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.