Ist die Spannung ein genaues Maß zum Testen der Ladung eines NiMH-Akkus?

Ich verwende regelmäßig wiederaufladbare 1,2-V-AA-NiMH-Batterien, und ich möchte mein Multimeter verwenden können, um sowohl zu testen, wie viel Ladung sie haben, wenn ich sie aufgeladen habe, als auch wie viel Ladung sie zu einem beliebigen Zeitpunkt übrig haben. Da ich jedoch ein Elektronik-Neuling bin und etwas recherchiere, bin ich verwirrt darüber, wie direkt die Spannung mit dem Ladezustand einer Batterie korreliert, da es viele widersprüchliche Stimmen zu diesem Thema gibt.

Eine hoch bewertete EE-Antwort hier behauptet, dass die Spannung in direktem Zusammenhang mit dem Ladezustand einer Batterie steht, und besagt:

NiMH-Zellen beginnen direkt bei voller Ladung bei etwa 1,5 V, fallen während des größten Teils ihrer Entladelebensdauer auf etwa 1,2 V ab und sind bei 900 mV ziemlich leer

Dann behauptet diese Antwort hier genau das Gegenteil:

Es ist nicht möglich, die Kapazität einer Batterie mit einem einzigen Satz von Momentanmessungen wie Spannung, Strom und Temperatur zu messen oder zu schätzen.

Bestenfalls kann man sagen, wie viel Strom bei welcher Spannung in die Batterie hinein- oder herausfließt. Auf die Kapazität kann man daraus aber nicht schließen. Wenn Sie die Last kontrollieren können, können Sie sich eine Vorstellung vom Innenwiderstand machen, aber selbst das würde mindestens zwei zeitlich getrennte Messungen erfordern und kann daher nicht sofort durchgeführt werden. Und die Batteriespannung und der Innenwiderstand sagen nichts über die Kapazität aus.

Die FAQ auf GreenBatteries.com behauptet auch, dass die Spannung ungenau ist:

...ein NiMH- (oder NiCd-) Akku bleibt bei etwa 1,2 Volt, bis er fast vollständig entladen ist. Dies macht es fast unmöglich, die verbleibende Kapazität allein anhand der Spannung zu bestimmen

Anderswo im Internet sind die Meinungen bestenfalls geteilt .

Also, ich bin hier, um eine endgültige, endgültige Antwort zu diesem Thema zu erhalten - sind Spannung und ähnliche Messungen genau, um den Ladezustand einer Batterie zu beurteilen?

Wenn nicht, was dann?

Hinweis: Um dies zu einer endgültigen Frage für das Thema zu machen, stellen Sie bitte sicher, dass alle Antworten aus guten Quellen stammen.

Ich habe einige Rayovac Ni-MH AAA-Zellen um 2004 in einer kleinen Taschenlampe verwendet. Die Glühlampe ging in weniger als 10 Sekunden von normaler Helligkeit oder möglicherweise ein kleines bisschen schwach zu völlig tot über. So schnell war der Abfall am Ende des Ladevorgangs. Bei so vielen Variablen wie der Marke der Zelle, dem Alter, der verbleibenden aktuellen Zykluslebensdauer, Schäden durch Rückladung, Temperatur und erhöhter Impedanz durch Elektrolytverlust (Überladungsschaden) kann der Ladezustand anhand der Spannung bestimmt werden, ohne diese anderen zu kennen Variablen machen es kompliziert.
Olins Antwort ist ziemlich gut (seine Antworten sind es fast immer). ABER es hängt mehr mit dem Entladen zusammen. Er sagt NICHT, dass Spannung ein gutes Maß ist. Er sagt im Wesentlichen, dass es nicht ist. Die Spannung liegt über den größten Teil des Entladebereichs nahe bei 1,2 V pro Zelle. Wenn Zellen leicht variieren (wie sie es mit dem Alter tun), verwechselt dies die Spannung gegenüber dem Ladungsmesswert. Beachten Sie sorgfältig seine und andere Warnungen bezüglich Ungleichgewicht und Ende des Ladevorgangs. Eine einzelne schlechte Zelle kann in die negative Polarität getrieben werden, während ein Serienpaket noch in Ordnung aussieht.
Beim Laden bei etwa C/10 liegt der Endpunkt nahe bei 1,45 V pro Zelle. Wenn Sie eine Seriensaite aufladen und eine eher aufgeladen ist als der Rest, können Sie sie ernsthaft überladen, bevor die anderen aufgeladen werden.

Antworten (3)

Die Antwort ist natürlich weder extrem, noch irgendwo dazwischen.

An der Spannung können Sie den Ladezustand einer Zelle ablesen

Wenn eine Zelle ohne Last 1,5 V misst, ist sie voll aufgeladen. Sie sollten diese Zelle nicht weiter aufladen. Wenn es 1,5 V beim Laden bei niedrigem Strom beträgt, ist es ziemlich voll aufgeladen.

Wenn eine Zelle ohne Last 0,9 V misst, ist sie vollständig entladen. Sie sollten diese Zelle nicht weiter entladen. Tatsächlich hätten Sie aufhören sollen, sich zu entladen, als es unter Last 1 V betrug.

Verwenden Sie auf jeden Fall ein Multimeter, um die Klemmenspannung einer Zelle zu messen, die fertig aufgeladen ist. Es wird Ihnen sagen, dass es keinen Sinn mehr macht, die Zelle aufzuladen. Ob die Zelle jetzt 100 % oder 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität enthält, wird Ihnen nicht gesagt, nur ein Entladetest wird Ihnen das sagen.

An der Spannung kann man den Ladezustand einer Zelle nicht ablesen

Wenn eine Zelle unter oder ohne Last 1,2 V misst, können Sie nicht sagen, wo ihr Ladezustand zwischen 10 % und 90 % liegt. Wenn Sie das Laden oder Entladen stoppen oder starten, stellen Sie fest, dass die Klemmenspannung in den ersten Sekunden um 10 mV und in den wenigen Minuten um weitere 10 mV wandern kann, und zwar auf eine Weise, die nicht dadurch modelliert wird, dass die Klemmenspannung von der Ladung abhängt allein. Mit der Flachheit der Entladungskurve zerstört diese Abhängigkeit von der Geschichte ziemlich jede Vorhersagekraft, die das Messen der Spannung allein zu beanspruchen versuchen könnte.

Aus diesem Grund verwenden praktische Batteriemesssysteme einen Gas-Gauge-IC (Coulomb-Zähler), um den Ladezustand direkt zu verfolgen.

Ich würde vorschlagen, dass dies eine vernünftige Dokumentation zu NiMh- Batterien ist.

Es zeigt dies als Ladekurve:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die meisten Laptops, die NiMH-Akkus verwendeten, hatten einen Temperatursensor, um die Ladeunterbrechung sicherzustellen ... und ein Entlüften der Batterien zu verhindern. Das war, bevor wir komplexe Batteriemanagementprozessoren hatten, die die Lade-/Entladekurven viel besser verstanden.

Sie können die Batterien aber eindeutig mit einem Spannungssollwert laden, solange Sie sie nicht zu 100 % aufladen. Zum Beispiel würden Sie gemäß dieser Dateneinstellung an einem voll geladenen Punkt von 1,55 V pro Zelle keine Probleme erwarten, aber nur etwa 95 % Ladung zurückgeben. Das stimmt jedoch nicht , die Batterieklemmenspannung variiert erheblich mit der Temperatur.

Für Zellen verschiedener Hersteller würden Sie einige geringfügige Abweichungen erwarten, und ein allgemeiner Kurvensatz für das Laden mit konstantem Strom von NiMH sieht folgendermaßen aus:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier können Sie sehen, dass die Auswahl eines Zielpunkts mit konstanter Spannung sehr schwierig ist, es sei denn, Sie befinden sich in der australischen Wüste.

Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet also ... Nein, Sie können NiMH-Akkus nicht auf einen vollständig geladenen Zustand mit konstanter Spannung aufladen. Sie müssen die Spannungsmessung und Temperaturänderung „über dem Hügel“ verwenden, um die Batterie zu 100 % voll aufzuladen.

Auch die Verwendung Ihres Multimeters zur Überprüfung des Ladezustands ist problematisch. Das hängt von der Zelltemperatur ab. Sie könnten ein Diagramm Ihrer einzelnen Zellen erstellen und sich eine Vorstellung vom Ladezustand machen, aber der einzige Weg, um sicher zu sein, besteht darin, die während des Ladens und Entladens gespeicherte Energie zu messen.

OP fragt nach Entladespannung, nicht nach Ladespannung. Sie haben die falsche Frage beantwortet (so gut Ihre Antwort auch ist).
Sie haben teilweise Recht ... das OP fragte, ob er mit seinem Multimeter den Ladezustand überprüfen könnte ... was auch eine vollständige Aufladung beinhaltet. Ich füge das Extra hinzu.
Man sollte Abb. 12 von Energizer nicht zitieren. Es vergleicht T, U und p mit willkürlichen Einheiten, Offset und Skalierung. Das ist entweder albern oder absichtlich irreführend.

Eine Leerlaufspannungsprüfung ist grundsätzlich nutzlos. Der Innenwiderstand der Batterie ändert sich mit zunehmendem Alter. Sie müssen die Batterie einer bekannten Belastung aussetzen und die Spannung überprüfen.

Ist die Spannung ein genaues Maß zum Testen der Ladung eines NiMH-Akkus?
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