Ladeschlußspannung und resultierender End-SoC?

Hallo Ulf,

solche "Diagramme" gibt es durchaus,

jedoch sind sie einigermaßen nichtssagend, wenn sie nicht auf die jeweilige Bleibatterie abgestimmt werden. Hiermit meine ich aber nicht die Bauform der Batterie, also ob mit flüssiger Säure, als GEL, AGM oder so, sondern auf die jeweils individuell verwendete Batterie, an die sie angeschlossen werden. Auch verändern sich Batterien im Laufe der Zeit, so dass die Spannung bei gleichem Ladezustand mal höher und mal niedriger liegt, was von solchen Geräten natürlich nicht erkannt wird.

Noch schwieriger wird es, wenn der Ladezustand während der Aufladung angezeigt werden soll, also während ein Ladestrom fließt. In diesem Zustand wird die Sache endgültig esoterisch, weil es auch sehr stark davaon abhängt, wie viel Ladestrom dabei fließt und wie der Sulfatierungszustand der Batterie aussieht.

Kurzer Rückgriff Sulfatierung:

Bleibatterien enthalten als Aktivmaterialien Bleidioxid an den Anode (plusseitige Platten), Blei an der Kathode (minusseitige Platten) und Schwefelsäure als Elektrolyten. Bei der Entladung verbinden sich Blei, Bleidioxid und Schwefelsäure zu Bleisulfat als Entladeprodukt. Dieses Bleisulfat liegt, je nach Größe des Entladestroms, Geschwindigkeit der Entladung und Zeitdauer seit dessen Bildung als mehr oder weniger feiner Staub vor. Je nach Partikelgröße dieses Bleisulfats schwankt sein elektrischer Widerstand und seine Reaktivität auf Ladestrom.

Bei der Bestimmung des "Sulfatierungsgrades" wird es also bereits schwierig, weil der aus nachvollziehbaren Gründen mal kleiner und mal größer ist. Er hat aber riesigen Einfluss auf das Verhältnis zwischen Ladespannung, Ladestrom und Ladezustand. Hinzu kommt der Innenwiderstand der Batterie selbst, der ebenfalls einen großen Einfluss auf diese drei Faktoren hat. Dann wäre da noch der Verschleißzustand der Batterie, deren Alter, Bauform und Temperatur. Und vermutlich habe ich noch ein paar Faktoren vergessen, die bei dem Verhaltnis aus Ladespannung, Ladestrom und Ladezustand ebenfalls eine Rolle spielen. Aus diesem Grund kann man kaum aus einer gemessenen Ladespannung auf den Ladezustand einer Batterie schließen, wenn man nicht weiß, wie sich die Verhältnisse bei dieser bestimmten Batterie unter den jeweiligen Ladebedingungen verhalten.

Allerdings kann man ein bestimmtes System beobachten und so Rückschlüsse auf dessen Verhalten ziehen! Wenn man ein System bestehend aus Batterie, Ladestromquelle und Verbrauchern kennt, wird man aus der täglichen Erfahrung heraus sehr wohl zutreffende Aussagen über den jeweiligen Ladezustand der Batterie treffen können. Aber dafür braucht man eben keine Tabelle mit Spannungen und Ladezuständen, sondern die hier zur Bewertung erforderlichen Erfahrungen und natürlich (zutreffende) Anzeigen von Spannung und Strom.

Genau für diesen Zweck hatte ich meinen Batteriemonitor-Duo mal erdacht: Eine einfache Anzeige von Batteriespannung und Lade- bzw. Entladestrom, mit dessen Hilfe und etwas Erfahrung mit der jeweiligen Batterie man recht genau den Ladezustand abschätzen kann.

Leider passt das Gerät heute nicht mehr recht in die Zeit, weil die Leute es gewöhnt sind, den jeweiligen Ladezustand am besten direkt in Ah angezeigt zu bekommen. Solche Anzeigen zeigen zwar oft den größten Unfug an, aber das scheint ja nicht viel auszumachen.

Der Grund, weshalb bei Deiner Batterie die Ladespannung unter geringer Belastung so merklich abfällt, dürfte die dort verwendete Rückflussschutzdiode sein. Wenn hier billige Silizium-Dioden verwendet werden, ist dieses Verhalten normal. Falls Du das verbessern möchtest, müsstest Du die Silizium-Diode gegen eine geeignetere Schottkydiode austauschen, die dieses Verhalten nur in geringer ausgeprägter Form zeigt. Aber letztlich ist auch dies ein Erfahrungsfaktor, der sich mit etwas Erfahrung bei Kenntnis von Spannung, Strom und eingeschalteten Verbrauchern ganz wie von selbst "herausrechnet", wenn man mit einem solchen System erst mal ein paar Tage umgegangen ist.

Grüße, Tom

Viel Spaß damit...

Grüße, Tom

Zitat von ulf

OK, ich fahre fast immer ohne Abblendlicht und heize nur schwach, so daß ich meistens 14,1V im Fahrerdisplay sehe. Aber das ist immer noch ein Stück weniger als die 14,4V, die ich vor einigen Jahren mal für das volle Aufladen bei 20°C gefunden hatte. Wobei nach enigen Stunden zur Erhaltung der 100% SoC auf die Erhaltungsspannung von 13,8V reduziert werden sollte, um Gitterkorrosion zu minimieren...

Ich hatte es oben noch nicht geschrieben, weil es wohl zu weit geführt hätte. Aber es gibt keine feste "richtige" Ladespannung für bestimmte Bleibatterien! Und damit meine ich nicht die Temperaturabhängigkeit der Ladespannung. Die spielt natürlich auch noch eine Rolle, aber nur eine sekundäre. Vielmehr hängt die optimale Ladespannung zum allergrößten Teil und kurioserweise von der vorherigen Benutzung der Batterie ab, also wie sie zuvor geladen und wie sie danach entladen wurde. Je nach dem, wie das von statten gegangen ist und, man will die Sache ja nicht zu einfach machen: Wie ihre Benutzung in der unmittelbaren Zukunft geplant ist, kann die optimale Ladespannung für eine 12V-Bleibatterie durchaus zwischen 13,5V und 15V schwanken. Was ja immerhin eine so erhebliche Schwankungsbreite ist, dass man keinesfalls feste Tabellenwerte für Ladespannungen und Ladezustände heranziehen kann. Wenn überhaupt helfen solche Werte nur näherungsweise weiter.

Bei einem ggf. erheblichen Fehlerpotential bei Falschinterpretationen.

Grüße, Tom