Belastningsmätning batterier

[ChristerN 2 510]

Hej

 Jag tänkte berätta hur jag gjorde när jag skulle belastningstesta mina batterier.

Jag skaffade en 10W halogenlampa med hållare som jag skulle ansluta till ett batteri i taget och mäta spänningen före och sen var 12:e timme under testet.

Jag valde ett gammalt 125Ah batteri som stod i ett förråd för att testa metoden (och det är så långt jag har hunnit just nu). Jag började med att ladda batteriet fullt och sedan koppla bort laddaren och låta batteriet stå i 12 timmar.

Jag mätte vilospänningen innan jag kopplade in lampan, mätte igen och mätte sedan spänningen var 12:e timme ner till ett värde som låg strax under 12,12 V som ett batteri har i vilospänning när det har 50% laddning kvar. Jag skulle då ha marginal mot att dra ur allt för mycket ur batteriet.

Jag fick då följande mätserie:

 

Inkoppling     12,80

Efter 12 h       12,44

Efter 24 h       12,34

Efter 36 h       12,24

Efter 48 h       12,14

Efter 60 h

Frånkoppling 12,00

 

Efter 6 tim vila 12,14

 

Om jag då använde formeln I=P/U, dvs Strömmen (i Ampere) = Effekten (i watt) / Spänningen (i volt) fick jag att batteriet efter 12 timmar gett ifrån sig
(I = 10 watt / 12,44 volt) x 12 h, dvs 10/12,44=0,804 A x 12 h = 9,65 Ah

Nästa mätning gav I = 10 W / 12,34 v, dvs 10/12,34=0,81 A x 12 h = 9,72 Ah.

Då började jag fundera. Lampan kan väl inte dra mer när spänningen går ner? Det borde vara tvärtom!

Efter konsultation av yngste sonen kom vi fram till att det är mer korrekt att använda motståndet i lampan enligt Ohms lag och räkna på effekten utifrån det.

 

Sagt och gjort.

Först tar vi reda på hur mycket 10-watts lampan drar vid exakt 12,0 volt med hjälp av formeln P=UxI, dvs I=P/U, dvs I=10/12,0, dvs 0,833 (Ampere per timme vid 12 volt).

Sen använder vi formeln U=IxR där U fortfarande är spänning i Volt och I är strömmen i Ampere och där R är motståndet hos lampan.

Formeln motsvaras av R=U/I, dvs R=12,0/0,833 vilket ger R=14,4 Ohm

Om man sedan använder det som ett fast värde i uträkningen får man följande:

Vid 12,44 V ger formeln I=U/R:

I=12,44/14,4, dvs I=0,864

Och under 12 timmar har då lampan dragit 0,864 x 12 = 10,367 Ah

Nästa värde ger I=12,34/14,4, dvs I=0,857 och på 12 timmar 10,283 Ah

Då fick jag följande

 

Inkoppling      12,80    Ah

Efter 12 h        12,44  10,37

Efter 24 h        12,34  10,28

Efter 36 h        12,24  10,20

Efter 48 h        12,14  10,12

Efter 60 h        12,00  10,00

Den sammanlagda uttagna kapaciteten blev då nästan 51 Ah innan batteriet nått ner till 50% kapacitet. Egentligen är den betydligt mer eftersom jag använt det sista värdet på spänning i varje mätintervall.

 

Med detta inlägg tänkte jag dels dela med mig av min metod (och tar gärna synpunkter på om den är bra eller om det finns bättre) dels ge en liten varning om att det är lått att tänka fel som jag gjorde i början.

Jag tänkte använda denna metod för att ta reda på om något av batterierna i min bank mår mindre bra eftersom jag inte får den kapacitet jag förväntar mig i mina nästan nya batterier.

 

(Edit: gjorde tabellerna med värden mer läsbara)

Senast ändrad av ChristerN | 07 november 2010 | 19:07

[HenrikGbg 9]

Bra initiativ.

Det är dock så att lampans inre motstånd -glödtråden-  varierar med spänningen, så mera korrekt vore nog att mäta strömmen som lampan drar vid den uppmätta spänningen för varje mätcykels början och slut och ta dess  medelströmsvärde. Det kanske ger ett sannare värde.

Stig.

[Flummo 2]

Även lämpligt att tänka på att batterikapaciteten anges vid 10h (eller om det var 5h), alltså anges den kapacitet som batteriet klarar att leverera på 10 timmar, för att sedan vara tomt. Dit 125Ah batteri kan alltså ge 12,5A under 10 timmar.

Tar man ut högre ström minskar batteriets kapacitet (det räcker inte till många minuters nätande på startmotorn exempelvis), medan kapaciteten är mycket högre om man bara tar ut lite ström, som din lilla 10W lampa. Lite som att skicka ut en soffpotatis på maraton, han kanske klarar att gå hela sträckan, men försöker han springa i samma fart som alla andra kommer han inte många kilometer innan det är definitivt stopp...

[ChristerN 2 510]

Stig (HenrikGbg)

Du har helt rätt. Tanken var från början att mäta mina olika batterier och sen bara jämföra värdena med varandra eftersom jag misstänker att ett av dem är felaktigt. Sen började jag fundera på vad det var resultaten visade och sen var jag inne på vad de egentligen ger i Ah. Då skulle jag naturligtvis valt värdet mitt emellan de olika mätningarna för att få ett mer rättvisande värde. Får bli sen med de batterier jag har i förbrukarbanken.

Flummo

Visst ja, vi har den där Peukert . Men samma här. Jag började i en ände och blev sen lite mer intresserad av vad mätningarna visade. Jag tror inte jag bryr mig om Peukert för mina mätningar men visst har du rätt.

Fler inputs?

 

[henriknil 42]

Enligt dom batterinfo osv som jag sett så menas att vid 12,3 volt har man 50% laddningstillstånd om man går ner till 12 volt så är det ca 25% och då är man väl och tassar nära djupurladdningsgränsen eller..så man borde väl inte räkna med att gå under 12,3 volt för batteriernas skull och bara räkna in det i batterikapacitet annat än som reservtank eller så.

Annars så verkar det ju vara ett bra sätt att kolla sina batteriers kapacitet och skick på.

Källa. Båtel batterier 4.2  Skyllermarks

Hälsningar Henrik

Senast ändrad av henriknil | 08 november 2010 | 07:30

[ChristerN 2 510]

Jag har sett flera olika uppgifter om hur hög spänningen ska vara vid 50% laddning men samtliga avser batterier i vila. I mitt fall lät jag spänningen gå ner till 12,0 för jag är inte så rädd om detta batteri och 6 timmar efter att jag kopplat bort lampan var spänningen uppe i 12,14V.

Skyllermarks är en god källa för kunskap om batterier men de anger ett fulladdat batteri till 12,9V (i samma tabell uppger de 12,3V som halvladdat).

Ett fulladdat bly-syra batteri når 12,72V vid vila när det har full laddning menar de flesta andra. Vem man ska tro på avgör man själv.

[Flipp760 0]

En i mitt tycke enklare lösning är att använda en korgrillare dvs en riktig batteriprovare.

Enkel modell finns hos exempelvis Biltema:

http://www.biltema.se/sv/Bil---MC/Bil-tillbehor/Bil-el/Batteritestare-612-V/

Naturligtvis finns mera sofistikerade modeller med mera automatik osv men gemensamt för dem är att de gör ett bra belastningsprov.

För yrkesmässigt bruk finns det rejäla doningar:

 http://www.programma.se/se/battery.php

[Flipp760 0]

Glömde säga att du annars kan ta med batterierna till någon bil-el firma eller bilskrot. De brukar ha bra belastningsmätare.

[ChristerN 2 510]

Tack för tipsen!

Jag undrar dock hur dessa fungerar med förbrukningsbatterier då de är avsedda att mäta startbatterier och deras karakteristik med snabb, stark ström?

Sen påminner de mig om när jag hade bilen på serviceverkstan för ett tag sedan. De redovisade ett antal plus-tjänster där en var att de hade mätt hur fräscht mitt batteri i bilen var och resultatet var nästan som nytt. Eftersom jag länge känt att batteriet varit på väg att tappa kapaciteten blev jag lite förvånad. Nästa morgon var det knappt att bilen startade... Så mycket för den mätningen

[henriknil 42]

Jag tycker ändå att det verkar vara ett bra sätt att mäta sina batterier på, eller om man tar en något starkare lampa och kontrollerar hela batteribanken också, sen får man själv göra en bedömning på hur lågt man tycker det är ok att spänningen sjunker till och om man mäter spänningen med lampan urkopplad eller inkopplad, det skiljer så klart på 12 volt med en lampa inkopplad eller att batteriet är urkopplat, I tabellerna så anges ju alltid att batteriet ska vara frånkopplat vid mätningen. Så har man en lampa inkopplat medan man mäter så kan 12 volt vara relavant, det beror ju på hur mycket det sänker spänningen med att ha lampan inkopplad och hur långt man vill pressa sina batterier.

Henrik

[Funkis 143]

Hmmm... bra tänk här. Visserligen finns ett antal felkällor men du får ändå ut användbara resultat? Det menar jag baserat på att du bara vill jämföra mellan dina olika batterier...

De felkällor som finns är redan nämnda, lampans resistans varierar och då varierar dina värden på effekt? Peukert eller hur han nu stavar är ett reellt problem som gör att dina batterier kan variera med kanske upp till 20% i kapacitet beroende på vad du mäter mot...
( Kan som kuriosa säga att jag precis installerat en sk batterimätare och döm om min förvåning då jag såg att grundinställning var värdet 1,0 på Peukerts konstant medan de rekommenderar 1,15 i manualen... en klar felkälla? Men batteritillverkarna anger sällan korrekt värde, tyvärr! )

Vilospänning är också oklart vad det innebär. Men värdet 12,9 V verkar väldigt högt tycker jag, en stor tillverkare av sk truckbatterier på 2V säger i sin text att ett 50% urladdat batteri har ca 2,01-2,02V vilket skulle göra ca 12,06 -12,12V? Fullt laddat ca 2,12V vilket skulle indikera ca 12,72 vilket ju är ett spritt värde i många sammanhang? Men för att mäta energiinnehåll så är det svårare? Du säger att dina batterier inte motsvarar dina förväntningar? Hur har du mätt... ??

[Seawolf 382]

Dessa typer av batterimätare är avsedda att kolla ett startbatteris förmåga att ge startström till en motor. Alltså stor ström - kort tid.

När det gäller fritids- marin- och framförallt rena förbrukarbatterier som är gjorda för att klara djupare och flera urladdningsscykler, men inte så stora strömmar, så är såna där batteritestare tveksamma.  Förbrukarbatterier är gjorde för  liten ström - lång tid.

[ChristerN 2 510]

Funkis skrev:

Du säger att dina batterier inte motsvarar dina förväntningar? Hur har du mätt... ??

Jag skrev:

eftersom jag inte får den kapacitet jag förväntar mig i mina nästan nya batterier.

Jag har under hösten köpt en Saga 315 som gått som demobåt under året. På min första tur med båten lämnade vi bryggan med fulladdade 3x90 Ah AGM förbrukarbatterier (hade legat på landström i 12 timmar och laddaren sa att det var fullt).

Efter att ha legat stilla i ca 18 timmar utan allt för mycket konsumtion av ström visade min voltmeter 12,3 V över polerna på förbrukarbanken utan att något var igång. Kontrollmätte med en annan mätare som visade samma sak. Inte så helt omöjligt kanske men eftersom jag samtidigt hade full sol på mina 2x44w paneler och en laddning från Maxpower regulatorn på 4 A (vill jag minnas, mätt med tångamperemeter) så förutsätter jag att något är fel.

Det troligaste jag kan komma på är att ett eller flera av batterierna är defekta på något sätt.

Därför belastningsmätning!

Någon som kan komma med andra förslag på identifikation av fel är välkomna. Jag har redan testat att koppla isär dem när de var fulladdade (i grupp) och mätt spänningen över polerna efter 4 timmar. Ingen skillnad mellan batterierna, tyvärr. Så vad jag förstår återstår endast belastningsprovning men tar gärna andra förslag för det är jobbigt att lyfta ur batterierna ur båten och ta hem dem och ladda och testa.

Speciellt med bruten arm

[Funkis 143]

Hmmm... finns många oklarheter som du säger. Om du har så bra med solceller och mäter då ingen annan förbrukare belastar så borde   en voltmeter visa högre, tycker jag med.

Å andra sidan så har jag lärt mig att så fort jag använder ordet borde så går varningsklockor igång och jag får kolla förutsättningarna igen?!

OM vi för ett ögonblick antar att matningen från solcellerna av någon anledning inte når dina batterier så kanske det inte är helt osannolikt. För 12,3 V är i en del tabeller ungefär 60% nivå på dina batterier. Var de inte fulla från början och du ändå har kyl och lite lyse så kanske det stämmer efter att legat stilla 18 tim.

Det jag grunnar på är din landströmsladdare. Om du köpt en båt som redan tidigare legat mycket med en fast monterad laddare så skulle jag kolla om den är anpassad för AGM batterierna. Och laddningstid 12 tim är säkert tillräckligt för en stor laddare men kanske inte för en liten? Så...?

[forgus31 139]

Efter att ha legat stilla i ca 18 timmar utan allt för mycket konsumtion av ström visade min voltmeter 12,3 V över polerna på förbrukarbanken utan att något var igång. Kontrollmätte med en annan mätare som visade samma sak. Inte så helt omöjligt kanske men eftersom jag samtidigt hade full sol på mina 2x44w paneler och en laddning från Maxpower regulatorn på 4 A (vill jag minnas, mätt med tångamperemeter) så förutsätter jag att något är fel.

Nådde verkligen laddningen från solpanelerna din förbrukningsbank.?

Min erfarenhet är att batterispäningen ökar uppåt 13 V även om förbrukningsbanken har laddats ur men påförs ström från min 50W solpanel. Förutsatt att inget drar ström för tillfället.

Mätte du med tångamperemetern på en av batteribankens ledare? Då är nåt batteri kass känns det som. Som drar ström hela tiden, t.ex trasig cell. Borde märkas om du kollar batterina separat en i taget som du gör med belastningsprov.

Belastningsprov är det bästa sättet att kolla hur många Ah man får ut. Gärna med den ström man normalt drar.

[ChristerN 2 510]

Hej och tack alla för fortsatt engagemang!

Landströmsladdaren kanske är lite i klenaste laget (15A) men den indikerade att batterierna var fulla innan jag körde iväg. Sen borde körningen laddningen från solpanelerna ha sett till att batterierna var fulla när jag la till. Min beräknade förbrukning låg på max 36 Ah av de teoretiska 270 så något galet borde (!) det vara.

Vad gäller laddaren och AGM-batterier så har jag fattat det så att AGM-batterierna klarar högre laddspänning men inte måste ha denna. Till skillnad från GEL som behöver högre laddspänning för att bli fulladdade. Sen är laddaren standardmonterad från Saga-varvet liksom batterierna vilket borde innebära att de är anpassade för varandra.

[ChristerN 2 510]

Jag mätte med tångamperemetern över anslutningen mellan regulatorn och förbrukarbankens plus-pol.

Jag har samma erfarenhet som du från min förra båt med mindre paneler, vid laddning från panelerna brukar spänningen ganska snabbt komma upp i 13V.

[Funkis 143]

Klurigt det här med el.... men när du skriver att installationen borde vara okej så skulle jag nog ändå dubbelkolla exakt hur det är kopplat. Hur är dragningen från batteriladdaren samt paneler? Via fina plintar till plus och minus eller kopplat direkt på batteripolerna. Brytare?

Men jag har samma erfarenhet av solpaneler. Så om vi antar att kollen du gör ändå säger att allt är okej kopplat? Då återstår väl bara två slutsatser, antingen så har du en förbrukare som ligger och drar ( du har ingen kyl eller är det den som du anser drar 2A per tim? ) eller så är tyvärr alla dina tre batterier lika dåliga. Överladdning eller något? Så du får göra som du sa inledningsvis, ta loss dem och göra din fina belastningsmätning individuellt.

Man har rejäl hjälp av en sk batterimätare i sådana här fall även om men inte ställt in värdet på Peukert helt rätt...

Senast ändrad av Funkis | 11 november 2010 | 08:43

[ChristerN 2 510]

Kopplingarna är bra. Inget att säga om och de borde inte orsaka problemet.

Under mätningen var det inga apparater som drog någon ström av betydelse, mätt med tångamperemetern. Min förbrukning sedan jag lade till består av kylskåp (0,8Ah) och värmare en stund på natten (0,1-0,8 Ah frånsett starten). Om jag rundar av uppåt och bortser från att jag haft laddning via panelerna även under morgonen uppskattar jag det till 36 Ah.

Din idé med en batterimätare är inte så dum. Tänkte inhandla en sån till mässpris i vår ändå. Får se om jag väntar på det eller om jag, för att kunna jämföra batterierna, kör en jämförelse enligt min ovan redovisade test.

[Thomas-1 311]

Enligt den här gamla tråden så räcker inte snabba mätningar eller datoriserade laddövervakare alltid.
Så idén med långvarig kontrollerad urladdning enligt ovan kan rentav vara nödvändig som komplement, trots fina instrument.

Batterierna i tråden var ju kass, sulfaterade och med dålig ladd-mottaglighet. Kunde faktiskt inte upptäckas trots massor av listiga snabb-mätningar.
http://www.maringuiden.se/forum/;thread=355286
Skyllermark-tipset att fortlöpande notera laddströmmen då man lämnar hamn efter övernattning, ger väl iofs viss koll på sulfateringens framfart. Hjälper förvisso inte när båten ligger på land.
Längst ner i sajten ...
http://www.skyllermarks.se/sv/artiklar/ett-batteri-till

/ Thomas

[Anders_St 74]

... 12,3 V över polerna på förbrukarbanken utan att något var igång. ...full sol på mina 2x44w paneler och en laddning från Maxpower regulatorn på 4 A....

Ursäkta sen reaktion. Men det låter som att solcellsladdningen inte är inkopplad till batterierna alls. Spänning borde som sagt ovan snabbt gå över 13V när solen lyser och du mäter ström ut från regulatorn.

En annan fundering; är din batteriladdare verkligen kopplad till förbrukningen? Lätt kollat; koppla in voltmeter utan att ha laddaren igång och se vad som händer när du kopplar in laddaren till 220V. Spänningen ska direkt stiga 0,1-0,5 V. Minst.

Det är inte så att laddaren bara är kopplad till startbatteriet?

Men föralldel; har du otur kan du ha ett kasst batteri. Med lite otur kan man knäcka det men bara en djupurladdning....

[ChristerN 2 510]

Regulatorn är inkopplad till förbrukarbanken och levererade laddningen jag nämnde. Även laddaren är inkopplad korrekt och ger sin märkeffekt vid urladdade batterier. Testat. (Även generatorn ligger rätt kopplad.)

Och det är just att spänningen var så låg som gjorde att jag började misstänka att något var fel. Får nog bli att koppla loss batterierna och ta hem dem för mätning enligt ovan. Men det får vänta tills min brutna arm läkt...

Suck...

[ChristerN 2 510]

Hej igen

Tänkte jag skulle återkomma med status nu när jag har testat samtliga fyra batterier. De uppvisar alla mycket lika värden vid urladdning.

Jag testade samtliga under 36 timmar och alla hade nästan samma utgångs-spänning och samma slut-spänning. Det sista batteriet testade jag med kontinuerliga mätningar med min tång-amperemeter. Mätningarna visade att jag kunde dra ur ca 31 Ah innan jag nådde en spänning som blev ca 12,3 när batteriet fått vila lite efteråt.

Jag har idag också pratat med Exide som är leverantör av batterierna (bra support, tack för det!).

Det här är min sammanfattning:

Mina 90 Ah AGM-batterier kan laddas ur till 10,5 V vilket är den nivå då 100% av deras kapacitet har utnyttjats. De är då helt slut och färdiga att kasseras.

Enstaka tillfällen kan man ladda ur dem till 11,7 V om man genast laddar upp dem igen utan att de tar allt för stor skada. I detta läge har man tagit ungefär 70% av kapaciteten, dvs 63 Ah vilket ska anses som maximalt uttag. Man bör dock inte ta ut mer än 50% av maximalt uttag, dvs ca 31,5 Ah per batteri för att få bästa hållbarheten. Vid denna nivå ligger spänningen på ca 12,3 V.

Med detta i ryggen behöver jag nu montera tillbaka batterierna i båten och fortsätta min felsökning där. Under våren ska minst två nya AGM-batterier och ett startbatteri inköpas samt en batteri-monitor, förmodligen en Battmeter 3.

Tills vidare tackar jag för de tips jag fått via denna tråd och önskar att  snöandet ska sluta och temperaturen ska stadga sig på plus-sidan så man kan få lite saker gjorda i båten!

 

[Anders_St 74]

OK, då borde det inte vara batterierna. Skönt, det är en ganska stor slant att skaffa nya....

Hm. Elsystem i båtar, speciellt lite äldre sådana som man inte dragit själv och som genomgått några ägarbyten..... Inge kul felsökning..  :-( :-(

Ibland får man ge upp och dra om saker som man inte begriper eller bara misstänker är fel.

Senast ändrad av Anders_St | 16 december 2010 | 22:47

[T_M_C 0]

Hej!

Lyfter denna tråden av två skäl; dels är jag nyfiken på hur det gick eftersom tråden somnade in men du förhoppningsvis löste ditt problem? Sedan blev jag fundersam när du från Exide fått infon om att ett AGM inte bör dras ur till mer än 50% för lång hållbarhet. Jag kanske har missuppfattat men jag hade för mig att det är en av skillnaderna mellan öppna batterier och AGM/GEL och att man som tumregel har 50% för öppna och 70-80% för AGM/GEL? Är inte så fallet försvinner ju en stor anledning för mig att gå över till AGM som jag har som ett av mina tilltänkta alternativ (kunna gå ner i batteristorlek/vikt eftersom jag skulle kunna dra ur dom mer...)!!

[ChristerN 2 510]

Hej

Jag löste mitt problem eller snarare så försvann problemet när jag återmonterade batterierna i båten och utökade banken ytterligare samt köpte ny laddare. Vidare monterade jag en Battmeter som ju gör att jag kan följa status på ett säkrare sätt. Jag misstänker att de inte blev helt laddade med gamla laddaren men helt säker kan man ju inte vara innan man har en amperemätare inkopplad.

Vidare läste jag på lite om Maxpower som sänker sin spänning för att därmed ladda mer. Därav den relativt låga spänningen från solpanelerna.

Den stora fördelen med AGM som jag ser det är att du har möjligheten att ladda ur lite mer utan att slita batterierna i den grad man gör med motsvarande urladdning i vanliga blöta batterier. Dock var infon från tillverkaren klar, max 50% av max urladdning för bästa hållbarhet. Om det är värt priset vet jag inte men jag ville inte blanda olika sorters batterier i banken så då blev det så att jag köpte nya AGM-batterier.

 

 

[Funkis 143]

Till TMC: Om vi antar, för resonemanget här, att du har tre stycken batterier med angiven kapacitet på 140Ah? Då tycker jag att du ska ha så det räcker för dina behov ( som du angivit i annan tråd )

För tre st 140Ah AGM borde undantagsvis kunnas dra ut till ca 2/3 utan att kapacitet försvinner långsiktigt. Det skulle motsvara ca 280Ah vilket torde räcka för dig 1-2 dygn?

Det är ändå dubbelt så mycket som om du har vanliga batterier, bör ej regelmässigt dra ur mer än till ca 1/3 om du vill behålla kapaciteten. ( och de var fullt laddade från början förstås... )

Sedan vill nog inte en tillverkare vara för tydlig om antal laddningscykler... men drar man ur för mycket så minskar antalet cykler i batteriernas liv drastiskt....   Ett vanligt fel vi båtägare gör?

Senast ändrad av Funkis | 30 oktober 2011 | 17:52

[ChristerN 2 510]

Enligt mitt inlägg ovan hänvisar leverantören till att man kan dra ur batterierna till 50% av den maximala urladdningen. Av de totala 90 Ah som finns tillgängliga kan man bara ladda ur ca 70%, dvs 63 Ah utan att på en gång förstöra batterierna. Av dessa 63 bör man inte använda mer än 50% (31,5 Ah = ca 1/3 av totala kapaciteten) vid varje urladdning om man vill bevara batteriernas skick.

3 st 140 Ah AGM skulle då inte laddas ur med mer än 45 Ah med samma resonemang men skulle undantagsvis kunna laddas ur med 90 Ah om de omgående laddas helt igen.

Det är knepigt det här ;-)

Edit: Förtydligande (hoppas jag)

Senast ändrad av ChristerN | 30 oktober 2011 | 21:51