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Fortschrittliche Batterieranalyser

Wie werden Batterien geprüft und gewartet? Dieser Artikel beschreibt die Fortschritte der modernen Batterieanalyser und erklärt, wie solche Geräte in der Industrie verwendet werden. Während Organisationen, wie z.B. Polizeidienste, Batterieanalyser schon seit 2 Jahrzehnten zur Regeneration ihrer Batterien und zur Verlängerung der Lebenserwartung der Nickel-Kadmium-Batterien einsetzen, haben Analyser nun auch in den Märkten von Mobiltelefonen, tragbaren Computern, Medizin und Verteidigung Fuss gefasst. Die früheren Modelle waren unpraktisch, und waren nicht zum einfachen Wechsel von Batteriechemien vorgesehen. Dazu kam, dass die Analyser nur begrenzte Wartungsmöglichkeiten anboten; auch gab es noch keine Schnelltestresultate und Regeneration, was die Kunden heute verlangen.

Die letzten Jahre brachten eine Wiedergeburt der Batterieanalyser. Mit dem Übergang von Batterien auf Nickelbasis mit grossem Unterhaltsbedarf zu den unterhaltsfreien Batterien auf Lithiumbasis, wurden auch die Aufgaben der Batterieanalyser verändert, und zwar von der lebensverlängernden zyklischen Wartung zum Schnelltest und Aufwecken.

Analyser mit festem Strom
Es gibt zwei Basistypen von Batterieanalyser: Die Version mit festem Strom und die programmierbare Version. Feststromgeräte ist das billigere der zwei Systeme, und laden und entladen eine Batterie mit einem voreingestellten Strom von ca. 600mA. Kleinere Batterien werden vernünftig schnell gewartet, aber für gössere Batterien ist es zu langsam. Die Wartungszeit für eine 1800mAh-Batterie ist dreimal so lang, wie jene einer 600mAh-Batterie. Die Kapazitätsangabe ist in mAh und wiederspiegelt die Länge der Entladezeit. Die Feststromanalyser waren die Vorgänger der programmierbaren Geräte.

Programmierbare Analyser
Die programmierbaren Analyser gestatten eine Wartung der Batterie mit den entsprechenden Parametern. Die Lade- und Entladeströme werden den Batterieeinstellungen entsprechend angepasst, und die Spannung ist derart eingestellt, dass Batterien mit unkorrekten Spannungen erkannt werden. Diese Analyser bieten zuverlässigere Messresultate, und erlauben einen grösseren Wartungsdurchsatz als mit Feststromgeräten. Dazu kommt, dass programmierbare Analyser besser geeignet sind, neuere Batteriesysteme zu unterhalten, und es ist erwiesen, dass schwache Batterien effizient regeneriert werden können. Die Cadex-Serie C7000 ist solch ein programmierbarer Batterieanalyser.

Batterieadapter

Die Verbindung zwischen Batterie und Analyser war schon immer eine Herausforderung. Techniker haben ganz seltsame Einrichtungen erfunden, mit Federn und Hebeln, derart kompliziert, dass nur sie selbst in der Lage waren, sie zu verwenden. Alle anderen liessen vor Angst die Hände davon
Cadex löste das Interfaceproblem mit kundenspezifischen Adaptern für übliche Batterien und mit Universaladaptern für spezielle Batterien. Die kundenspezifischen Adapter sind am einfachsten zu bedienen und liefern die zuverlässigsten Testresultate. Mit Hilfe von Kabels werden grössere Batterien gewartet; sie werden auch verwendet, wenn kein Adapter besteht. Kleinere Batterien können mit dem Cadex FlexArmTM-Adapter gewartet werden. Zwei Federkontakte, auf flexiblen Armen montiert, dienen zur Kontaktierung der kleinen Batteriekontakten. Magnetische Führungen halten die Batterie in der richtigen Position, und ein Temperatursensor überwacht die Batterie. Figur 1 zeigt den Cadex FlexArm.

Figur 1: Cadex FlexArm™. Der FlexArm , mit Schnappverschluss im Batterieanalyser Cadex Serie C7000 eingesteckt, verbindet die flexiblen Arme mit den Batteriekontakten. Magnetische Führungen halten die Batterie in der richtigen Position. Der FlexArmTM kann bis zu 10 Batteriekonfigurationen speichern, und jede kann mit einem eigenen Namen gekennzeichnet werden.

Die Cadexadapter enthalten einen Speicherchip, welcher denn Analyser mit den richtigen Einstellungen konfiguriert. Jeder Adapter kann bis zu 10 Konfigurations-Codes speichern, um bis zu 10 verschiedene Batteriemodelle warten zu können. Die Parameter können mit wenigen Handgriffen auf der Analysertastatur verändert werden. ad.

Wartungsprogramme
Fortschrittliche Batterieanalyser sind in der Lage, die Batteriequalität zu evaluieren und die Batterien mit schwacher Leistung zu verbessern. Das System von Cadex, zum Beispiel, wendet automatisch ein Regenerationsprogramm an bei Batterien auf Nickelbasis, wenn die vom Benutzer festgelegte Zielkapazität nicht erreicht worden ist. Andere Programme sind Prime (Formatieren), die neue Batterien für den Feldeinsatz vorbereiten, Charge (Laden) für schnelle Aufladung einer Batterie und Custom (durch den Benutzer erstellte Programme), um spezielle Zyklen durchzuführen, bestehend aus laden, entladen, regenerieren, Schwebeladung oder jede Kombination, inklusive Ruheperioden und Repetitionen.

Viele moderne Analyser bieten ebenfalls Schnelltestprogramme für Batterien an. Dies verlangt oft die Eingabe der Batteriespannung und der Nennkapazität (in mAh). Um zuverlässige Messresultate zu erhalten, kann auch eine batteriespezifische Matrix nötig sein. Der Cadex QuickTest™ speichert die Matrix im Batterieadapter, zusammen mit dem so genannten Konfigurations-Code. Durch das Einsetzen des Adapters in den Analyser, wird dieser mit den richtigen Parametern für die Batteriewartung geladen. Die Einstellungen sind jederzeit sichtbar.

Mit dem System von Cadex ist die Matrix normalerweise beim Kauf eines Adapters inbegriffen. Bei fehlender Matrix, kann diese durch Scannen von verschiedenen Batterien mit verschiedenem Gesundheitszustand selber erstellt werden. Die Testzeit ist 3 Minuten, und ein Ladezustand des Prüflings zwischen 20 und 90% ist erforderlich. Ist der Ladezustand ausserhalb dieses Bereichs, führt der Analyser automatisch eine kurze Ladung, bzw. Entladung durch


Viele Batterien werden entsorgt, obwohl eine Regeneration möglich wäre. Mobiltelefonhändler bestätigen, dass 80-90% der zurückgebrachten Mobiltelefonbatterien mit einem Batterieanalyser repariert werden können. Leider sind die meisten Händler gar nicht eingerichtet, um den Andrang von Garantiefällen bei Batterien bearbeiten zu können, und die Batterien werden einfach dem Hersteller zum Ersetzen zurückgeschickt, oder entsorgt. Der Schnelltest erlaubt, die Batterie zu prüfen, während der Kunde wartet. Kleinere Batterieprobleme können vor Ort gelöst werden.

Ein typischer Fehler bei Lithium-Ion-Batterien ist eine zu starke Tiefentladung. Wenn eine Zelle unter 2,5V entladen wird, wird die eingebaute Sicherheitsschaltung abgeschaltet und die Batterie kann mit dem herkömmlichen Ladegerät nicht mehr aufgeladen werden. Eine zu starke Tiefentladung kann eintreten, wenn eine Batterie nach einer übermässigen Belastung während längerer Zeit nicht mehr aufgeladen wurde.

Der Cadex Batterie Analyser enthält die Möglichkeit Boost, ein Programm, das Batterien, die als 'tot' erscheinen, wieder reaktivieren kann, indem ein schwacher Strom an die Batterie angelegt wird, um zuerst die Sicherheitsschaltung zu speisen und dann die Zellenspannung auf Normalwert zu bringen. Sobald die Funktionsspannung erreicht ist, kann die Batterie normal geladen und getestet werden. Eine 'aufgeweckte' Batterie wird fehlerfrei funktionieren, solange eine wiederholte Tiefentladung verhindert wird.

Drucken
Die meisten Batterieanalyser sind in der Lage, Wartungsberichte und Batterieetiketten zu drucken. Diese Möglichkeit vereinfacht die Wartung, speziell wenn es sich um Batterieflotten handelt, wo der Netzbetreiber periodische Wartungsanforderungen berücksichtigen sollte. Gedruckte Rapporte sind auch hilfreich für das Wartungspersonal des Kunden und für Ingenieure.

Figur 2: Etikettendrucker
Der Etikettendrucker druckt automatisch nach Ende der Wartung eine Etikette aus. Die Etikette enthält verschiedene Informationen wie z.B. Wartungsdatum, Datum der nächsten Wartung, Batteriekapazität und Innenwiderstand

Das Etikettieren einer Batterie mit Wartungsdatum und Testresultaten ist selbst-verwaltend, im Sinn, dass der Benutzer nur Batterien einsetzt, die sauber beschriftet sind und erst vor kurzem gewartet wurden. Batterien, deren Wartungsdatum überschritten worden ist, werden nicht verwendet. Mit einem solchen System hat der Benutzer zu Recht volles Vertrauen, dass die Batterie den Einsatz überdauert und die benötigte Energie abgeben kann. Schwache Batterien werden entfernt.



Über den Autor
Isidor Buchmann ist der Gründer und Geschäftsführer von Cadex Electronics Inc., in Vancouver BC. Herr Buchmann hat fundierte Basiskenntnisse in der drahtlosen Kommunikation und studierte über zwei Jahrzehnte hinweg das praktische Verhalten von wiederaufladbaren Batterien und ihre täglichen Verwendungen. Als Autor gewann er Auszeichnungen für viele Artikel und Bücher über Batterien. Herr Buchmann's technische Ausführungen gingen rund um die Welt.
Cadex Electronics ist Hersteller von fortschrittlichen Batterieladegeräten, Batterieanalysern und PC-Software. Für Produktinformationen besuchen Sie bitte www.cadex.com.


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© Copyright 2003 - 2005 Isidor Buchmann

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