Kapazitäsmessung

  • Hallo Zusammen!


    Wie sollte man die Kapazität eines Bleigelakkus überhaupt messen? Wenn man eine Batterie statt mit C/2 mit nur C/20 entlädt, bricht die Spannung weniger ein, und die ermittelte Kapazität ist dann unter Umständen viel höher.


    Ich habe es mit einem defekten USV 7Ah Akku ausprobiert. Bei 1A Last bricht die Spannung sofort auf etwa 9V zusammen (also ist die Kapazität fast null). Wenn ich aber den Entladestrom auf 150mA reduziere, läuft der Entladezyklus ca 10 Stunden, bis die Spannung 10.8V erreicht. Das wäre dann umgerechnet eine Kapazität von 1,5Ah.


    Dass dieser Akku defekt ist, ist mir schon klar (obwohl… rechlich gesehen könnte man ihn ja als 1,5Ah-Akku noch verkaufen…), aber mir geht es darum zu wissen, ob es eine genormte Prozedur gibt, um die Akkukapazität zu ermitteln.


    Gruss


    Denis

  • Hallo,


    das beschriebene Phänomen eines sehr starken Spannungsabfalls bei hoher Belastung hat mehr mit den Innenwiderstand eines Akkus zu tun. Wenn dieser so stark erhöht ist wie im beschriebenem Beispiel, ist der Akku natürlich defekt.


    Allerdings stimmt es auch, dass die entnehmbare Kapazität eines Akkus bei geringerer Entladerate (also geringerem Strom) ansteigt. Weshalb es sinnvoll ist, bei einer Kapazitätsangabe immer den Entladestrom anzugeben, bei dem diese Kapazität erreicht wird. Üblich ist eine Entladerate von C10, also Nennkapazität / 10 = Entladestrom, aus der dann die Kapazitätsangabe erfolgt.


    Bei Starterbatterien wird die Nennkapazität meist mit C20 ermittelt. Verkauft sich besser... :whistling:


    Bei USV-Akkus ist ein erhöhter Innenwiderstand ein ganz typischer Hinweis auf das Ende der Nutzungsdauer. Durch die USV-typische Dauerladung korrodieren die Gitterplatten, so dass Teile der Platten quasi vom restlichen Plattengitter abbrechen und damit elektrisch isoliert sind. Dadurch bricht die Kapazität zusammen und der Innenwiderstand steigt stark an.


    Man spare sich sämtliche Bemühungen, aus solchen Akkus noch etwas machen zu wollen. Sie sind unrettbar beschädigt und nur noch recycelbar.


    Grüße, Tom

  • A-ha! also werde ich von nun an mit C/10 messen.


    Auch solche kaputten Akkus benutze ich gerne weiter indem ich mehrere einfach zusammenklebe, um auf eine einigermassen brauchbare Kapazität zu kommen. Für eine LED-beleuchtung im Keller o.A. reichts aus. Und wenn die mal öfters tiefentladen sind ist das auch egal. Nur wenn die Selbstentladungsrate zu hoch ist, kann man definitiv nichts mehr damit anfangen.

  • Hallo Dennis,


    auch ich verwende ausgediente Bleakkus meistens so lange, bis sie wirklich gleichzeitig im Bezug Innenwiderstand und auch aktiver Masse völlig unbrauchbar sind. Wenn beispielsweise ein 12 Volt 7Ah Bleiakkus aus einer USV Anlage nur noch bescheidene 30 Ampere Prüfstrom drückt, dann kommen eher selten bei Kapazitätsmessungen noch Werte über 1,5 Ah heraus, auch wenn man mit bescheidenen Entladeströmen von 300 mA entlädt. Entlade ich einen guten 12 Volt 18Ah Agm Akku welcher im vollgeladenen Zustand ungefähr 270 Ampere nach der eher laxeren Prüfnorm EN drückt, dann kann man bei 0,5 Ampere Entladestrom (ca. C40) sogar über 20 Ah an Ladung entnehmen bis die Klemmenspannung auf 10,8 Volt absinkt.



    Allerdings sind derart brutale Entladetiefen äußerst ungesund und man sollte sie auch an zyklenfesten AGM oder GEL Batterien nur sehr selten durchführen. An dem abgebildeten kostengünstigen "IMAX B6" kann man auch Entladeströme bis zu max. 2 Ampere einstellen, allerdings sollte in diesem Zusammenhang max. 5 bis höchstens 6 Watt beim entladen über das eher kleine Alugehäuse verheizt werden. Deshalb die Grenze von 0,5 Ampere für Energiespeicher mit 12 Volt Betriebsspannung. Will man Bleiakkus nicht so tief entladen, kann man dafür auch NiCd oder andere Energiespeicher wählen und die erwünschte Entladeschlußspannung exakt in 0,1 Volt Schritten einstellen. Entlädt man eine nicht mehr ganz frische Starterbatterie mit sehr kleinen Entladeströmen auf 11,85 Volt, dann steigt wenige Stunden später die Leerlaufspannung wieder auf ca. 12,06 Volt an.



    Mit dieser erheblich weniger schädlichen Entladetiefe kann man in jedem Fall gut abschätzen ob die betreffende Starterbatterie noch für den nächsten Winter über ausreichend Kapazität verfügt. Zur Sicherheit nach dem anschließenden Ladevorgang noch den Prüfstrom messen, denn die Kapazität alleine ist für kräftige Starterbatterien auch kein wirklicher Maßstab. Folgende Starterbatterie kaufte ich vor längerer Zeit bei einem Schrotthändler für 5 Euro und sie war damals nach dem Laden auch vom Prüfstrom bzw. Startleistung noch akzeptabel.



    Allerdings litt sie schon an fortgeschrittener Selbstentladung, so daß ich sie permanent mit 13,4 Erhaltungsladespannung versorgte. ca. 3 Jahre später konnte ich bei einer Kapazitätsmessung bis 11,5 Volt Entladeschlußspannung nur noch bescheidene 6,5 Ampere messen. Zum starten hat das für den guten alten VW 1,9 Liter AAZ Turbodlesel noch problemlos gereicht, aber nach bis zu ungefähr einer Stunde Nachrichten hören am Parkplatz war das starten dann schon grenzwertig. Deshalb hab ich mir eine bessere Schrottbatterie für wenige Euro geholt, welche auch schon wieder knapp 4 Jahre an permanenter Erhaltungsladung mit 13,4 Volt problemlos funktioniert. Sehr schlechte Erfahrungen habe ich früher mit 13,8 Volt Erhaltungsladespannung gemacht und dabei eine neue Varta 12 Volt 14 Ah Nassbatterie innerhalb von nur knapp über zwei Jahren unbrauchbar gemacht. Auf der anderen Seite hängt eine billige 12 Volt 10 Ah China AGM Batterie vom Honda Helix CN 250, seit Saisonbeginn 2005 permanent an knapp unter 13,4 Volt Erhaltungsladespannung.



    Diese Saison hatte ich damit noch keine Probleme, warten wir mal ab ob sie nächstes Jahr den Einzylinder Viertakter noch ausreichend flott durchdrehen kann? Wenn nicht dann wäre es auch egal, immerhin haben die damals investierten 28 Euro für immerhin 12 Saisonen in jedem Fall gelohnt. Fazit: Nicht alles was in China produziert wird ist wirklich sooo schlecht!


    Für dauerhafte LED Beleuchtungen in Kellerräumen zum Spartarif gibt es noch effizientere Methoden: Man installiert zum Beispiel energiesparende Filament LED Lampen mit Kondensatornetzteilen und versorgt diese im ausgeschalteten Zustand über einen kleinen Kondensator mit 47nF, welcher parallel zu den Kontakten vom Lichtschalter installiert wird. Zu diesem einfachen Trick hat micht vor einigen Jahre die ewige Kohlenfadenlampe und Touristenattraktion bei einer amerikanischen Feuerwehr inspiriert.



    Mit energieeffizienten LED Retrofit Leuchtmitteln geht das selbstverständlich wesentlich kostengünstiger, weil man mit bescheidenen 0,2 Watt Wirkleistung sogar wesentlich helleres Licht (immerhin mindestens 100 Lumen pro Watt) entlocken kann. Auch im Außenbereich leuchten bei mir seit über einem Jahr mehrere derart gedimmte (offiziell nicht dimmbare) 4 Watt LED Filament Lampen im Dauerbetrieb.



    Die bleiben in dieser schonenden Betriebsart völlig kalt und werden so wahrscheinlich mehrere Jahrzehnte ihr bescheidenes warmweißes LED Licht ausstrahlen.

  • Hallo Ewald,


    das war ein sehr, sehr interessanter Beitrag!


    Man fühlt sich halt weniger Einsam, wenn man merkt, dass es noch andere notorische Sparfüchse gibt. Dabei könnte man sich für ein paar Kröten neue Batterien kaufen und würde sich dabei die ganze Bastelei sparen... aber gerade diese Spielereien haben ihren Reiz. Un man hat sogar das schöne gefühl, etwas für die Umwelt getan zu haben. Wenn wir die Batterien entsogen kann sind die halt wirklich am Ende.


    Zu deinem Beitrag habe ich nun einige offene Fragen:


    1) Welche 7Ah Batterien hast Du denn, welche bis zu 30Amp Kurzschlussstrom erlauben? bei meinen Batterien bekomme ich nicht mal 20A raus. Wenn die Batterien neu sind! Allerdings kann ich bei meinen mit kleinen Entladeströmen noch übertriebene Kapazitätsangaben herausbekommen (ca. 50% der Nennkapazität)


    2) Hast Du eventuell ein Link zu der DIN bzw EN-Norm, um die Kapazität zu ermitteln?


    3) Sind 10,8V wirklich ungesung für eine Bleibatterie, wenn Sie danach anschliessend aufgeladen wird?


    4) Dein Imax B6 scheint ein wirklich geiles Gerät zu sein. Vor allem zu dem Preis! Ich benutze dafür das Akkumatik von Stefan Estner (Entladeströme bis 2,5A, und sogar bis 5A mit externem Widerstand.). Für noch höhere Ströme habe ich mir ein Paar dicke 50W-Widerstände und ein PC-Lüfter ausgesucht und auf ein Kühlkörper geschraubt. Geht Prima.


    5) Das Novitec Gerät ist ein Tester, um den "Startstrom" von Autobatterien zu testen, richtig?


    6) Das mit der Erhaltungsladung deines VW-Akkus hättest Du gut mit einer Saftschubse lösen können.


    7) zum Thema China-Schrott: Tom hat ja in einem anderen Thread auch gesagt, dass es sich bei Bleibatterien um ausgesprochene alte "Low-Tech" Produkte handelt, und dass es eigentlich recht wenige Qualitätsunterschiede gibt. Bei meinen USV's bin ich mittlerweile von teuren Panasonic oder Yuasa Akkus zu billigen no-name Akkus aus China gewechselt, dafür aber doppelt soviele gekauft und parallelgeschaltet. Bis jetzt habe ich es nicht bereut. Bei Autobatterien hole ich mir auch meistens Akkus vom Schrott. Die kosten mir jedesmal höchstens 2 Bier (hier in Frankreich wird noch so gehandelt). Allerdings habe ich alle meine Autos so umgebaut, das überdimensionierte Betterien reinpassen. Beim 3L Diesel Mercedes habe ich eine 100Ah eingebaut(anstatt Standardmässig 66Ah). Das war aber eine "offizielle" Sonderausstattung. Dazu habe ich eine Saftschubse une 2x 7Ah Batterien im Kofferraum. Bei unseren Polos (6N und 86C) habe ich die Batteriebleche umgebaut um grössere Exemplare einzubauen. Und beim 2CV habe ich es sogar geschafft eine 66Ah Batterie zu installieren. Dadurch werden die Batterien weniger beansprucht, und man kann auch verschlissene Batterien vom Schrott benutzen.


    8) Deine Kellerbeleuchtung ist sehr interessant! Ob das auch mit leds geht? Bei filamentlampen hat man ja eine rein resistive Last. Bei leds nicht, Aber zurück zur Schaltung...was meinst Du mit Kondensatornetzteil? Etwa ein Gleichrichter mit Siebkondos? Das muss ich unbedingt nachbauen und testen. Für meine Anwendung werde ich aber trotzdem meine alten Bleigelakkus weiter nutzen müssen. Es handelt sich um eine vom Haus getrennte Garage ohne Netzanschluss. Also habe ich als Spannungsquelle ein paar alte Bleigelbatterien, die über ein DC/DC Wandler eine konstante Ausgangsspannung von 14V abgeben. Und mit dieser Spannung versorge ich ein paar defekte KFZ-Rücklichter, bei denen der Bremslichtfaden aber noch nicht durchgebrannt ist...so lassen sich auch ausgediente Glühbirnen weiterverwenden! Die meisten Kabel stammen ausserdem von einer alten Telefonzentrale...



    Gruss


    Denis

  • Hallo Dennis,


    KFZ Mechaniker welche nicht wirklich die große Ahnung von Elektrotechnik haben, tauschen eher vorsorglich zahlreiche noch brauchbare Starterbatterien, weil sie auch gar keine Möglichkeit haben deren aktuelle Qualität oder mögliche Resthaltbarkeit zu prüfen. Weil aber ältere und misshandelte Bleiakkus meistens an überdurchschnittlich hoher Selbstentladung leiden, wären solche Energiespeicher niemals für Schönwetterfahrzeuge unter klassischen Betriebsbedingungen geeignet. Weil aber an meinem privaten Fuhrpark überwiegend nur Schrottbatterien zum Nulltarif oder für kleines Geld zum Einsatz kommen, ist permanente Erhaltungsladung beim Parken unbedingt Pflicht, sonst wären regelmäßige Probleme bis zu Totalausfällen irgendwie an der Tagesordnung.


    Noch vor 15 Jahren war permanente Erhaltungsladung mit handelsüblichen konventionellen Netzteilen auf lange Sicht zu teuer, weil diese sich im Durchschnitt 3 Watt oder noch mehr Wirkleistung aus dem öffentlichen Energienetz bei Leerlaufbetrieb gönnten. Aktuelle kleine Sperrwandler der 50 Watt Klasse mit lückender Bertiebsart und energiesparendem Burstmode im Leerlauf bzw. unterem Teillastbetrieb, verbrauchen ohne Last am Ausgang nur durchschnittlich 0,3 Watt Wirkleistung. Das verursacht in 365 Tagen nur noch max. 65 Cent Energiekosten statt mit älterer Netzteiltechnik mindestens 6 Euro bei dauerhaftem Leerlaufbetrieb. So rechnete sich das ganze bei kleinen Motorradbatterien mit ungefähr 4 bis 5 Jahren Nutzbarkeitsdauer erst gar nicht, weil man solche Energiespeicher für 15 bis 25 Euro neu erwerben konnte. Dann kam noch der schlechtere Wirkungsgrad von lineargeregelten Netzteilen und die früher aus Unwissenheit viel zu hohe Erhaltungsladespannung von 13,8 Volt dazu, welche üppigen elektrischen Energieverbrauch und auch mörderische Plattenkorrosion verursachte und das ganze völlig kontraproduktiv machte. Mit bescheidenen 13,4 Volt Ausgangsspannung und einen guten Wirkungsgrad >60% im kleinen zweistelligen Milliamperebereich, lohnt sich das ganze sogar bei billigen Bleiakkus unter 10 Euro Einstandspreis. Immerhin werden bei permanent max. 0,5 Watt Wirkleistung (inkl. max. 10 bis 15 mA Erhaltungsladestrom) nicht mehr als 1 Euro elektrische Energiekosten pro Jahr verursacht.


    Trotzdem reichen derart kleine Erhaltungsladeströme noch zum überleben für schlechte Motorradbatterien, welche schon üppige Selbstentladeraten von bis zu 100% pro Monat verursachen. Der alte Honda CN 250 ist zusätzlich mit einem Mäusekino ausgestattet, welches permanent knapp 2 mA für die LCD Uhr und Speicherung des Tageskilometerzählers verbraucht. Unter diesen Bedingungen muss man davon ausgehen, dass die werksseitig installierte 12 Volt 10 Ah AGM Batterie nach einer Winterpause von 5 Monaten garantiert durch langsame Tiefentladung zerstört wird, wenn man sie nicht in der zwischezeit mehrmals nachlädt.


    Informationen im Zusammenhang mit unterschiedlichen Kälteprüfstromnormen findet man unter anderem auf "folgender" Seite. Kostengünstige IMAX B6 habe ich auch schon an mehrere Landwirte für lanwirtschaftliche Maschinen wie Mähdrescher, selten genützte Traktoren, Bagger usw. ausgeteilt. Lädt man deren Starterbatterie mit Hilfe eines kompakten 12 Volt 5A Tischnetzteiles langsam mit 3 Ampere Ladeestrom, dann dauert es auch recht lange bis dessen Mindestladestrom bei 14,7 Volt Ladesschlußspannung, auf ca. 0,2 bis 0,3 Ampere absinkt und die automatische Abschaltung erfolgt. Solche Maschinen parken bei landwirtschaftlichen Betrieben häufig noch in alten Nebengebäuden ohne elekrische Installatien. Für peramente Erhaltungsladung ständig ein langes Verlängerungskabel am Boden zu verlegen wäre nicht wirklich praktikabel. Am IMAX B6 bleibt nach dem Ende der Ladung die Lademenge gespeichert, so dass der Anwender auch nachrechnen kann wie lange es dauert, bis wieder 20 bis max. 30% der Nennkapapazität nachzuladen sind. Mit diesen Modellbauladern der 10 Euro Klasse habe ich zwar erst ca. zwei Jahre persönliche Erfahrungen, erhielt aber bisher nur positive Rückmeldungen von deren Anwendern. Auch der obligatorische Startversuch als Hochstromprüfung nach solchen Langsamladungen hat bisher immer hervorragend geklappt, falls deren Starterbatterien nicht schon länger völlig tiefentladen und klinisch tot waren.


    Neuere LED Retrofit Leuchtmittel für 230 Volt Netzspannung, werden vor allem bei höheren Nennleistungen überwiegend mit LED Treibern in Form von kleinen Schaltnetzteilen realisiert, welche sich häufig auch "dimmbar" schimpfen. In erster Linie geht es wahrscheinlich um den wesentlich höheren Leistungsfaktor von über 0,9 im direkten Vergleich zu max. 0,5 bei Leuchtmitteln mit einfachen Kondensatornetzteilen. 230 Volt LED Filamemt Lampen mit 2 bis max. 5 Watt Nennleistung sind überwiegend noch mit so ähnlichen Kondensatornetzteilen ausgerüstet.



    Schaltet man vor der Phase noch einen kleinen Kondensator in Reihenschaltung vor, kann man solche einfachen LED Leuchtmittel beinahe beliebig herunterdimmen, obwohl das offiziell von Herstellern niemals so vorgesehen war. Geht man dabei auf wenige Milliampere herunter, dann steigt naturgemäß auch die kapazitive Blindleistung und auf der anderen Seite sinkt wiederum der Leistungsfaktor Cos Phi. Weil sich unsere zu zahlenden Energiekosten aus drei Gruppen inkl. Messpreis zusammensetzen, habe ich in diesem Zusammenhang gegenüber dem Energieversorger kein schlechtes Gewissen, immerhin geht es dabei auch nur um wirklich sehr kleine Blindleistungen. Einen riesiegen magnetischen Ringkerntransformator für den Kilowattbereich mit 400 Volt Primärwicklung an 230 Volt permanent im Leerlauf zu versorgen, wäre stattdessen wirklich gemein gegenüber Energieversorgern. Aufgrund von sehr niederohmigen Spulen und möglicher Kernmagnetisierung weit unterhalb der Sättigungskennlinie, ergeben solche Betriebsarten eine niedrige (zu bezahlende) Wirkleistung und richtig dicke Blindleistungen zur Magnetisierung des großzügigen Ringkeines, aus geglühtem dünn lamellierten weichmagnetischem Blechband. Auch bei klassischen Glimmlampen welche über die Jahrzehnte ohnehin kaum noch sichtbar leuchten, kann man mit energiesparenden HV LED mit der Zeit viel elektrische Energie sparen.



    Anstelle von ursprünglich 1,5 mA pro Glimmlampe verringert sich die Stromaufnahme von den abgebildeten zwei antiparallelgeschalten SMD HV LED auf 0,15 bis max. 0,17 mA und die Lichtausbete ist trotzdem noch mindestens 5 mal besser als an klassischen Glimmlampen welche ungefähr 10 mal mehr Strom ziehen.


    PS: Als klassisches Beispiel für Beleuchtungsanwendungen ohne Netzt oder Solarenergieversorgung, kann man kleine Grableuchten in weitgehend geschlossenen Laternen sehen. Dafür hat sich ein kleines quadratischen Modul aus 9 stück roten Piranha LED in Parallelschaltung bestens bewährt. Diese versorge ich mit einem gemeinsamen Vorwiderstand mit insgesamt 1 mA an zwei Stück in Reihe geschalteten 1900 mAh Eneloop Akkus. Aufgrund der niedrigen Stromaufnahme bringen die guten Eneloops inkl. ihrer bescheidenen Selbstentladung ca. 2000 mAh bis zur Entladeschlußspannung von ungefähr 0,9 bis 1 Volt pro Zelle. Weil beim allmählichen Absinken der Betriebsspannung auch die LED Stromaufnahme unter 1 mA absinkt, reicht ein Akkutausch alle drei Monate. Das funktioniert in jedem Fall schon mehrere Jahre problemlos, obwohl klassische NiMh Akkus früher gar nicht für solche Betriebsbedingungen geeignet waren.


    Glühlampen verwende ich überwiegend nur noch als Leistungswiderstände und zum prüfen von permanenterregten Wechselstromgeneratoren. Als 12 Volt 10 Watt Bremslichtersatz, haben sich solche kompakte LED Filament Leuchtmittel mit integrierten Boost Converter gut bewährt.



    Leuchtet sogar nach einem harten Aufschlag noch einwandfrei.


Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!