Oplaadbare batterijen


Fotografie » Batterijen » Oplaadbaar » Ladingstoestand meten

Hoe kan men de ladingstoestand van een accu meten?

Er bestaan twee methodes om de overgebleven lading van een accu te meten (resterende capaciteit):

Coulombmeter

De coulomb is de eenheid van lading. De coulombmeter meet de stroom. Er is een overeenkomst tussen coulomb en mAh:

1mAh = 3.6C

Om de stroom te meten gebruikt men een weerstand van lage waarde of een hallsonde. Na een volledige ontlading kan de processor de overgebleven lading berekenen aan de hand van de stroom die door de meetsonde gelopen is.

Het bepalen van de ladingstoestand met een coulombmeter is de meest nauwkeurige methode als men rekening houdt met volgende eigenschappen:

Dit systeem wordt daarom in batterijpacks van laptop computers gebruikt, in smartphones en dergelijke. De processor zit in de batterijpack en wordt ingeschakeld van zodra het toestel stroom trekt, maar ook om het minuut om het natuurlijk ladingsverlies te meten. De berekening is nauwkeurig bij accus die een hoog coulomb-rendement hebben zoals lithium accus. Een aanduiding in percenten kan enkel gebeuren met zo'n meting.

Om de nauwkeurigheid van het systeem te behouden is het nodig dat de accu op geregelde tijdstippen volledig ontladen wordt (al is dit niet goed voor de accu zelf). Door een volledige ontlading te doen kan de processor de effektieve batterijcapaciteit bepalen (de bruikbare batterijcapaciteit vermindert met de tijd en het gebruik).

Spanningsmeting

Het is niet mogelijk de ladingstoestand van een accu te bapalen door de klemspanning in rust te meten. De spanning is redelijk constant ongeacht de staat van de ontlading (dit is een kenmerk van accus met een hoog rendement). Als de accu stroom levert, dan zakt de spanning afhankelijk van de belasting (ten gevolge van de inwendige weerstand van de accu).

Bij loodaccus kan men de ladingstoestand schatten door de klemspanning in rust te meten. Tijdens de ontlading wordt het zuur gebonden en daalt zijn concentratie, waardoor ook de klemspanning lager wordt. De accu moet minstens een uur in rust zijn zodat het zuur zich opnieuw gemengd heeft, dan pas kan de ladingstoestand geschat worden.

Bij lithium en NiMH cellen levert de meting slechts een algemeen beeld. Bij lithium accus kan de rustspanning lichtjes verschillend zijn naargelang de gebruikte grondstoffen. Lithium-ijzer-fosfaat batterijen hebben een andere klemspanning.

LadingstoestandNiMHLithium
••U > 1.3V U > 3.8V
u > 1.2V U > 3.7V
u > 1.1V U > 3.6V
u > 1.0V U > 3.5V
De ladingstoestand wordt aangegeven door een reeks led-lampjes of door een led-lampje die een aantal keren knippert (lader).

Als men een voltmeter gebruikt om de ladingstoestand te bepalen, dan kan men slechts een schatting doen. In rust heeft een NiMH een spanning van 1.2V. Het is enkel als de accu stroom levert dat men de overgebleven lading kan schatten. Als de accu nagenoeg leeg is, dan zijn er minder aktieve stoffen over en daalt de spanning meer als de accu belast wordt met een standaard-belasting. Eenmaal de ontlading gestopt wordt, dan stijgt de spanning weer naar 1.2V. Het is dus mogelijk de overgebleven lading met een wat hogere betrouwbaarheid te meten als men de meting doet terwijl de accu een vaste stroom levert.

Resterende batterijcapaciteit meten

Spanning bij een ontlaadstroom van 0.1C (trage ontlading) en 1C (snelle ontlading), maar ook in rust bij een bepaalde ladingstoestand (meting na een uur).
De midpoint spanning is de spanning in rust bij een lading van 50%. Bij een NiMH accu is die spanning bijna identiek voor een ladingstoestand van 75% tot 25%. De rustspanning kan enkel aangeven of de accu bijna leeg is of nagenoeg geladen is.

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren