräte verfügen über diese Funktion.

Wie führt man einen Batteriebelastungstest durch?

Die Durchführung eines Batteriebelastungstests an Lithium-Ionen-Batterien umfasst die folgenden Schritte:

Schritt 1. Sicherheit geht vor – Ladezustand prüfen

• Tragen Sie vor dem Test eine Schutzbrille und sorgen Sie für gute Belüftung des Arbeitsbereichs. Überprüfen Sie anschließend den Zustand der Batterie auf Wölbungen, Auslaufen, Verformungen oder ungewöhnlichen Geruch. Kontrollieren Sie danach die Batteriepole und stellen Sie sicher, dass sie sauber sind.

• Überprüfen Sie den Ladezustand der Batterie mit einem Multimeter. Lithium-Ionen-Batterien müssen vor dem Belastungstest einen Ladezustand von über 80 % aufweisen, da dies für die Genauigkeit des Tests unerlässlich ist.

Schritt 2. Schließen Sie den Lasttester an die Batterie an.

Wählen Sie einen kompatiblen Lasttester für Lithium-Ionen-Akkus, der den Spannungs- und Strombereich misst.

• Schließen Sie die Geräte an. Verbinden Sie die rote (+) Klemme des Testers mit dem Pluspol der Batterie. Verbinden Sie die schwarze (-) Klemme mit dem Minuspol.

• Gewährleisten Sie die Stabilität und Sicherheit der Verbindung, um Schäden oder Unterbrechungen zu vermeiden.

Schritt 3. Last anlegen und Überwachung fortsetzen

• Parametereinstellungen. Überprüfen Sie die Batteriespannung, die Kapazität oder den Kaltstartstrom (CCA), wenn der Laststatus eingestellt ist. Stellen Sie für den Kapazitätstest den Entladestrom und die Abschaltspannung ein.

• Starten Sie den Lasttester. Sobald der Lasttester angeschlossen ist, belasten Sie die Batterien. Überwachen Sie den Spannungsabfall und die Batterietemperatur genau. Verwenden Sie ein Multimeter, um die Batteriespannung in Echtzeit zu überwachen und so die Genauigkeit der Messwerte des Lasttests zu überprüfen.

 Schritt 4. Testergebnisse aufzeichnen und Leistung beurteilen

• Beenden Sie den Lasttest sofort, sobald die Abschaltspannung erreicht ist. Notieren Sie die Messwerte für Kapazität, Spannung und etwaige Störungen und vergleichen Sie die Ergebnisse anschließend mit den Angaben des Herstellers, um die Leistungsfähigkeit der Batterie zu beurteilen.

• Achten Sie auf Anzeichen für eine Verschlechterung der Batterieleistung. Priorisieren Sie die Wartung und den Austausch der Batterie, wenn Anzeichen für einen schnellen Spannungsabfall, einen erhöhten Innenwiderstand, einen ungewöhnlichen Temperaturanstieg oder einen Kapazitätsverlust auftreten.

Interpretation der Ergebnisse des Batteriebelastungstests

Das Verständnis der Ergebnisse von Batteriebelastungstests ist hilfreich, um die Batterieleistung zu beurteilen und Optimierungslösungen anzuwenden. Spannung, Stromstärke, Temperatur, Innenwiderstand und Kapazität der Batterie sind wichtige Faktoren zur Erklärung dieser Ergebnisse.

• Spannung. Überwachen Sie die Batteriespannung mit einem Lastprüfgerät oder einem Multimeter. Intakte Batterien liefern während des Lasttests eine stabile Spannung. Schnelle Spannungsabfälle deuten hingegen auf eine verminderte Kapazität und einen internen Defekt der Batterie hin. Deutliche Spannungsschwankungen spiegeln ungleichmäßige chemische Reaktionen im Inneren der Batterie wider.

• Kapazität. Prüfen Sie die Kapazitätserhaltung der Batterie im Kapazitätslasttest. Ist die tatsächliche Kapazität geringer als die Nennkapazität, deutet dies auf eine Alterung, Beschädigung oder interne Verluste der Batterie hin.

• Stromstärke. Eine geringe Stromstärke deutet auf einen erhöhten Innenwiderstand oder einen Lastfehler hin. Eine zu hohe Stromstärke deutet auf einen Kurzschluss in der Last oder eine anormale Batteriespannung hin.

• Leistung. Notieren Sie die maximale Leistung des Akkus. Sie gibt die Ausgangsleistung des Akkus unter bestimmten Lastbedingungen an und ist für Geräte mit hohem Leistungsbedarf, wie z. B. Elektrowerkzeuge und Roboter, unerlässlich.

• Innenwiderstand. Der Impulsentladungstest misst den Gleichstrom-Innenwiderstand der Batterie. Ein erhöhter Innenwiderstand deutet auf Probleme wie Materialalterung, Elektrolytverarmung und interne Kurzschlüsse hin, welche die Ladeeffizienz der Batterie beeinträchtigen.

• Ladezeit. Messen Sie die Zeit, die zum vollständigen Aufladen des Akkus unter Last benötigt wird. Faktoren wie ein fehlerhafter Ladekreis oder eine langsame chemische Reaktion im Akku können die Ladezeit verlängern.

• Temperatur. Die normale Batterietemperatur steigt unter Last langsam an. Ein rascher Temperaturanstieg deutet jedoch auf einen zu hohen Innenwiderstand oder potenzielle Sicherheitsrisiken hin.

Warum sind die Ergebnisse von Batteriebelastungstests wichtig?

Die Ergebnisse von Batteriebelastungstests helfen, den Gesundheitszustand der Batterie zu beurteilen, die Lebensdauer und Wartungszyklen vorherzusagen und somit die Batteriesicherheit zu gewährleisten.

Die Analyseergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für Exportzertifizierungen wie UN38.3 und IEC 62133. In der F&E-Phase optimiert die Analyse dieser Ergebnisse die Zellformulierung, die BMS-Strategien und die Wärmemanagement-Designs .

Abschluss

Batteriebelastungstests sind eine effektive Methode, um Spannung, Kapazität und Leistungsfähigkeit einer Batterie zu messen. Dabei werden verschiedene Lasten an die Batterie angeschlossen, um unterschiedliche Betriebsbedingungen zu simulieren, Batteriefehler aufzudecken und Optimierungsstrategien weiterzuentwickeln. Daher ist die regelmäßige Überprüfung des Batteriezustands mittels Belastungstests unerlässlich.

Häufig gestellte Fragen zum Batteriebelastungstest

Wie führt man einen Belastungstest einer Batterie mit einem Multimeter durch?

1. Vorbereitungen treffen. Sicherstellen, dass das Multimeter funktioniert. Den richtigen Strommessbereich entsprechend dem Batterietyp auswählen.

2. Schließen Sie das Multimeter in Reihe zwischen Batterie und Verbraucher an. Trennen Sie zuerst die Batterie vom Verbraucher. Verbinden Sie dann die rote Messleitung des Multimeters mit dem Pluspol der Batterie und die schwarze Messleitung mit dem Pluspol des Verbrauchers.

3. Multimeter für die Messung vorbereiten. Drehen Sie den Drehknopf des Multimeters auf den Gleichstrombereich (DC) und wählen Sie den passenden Messbereich. Schließen Sie den Stromkreis zwischen Batterie und Last an.

4. Auswertung der Ergebnisse. Der von der Batterie unter Last aufgenommene Strom entspricht dem Nennstrom der Last unter normalen Bedingungen.

Lohnt sich die Anschaffung von Batterielasttestern?

Ein Batterielasttester ist eine lohnende Investition, wenn Batterieleistungstests regelmäßig zu Ihren Aufgaben gehören oder Sie die Leistung elektronischer Geräte optimieren möchten. Andernfalls reicht eine einfache Testmethode aus, wenn die Anforderungen an die Testgenauigkeit nicht hoch sind.