HET 20 (3)
Das HET 20 arbeitet mit Vier-Leiter-Messtechnik, also mit je zwei Leitungen für die Strom- und Spannungsmessung.
Wenn man sich die Größenordnung zu messender Innenwiderstände vor Augen hält – bei gesunden NiMH-Zellen sind es üblicherweise deutlich weniger als 50 mΩ, bei einer Blei-Zelle sind es weniger als 10 mΩ – dann sind die Übergangswiderstände an allen Kontaktflächen im Messaufbau und die Widerstände der Messleitungen nicht vernachlässigbar, sondern können in der Summe leicht ein Mehrfaches des erwarteten Messwerts betragen. Eine Messleitung mit einem Querschnitt von 1 mm² und einer Länge von 50 cm hat zum Beispiel einen Durchgangswiderstand von 13 mΩ (Quelle: Hirschmann). Der Innenwiderstand (Ri) wird vom HET 20 aus der Differenz von Leerlauf- und Lastspannung berechnet (Spannungsabfall am Innenwiderstand des Akkus), somit darf die Spannungsmessung nur direkt am Akku erfolgen, wenn das Ergebnis aussagekräftig sein soll.
Auch bei der Entladung spielen diese Betrachtungen eine Rolle. Legt man eine Entladeschlussspannung von 0,8 V zugrunde, bis zu der man mit einem Strom von 10 A entladen möchte, dann darf die Summe aller Widerstände im Stromzweig nicht größer als 80 mΩ sein. Dazu zählen der Ri des Akkus, die Widerstände in der Verkabelung und der Ri der Endstufe des HET 20. Letzterer ist durch die Verwendung des Infineon IPP03N03LA MOSFET-Transistors mit einem Drain-Source-Widerstand von 2,7 mΩ sehr klein.
Nach meiner Erfahrung sollte man Akkus bei der Ri-Messung einigermaßen „hart anfassen“, also mit einem Entladestrom gleich oder größer dem zweifachen Wert der Nennkapazität bezogen auf eine Entladedauer von einer Stunde. Für einen AA-Akku mit einer Kapazität von 2000 mAh würde ich die Messung bei 4 A durchführen, für einen Bleiakku mit 8 Ah wären es entsprechend 16 A. Diese Werte sind kurzzeitig problemlos entnehmbar, andernfalls handelt es sich um bereits vorgeschädigte Zellen, die dann gesondert behandelt werden müssen. Modellbauer werden darüber ohnehin noch schmunzeln.
Das HET 20 regelt den Entladestrom nach dem Entladestart zunächst an den Vorgabewert heran. Nach spätestens ein bis zwei Minuten sollte sich auch akkuseitig ein stabiler Ri-Messwert eingestellt haben, die Messung kann dann abgebrochen werden. Für vergleichende Messungen sind gleiche Ausgangsbedingungen unerlässlich. Idealerweise sind zu messende Akkus daher voll aufgeladen und hatten nach der Aufladung noch einige Minuten Zeit, sich chemisch und temperaturmäßig zu stabilisieren.
Siehe auch:
HET 20 (Teil 2)
HET 20 (Teil 4)
