HANDBUCH ZUR BATTERIEPRÜFUNG - TML GmbH

Test wird ausgeführt, indem man ein Wechselstromsignalauf die Anschlussplatten auslöst. Dann misst man denGesamtwechselstrom in der Batteriekette und denSpannungsabfall in jeder Einheit der Kette, indem man jedeZelle und jede interzellulare Verbindung nacheinandermisst, bis die gesamte Kette gemessen ist. Die Impedanzwird errechnet, angezeigt und gespeichert. Wenn Zellenaltern, steigt die interne Impedanz an (wie in Abbildung 2dargestellt). Wenn man die Impedanz misst, können dieBedingungen jeder Zelle in der Kette gemessen undhochgerechnet werden, um festzulegen, wann eine Zelleoder die Kette ersetzt werden muss, was die Planung derbudgetären Bedürfnisse erleichtert.Die Impedanzprüfung ist eine echte vier-Leiter, kelvin’scheMessung, die eine exzellente Verlässlichkeit undhöchstreproduzierbare Daten liefert, auf Basis derer guteEntscheidungen in Bezug auf Batteriewartung und–austausch getroffen werden können. Die Impedanz ist inder Lage schwache Zellen zu identifizieren, so dassaußerplanmäßige Wartungen ausgeführt werden können.Letzten Endes ist eine Batterie zwar ein Kostenfaktor,jedoch sichert sie die Versorgung eines kritischenVerbrauchers oder vermeidet Einkommensverluuste alsFolge von Ausfällen. Wenn sich eine einzige Zelle ausfällt,fällt die gesamte Kette aus und die Versorgung deskritischen Verbrauchers ist nicht länger gesichert. Darum istes wichtig die schwachen Zellen zu finden, bevor sie einengravierenden Fehler verursachen.Die Kurve in Abbildung 3 zeigt den Effekt von fallenderRestleistung auf die Impedanz an. Es existiert eine starkeKorrelation zwischen der Impedanz und der Kapazität, sodass schwache Zellen geschickt und zuverlässig gefundenwerden können, frühgenug, um nachRehabilitationsmaßnahmenzuergreifen. Die Kurvezeigt die umgerechnetenImpedanzdatenin steigenderReihenfolge mit denentsprechenden Belastungsprüfungsendspannungenfürjede Zelle. (Die Impedanzin mOhm hatzufälligerweise diegleiche Skala wie dieSpannung: 0 bis2,5). Die hier verwendeteDarstellungmit ansteigenderImpedanz und fallenderSpannunggruppiert die schwachen Zellen auf die rechte Seite derKurve, um sie leichter zu erkennen.Abbildung 3: Ansteigende Impedanz mit der entsprechenden EndspannungTheorie der ImpedanzEine Batterie ist nicht nur ohmisch. Sie hat auch einekapazitive Größe. Letzten Endes ist eine Batterie einKondensator, also ein Speichergerät. Ein Widerstandskörperhingegen kann keine Elektrizität speichern. Abbildung 4zeigt einen elektrischen Kreislauf (Randles äquivalenteSchaltung), die eine Batterie in einer schlichten Zeitdauerdarstellt. Es gibt Leute, die geglaubt haben, dass es nichtnötig ist die kapazitive Größe zu messen und derWiderstand die einzige Größe ist, die gemessen werdenmuss.Die Impedanz misst sowohl den Wechselstromwiderstand(die wahre Komponente der Impedanz) als auch dieReaktanz (die imaginäre Komponente der Impedanz). Nurwenn man beide Werte misst, kann der kapazitive Teilverstanden werden. Ein anderes Argument, das gegen dieImpedanzmessung verwendet wird, ist die Tatsache, dassdie Frequenz eine Variable im Reaktanzteil derImpedanzgleichung ist. Das ist zwar richtig, aber Meggernutzt eine fixe Frequenz von 50 oder 60 Hz (je nachEinsatzort). Diese Variable, 2πω wird nun konstant, so dassdie Frequenz das Endergebnis in keinster Weise beeinflusst.Der einzige Teil, der das Endergebnis beeinflusst, ist der Teil,der sich innerhalb der Batterie verändert, also derWiderstand und die Kapazitanz, die das gesamteKapazitäts-/Beschaffenheits-Bild darstellen.In Abbildung 4 ist der metallische Widerstand mit Rmbezeichnet, der Elektrolyt-Widerstand mit Re, derWiderstand der Ladungsübertragung mit Rct, die Warburg-Impedanz mit Wi und die Kapazität des parallelen Pfads(double layer) mit Cdl. Der metallische Widerstand (Rm)beinhaltet alle metallischen Komponeneten vom einenPosten zum anderen (z.B. Posten, Topanschluss,Verbundsnetze) und bis zu einem bestimmten Grad dieLeimflotte. Der Elektrolytwiderstand (Re) variiert nicht sostark von seinem Hauptbestandteil. Aber er kann in denPoren der Leimflotte auf mikroskopischem Level signifikantsein. Der Widerstand der Ladungsübertragung (Rct) ist derWiderstand des Ionenaustauschs von der Säure zur8 HANDBUCH ZUR BATTERIEPRÜFUNG