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Testbedingungen LiXx-Hochstromzellen (Stand: 09/16):

Die Akkus werden mit einer aufwendigen Testeinrichtung auf ihre Qualität und elektrischen Belastbarkeit geprüft.

U.a. mit den programmierbaren DC-Lasten ZS4806 und PLI606 von Höcherl & Hackl GmbH.
Dabei ist ein Hauptmerkmal auf nachvollziehbare und verlässliche Daten gelegt! Hier noch die alten aber gültigen Infos zum: LiPo-Messplatz

  • Daten der DC-Last PLI606: 60V/60A, Impulsleitung 1200 Watt
  • Daten der DC-Last ZS4806: 60V/450A, Impulsleitung 10800Watt


Weiteres Messequipment
(Stand: 03/16):

DELTA Power Supply 45V/85A und 2 x ES 30V/5A / 3 x LEM LA50 (Current-Transducter, +-100A/150khz) / Fluke 97 (Zweikanal Handscope)

Fluke 337 (Zangenamperemeter) / Fluke 62 MAX+ (IR-Thermometer) / Fluke 87 V (Multimeter mit Temp.-Mikrofühler) / Metra HIT 28s (Multimeter)

Fluke VT04A (Wärmebildkamera) / RIGOL DS1054Z (Vierkanal-Farbscope) / HP 53131A (Counter) / Philips PM 6303 (LCR-Messbrücke)


Legende:

Darstellung der Spannung in 1Z Normierung; Achsen:  
LiPo_y1=3-4,4V (LiFe_ 2-3,8V), x in Sekunden.
Erstladung/Konditionieren: (mehrfach) 0,5C mit anschließender 1C/
5C Entladung im Wechsel.
Ladestrom:
1C (auch 1,1C) oder nach Herstellervorgabe; C-Rating Hochlastdiagramm mit 2C bis 4C Laderate und zusätzlicher Temperaturangabe.
Ladestromabschaltung: Bei CV/10 und die vom Hersteller angegebene Sollspannung (4,2V/Z - 4,25V/Z - 4,27V/Z - 4,3V/Z - 4,35V/Z)
Ladeschlussspannung z.B.: 4,2V (3,65V Li-Fe) / Z, max.: +0,5% (Hersteller: +0,03V).
Entladeschlussspannung: 3,4V (2,5V Li-Fe) / Z
, bei Strömen um 1C mit Einzelzelzellenüberwachung.

Entladeschlussspannung: 3,2V ( 2,3V Li-Fe) / Z, bei Strömen über 5C - bzw. nach Herstellervorgabe. Bei HV-LiPos (4,25V - 4,27V - 4,3V - 4,35V pro Zelle) minimal nur bis 3,3V/Z. Entspricht unter Last >99% DoD.

Spannungsmessung: Stromlos an den Balanceranschlüssen.
Zellentemperaturbereich: (1)
minimal: 18°C - maximal: 70°C - mit Schrumpfschlauch 65°C, Standard-Starttemperatur bei 1C Ladung: >20°C bis <22°C.

Standard-Impuls (25Ci): (2) 3x50s: 10C / 3x5s: 25C / 1x60s: 15C / 1x5s: 20C: / bis Entladeende: 10C, Lastaufschaltung nach ca. 5 (max. 10) Minuten.

Hochlastdiagramm: (2) individuell nach dem C-Rating und Wunschvorgaben: Entweder erhöhte Impulslast (z.B.: 65Ci) und/oder Dauerlast (z.B.: 45Cd) mit Konstantstrom, erhöhte Laderate von 2C bis 4C! Lastaufschaltung nach ca. 2 (max. 5) Minuten nach der Schnellladung.
Nutzkapazität: Ein Kapazitätsverzicht bis zu 5% sind unschön aber tolerierbar, darüber nicht mehr!
Zellendrift bis zur Entladespannung: Max. 0,3V/Z Differenz sind noch tolerierbar, darüber nicht mehr.
Impulsstrom: Kombination von mehreren Strömen (I1 / I2
/ I3) wobei die Li-Zelle nicht 62°C (70°C, bzw. HV: 58°C) überschreitet.
Innenwiderstand Kennwert (DC-Ri):
(3) nach ca. 50s/105s/160s (Standardlastdiagramm: 3 x 5s-25C Lastimpulse) während der Impulslast aufgenommen und anschließend gemittelt. Beim speziellen Hochlast-Impulsdiagramm werte ich die ersten drei 45Ci Impulse aus und nenne sie.
Kühlung: keine Kühlung, liegend
in Längsrichtung beim Testen auf einer feuerfesten Unterlage.
Temperaturmessung: Seitlich im oberen Drittel unter dem Schrumpfschlauch mittels Mikrofühler direkt auf dem Alumantel (Metall); Stichprobenkontrolle per Infrarot an einer geschwärzten Stelle des LiPos.
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(1)
Unter 18°C tritt ein merklicher Leistungseinbruch und über 70°C eine Zyklenreduzierung ein. Dieser Wert sollte die Obergrenze sein, denn einige Hersteller geben sogar nur 60°C Maximaltemperatur an! Sicherheitsabschaltung bei 65°C (Pack) bzw. 70°C (Einzelzelle). Zellen im Pack haben eine höhere Eigenerwärmung, drum nur bis 65°C! Ausnahme sind die neuen HV-LiPos, hier erfolgt die Temperaturabschaltung schon oberhalb 58°C.

(2) Herstellerangabenabhängig! Definition des Dauerstroms wie folgt: Die U(Mittel) muss über 3,4V (2,5V Li-Fe) /Z und die U (Min.) über 3,2V (3,3V/Z HV-LiPo, 2,3V Li-Fe) sein. Die Erwärmung darf nicht über 65°C (68°C-Einzelzelle) am Entladeende betragen! Bei "Konstantstrom-Last" sogar nur bis max. 62°C (58°C HV-LiPos) wegen des stark ausgeprägten Nachheizens des Packs!
Als "Dauerlast" (C-Angabe) ist ein typisches und praxisgerechtes Hochlastprofil (hohe Lastspitzen über 'zig Sekunden hinaus) eines Modellantriebs gemeint, keine konstant/linear anstehende Last. Es ist aber damit voll vergleichbar, wenn eine Nutzkapazität bis zu max. 80% DoD ausgenutzt wird und die Temperaturgrenze nicht 62°C übersteigt! ... hiernach gebe ich das "gemessene C-Rating" an!
Sporadisch durchgeführte Stichproben mittels der Konstantstromlast bestätigen diese Vorgehensweise. Es ist ein Näherungswert der sehr gut mit der Praxis übereinstimmt. Die typische C-Toleranz dabei: +2C bis max. -3C! Das entspricht auch der "typischen" Fertigungstoleranz eines Zellentypes über einen größeren Fertigungszeitraumes.

(3)
Der Innenwiderstand (DC-Ri Kennwert) einer Li-Zelle ist sehr temperaturabhängig! Darum erfasse ich den DC-Ri mit dem Impulslaststrom zusammen (Ri = deltaU / delta I). So erhalte ich keine Traumwerte durch zu starke Temperaturüberhöhung. Tendenziell ist die Erwärmung bei den Akkutypen nicht so weit auseinander, dass sie "deutlich" beinflussend wirken könnte! Auch ist damit eine gute Vergleichbarkeit gegeben. Es werden nur die Maximal- zu Minimalwerte des Impulses genommen. Die drei Einzelwerte addiere ich und bilde einen arithmetischen Mittelwert (Wert in mOhm).



DoD: (depth of discharge)


... wird bei neuen Gegebenheiten angepasst bzw. ergänzt!



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