Beiträge von Tom

Guten Morgen Dirk,

ich finde es skandalös, dass Batteriehersteller und -Verkäufer dieses technische Problem der Lithiumbatterien (Ladestromschwäche bei Kälte wegen Dendritenbildung) verschweigen, bzw. es nur sehr am Rande erwähnen. Denn das ist nun mal ein klarer Nachteil aller Lithiumbatterien, den man als Anwender unbedingt kennen sollte. Andernfalls wären Enttäuschungen unvermeidlich.

Bei den Liontrons isses wie in der Beschreibung dargelegt: Sie „lösen“ das Problem, indem bei zu niedriger Temperatur die Ladung vom in der Batterie fest eingebauten BMS zur Sicherheit gleich komplett unterbunden wird. Diese „Lösung“ lässt sich nur dadurch umgehen, indem man die Batterie nicht zu kalt werden lässt: Also im (beheizten) Innenraum einbauen, dann tritt es nicht auf. Oder über eine direkte Beheizung der Batterie, z.B. über elektrische Heizfolien drumherum. Anders geht es bei den Liontrons BMS-bedingt nicht.

Bei anderen Batteriefabrikaten, deren BMS nicht so rigoros vorgehen wie das von Liontron, kann man den Ladestrom extern(!) elektronisch begrenzen. Das ist technisch durchaus aufwändig, weshalb solche Strombegrenzungen in den mir bekannten BMS auch nicht enthaltenen sind. Zumal die genannten 0°C natürlich auch keine harte Grenze darstellen, bis zu der alles OK ist und darunter nicht mehr. Das eigentliche Problem beginnt schon deutlich früher, denn schon bei „nur“ 10°C ist die Dendritenbildung beim Laden deutlich stärker ausgeprägt als bei 20°C. Zu niedrigeren Temperaturen hin verstärkt sich dieser Effekt dann natürlich. Optimal wäre also eine elektronische Ladestrombegrenzung, welche temperaturgeführt arbeitet und den Ladestrom je nach Batterietemperatur auf die hierzu passenden Werte begrenzt.

Ich arbeite gerade an der Erweiterung eines am Markt erhältlichen recht günstigen Ladeboosters (der allerdings weniger "boosten" als mehr nur den Ladestrom begrenzen soll), der diese temperaturgeführte Regelung dann selbsttätig vornimmt. Sollte eigentlich klappen.

Grüße, Tom

Die Panik der deutschen Automobilindustrie über den Tesla-Hype und die seit dem großen Anstrengungen auf diesem Gebiet, haben endgültig das Lithium-Zeitalter auch für alle anderen technischen Anwendungen nicht nur an, sondern sozusagen ausbrechen lassen. Naja, im Consumer-Bereich wird Lithium ja schon sehr lange für Smartphones und Notebooks verwendet. Aber inzwischen geht es auch bei Zweitbatterien für Wohnmobile und Boote stark in Richtung Lithium, denn die Leistung von Lithium-Batterien ist im Vergleich zu Bleibatterien wirklich enorm: Zyklisierung, selbst mit tiefen Zyklen, ist kein Problem, Sulfatierung gibt es nicht, ebenso keinen schnellen Kapazitäts- oder Leistungsverlust. Die Preise sind zwischenzeitlich auch im freien Fall. Wer will da noch jemals wieder zu den alten Bleiakkus zurück?

EINS konnten Bleiakkus aber seit jeher besser als Lithium-Akkus: Sie vertragen klaglos hohe Ladeströme - sofern die zulässige Ladespannung nicht nennenswert überschritten wird. Auch tiefe Temperaturen führen (außer dem typischen Leistungsverlust bei Kälte) nicht zu Problemen oder gar Schäden.

Anders Lithium-Akkus:

• Der Ladestrom von Lithium-Akkus MUSS begrenzt werden, andernfalls kommt es schnell zur Beschädigung der teuren Zellen.
• Besonders bei tiefen Temperaturen schrumpfen die bei Lithium-Akkus noch möglichen Ladeströme schnell auf lächerliche Werte. Manches BMS (Battery-Management-System) unterbricht jeglichen Ladestrom unter 0°C vorsichtshalber gleich völlig.

Aber warum ist das so? Ich musste eine Weile graben, um die Antwort zu finden:

Als negative Elektrode wird bei vielen Lithium-Systemen (Li-Ion, LiFePO4) Graphit auf einem Kupfer-Stromableitblech verwendet. Das Graphit wirkt nicht nur als leitfähige Elektrode, sondern auch als Speicher für Lithium-Ionen. Das funktioniert über die sogenannte Interkalation, worunter man die Einlagerung von Molekülen oder -Ionen zwischen den Gitterebenen eines Wirtsmaterials (wie z.B. Graphite) versteht.

Interkalation von kleinen Metall-Atomen zwischen Graphitebenen (zum Video:

Es liegt auf der Hand, dass Lithium-Ionen beim Laden eine gewisse Zeit benötigen, um ausreichend tief in die negative Graphitelektrode einzudringen, um einen geeigneten Ort zum Interkalieren zu finden. Erhöht man den Ladestrom, muss die Interkalation zwangsläufig zügiger ablaufen, um in derselben Zeit mehr Lithium-Ionen im Graphitgitter einzulagern. Gelingt das nicht, lagert sich Lithium bevorzugt an der Elektrodenoberfläche ab. Diesen Vorgang nennt man "Lithium-Plating". Dabei wachsen Lithium-Dedriten auf der Oberfläche der Graphit-Elektrode in das dicht aufliegende Kunststoff-Vlies des Separators hinein. Dies ist aus dreierlei Gründen unerwünscht, denn einerseits verstopft aufgewachsenes Lithium die Poren der Graphit-Elektrode, was das weitere Eindringen von Lithium-Ionen unmöglich macht. So richtig übel ist aber, dass so aufgewachsenes Lithium bei der Entladung der Elektrode nie wieder vollständig abgebaut werden kann und mit der Zeit sogar durch den Separator hindurchwächst und so zu Zellenkurzschlüssen führt. Ein Video verdeutlicht, wie das in der Praxis aussieht:

Also muss der maximale Ladestrom unbedingt auf den vom Hersteller des Lithium-Akkus spezifizierten Wert begrenzt werden!

Beim Einsatz von LiFePO4-Batterien in Kraftfahrzeugen, soll üblicherweise die LiFePO4-Batterie während der Fahrt von der Lichtmaschine mit aufgeladen werden. Hierbei tritt regelmäßig das Problem auf, dass die Lichtmaschine deutlich mehr Strom abgeben kann, als die LiFePO4-Batterie verträgt. Das bei Lithium-Batterien stets erforderliche BMS ist aber aus technischen Gründen nicht in der Lage, den Ladestrom auf batterieverträgliche Wertre zu begrenzen. Es droht daher eine Beschädigung der Batterie durch zu hohen Ladestrom.

Die Lithium-Batteriehersteller und -Verkäufer weisen meiner Meinung nach viel zu selten auf diesen Problempunkt hin, so dass eine große Zahl von Lithiumbatterie-Verwendern gar nicht weiß, dass sie ihre teuren LiFePO4-Batterien mit zu hohem Strom lädt, was deren zu erwartender Lebensdauer natürlich äußerst abträglich ist.

Hinzu kommt die stark verminderte Ladestrom-Aufnahmefähigkeit der LiFePO4-Batterien bei Temperaturen von 0°C und darunter. Eine normale Lichtmaschine mit an Bleiakkus angepasstem Spannungsregler liefert dagegen bei Kälte sogar noch mehr Ladespannung (und damit indirekt auch mehr Ladestrom), als bei Zimmertemperatur, was das Problem endgültig verschärft! Die Händler von LiFePO4-Batterien drucksen aber diesbezüglich in ihren Artikelbeschreibungen meist nur herum, ohne die Interessenten entsprechend auf diesen Punkt hinzuweisen. Oft wird überhaupt nicht darauf eingegangen und nur mit den Vorzügen der neuen LiFePO4-Batterien geworben. Der Kunde hat dann später den Schaden.

Was kann man nun aber als Anwender tun, um die Lebensdauer seiner teuren Lithium-Batterien nicht zu gefährden? Natürlich den Ladestrom begrenzen! Aber wie? Schon mal einen DC-Strombegrenzer für Ströme zwischen 30 und 100A gesehen? Also ich nicht! Die Wohnmobilindustrie bietet die aus Bleiakkuzeiten bekannten Ladebooster zur Anhebung der Ladespannung für AGM-Batterien heute gern als Strombegrenzung für Lithium-Batterien an, was diese tatsächlich auch leisten können, weil in den Boostern immer ein Gleichspannungswandler enthalten ist, der naturgemäß nur eine maximale Stromlieferfähigkeit besitzt und der von seiner Steuereletronik bei drohender Überlast in der Spannung so herunter geregelt wird, dass der maximal zulässige Wandlerstrom nicht überschritten wird. Aber die Dinger sind ordentlich teuer, weil der technische Aufwand von Hochstrom-DC/DC-Wandlern naturgemäß hoch ist. Weshalb solche Einrichtungen auch nicht in den BMS der Lithium-Batterien enthalten sind - sie würden Aufwand und Preis zu weit steigern. Also Ladebooster nachrüsten! Am besten einen mit automatischer Absenkung des Ladestroms bei tiefen Temperaturen, so wie Lithium-Akkus es erforderlich machen.

Wer weitergehende Infos zu diesem Thema sucht, dem sei die öffentlich zugängliche Masterarbeit von Florian Grimsmann

"Auswirkungen des Ladeprofils auf das Lithium-Plating-Verhalten von Lithium-Ionen-Zellen"

empfohlen, der mit einigem Tiefgang in diese nicht sehr bekannte Thematik einsteigt. Dies nur als technische Info für verwirrte Wohnmobilisten und Freizeit-Kapitäne.

Grüße, Tom

Wichtig ist, dass man den Zusammenhang zwischen Sulfatierung einerseits und Gitterkorrosion andererseits versteht: Man könnte mit der Spannung natürlich noch tiefer gehen, um Korrosion immer weiter zu vermindern, nur beginnt eben irgendwann wieder der Sulfatierungsbereich, wenn Bereiche der positiven Platten nicht mehr dauerhaft voll geladen bleiben.

Zwischen den beiden Bereichen befindet sich ein schmaler Streifen: Der optimale Bereich. Den will man treffen, um von den negativen Effekten jeweils nur ein Minimum zu berühren. Leider ist der optimale Bereich nicht 100%ig genau festzulegen, da er stark von der Elektrolytkonzentration, Verteilung der Elektrolytkonzentration (Säureschichtung), Temperatur und noch ein paar weiteren Besonderheiten des jeweiligen Akkus abhängt, die man kaum je genau kennen und mit in die Überlegung einbeziehen kann.

Weshalb man es in der Praxis bei der Kenntnis dieser Zusammenhänge belässt und so ungefähr Dreizehneinhalb Volt einstellt.

Grüße, Tom

Hallo,

als erstes: Es gibt keine feste optimale Ladespannung für Bleiakkus, ganz gleich, um was für einen Bleiakku es sich auch immer handeln mag. Ja, ich weiß, alle Welt sagt etwas anderes. Auch alle Anleitungen von Ladegeräten sagen etwas anderes. Besonders verbreitet ist die Ansicht, dass AGM-(Blei)Akkus eine andere Ladespannung bräuchten als alle anderen Bleiakkus, meist wird eine höhere angegeben.

  Das ist jedoch falsch! :!:<- (Klick)

Klingt ziemlich arrogant. Ja, ich weiß. Aber wie schon Luther 1521 sagte: "Hier stehe ich. Ich kann nicht anders."

Wer dem Link gefolgt ist, hat gelernt, warum es keine feste optimale Ladespannung für Bleiakkus geben kann: Auf der Seite einer niedrigen Ladespannung droht Sulfatierung, die man nicht haben will. Auf der anderen Seite, nämlich der einer hohen Ladespannung, droht Gitterkorrosion und Elektrolytverlust, beides will man auch nicht haben. Also müsste die optimale Ladespannung doch logischerweise in der Mitte zwischen beiden Extremen liegen. Im Prinzip wäre das so, wenn da nicht die Betriebsbedingungen des Akkus wären, welche von sich aus gewisse Bedürfnisse des Bleiakkus erzeugen, die je nach Art dieser Betriebsbedingungen eben eher in die eine oder in die andere Richtung gehen und so manchmal höhere und manchmal niedrigere Ladespannungen erforderlich machen.

Herrjeh, warum muss denn alles immer so kompliziert sein?

Muss es aber gar nicht: Denn wer es einfach haben will, der bietet seinen (AGM-) Bleiakkus einfach eine mittlere Ladespannung als Kompromiss an: 2,35V pro Zelle (bei sechszelligen Bleibatterien mit 12V Nennspannung also 14,1V) sind ein durchaus brauchbarer Ladespannungswert, bei dem bei durchschnittlichen Betriebsbedingungen kein Bleiakku schnell kaputtgehen wird. Was übrigens für alle Bleiakkus gilt, egal ob nun mit flüssiger Säure, mit in Glasvlies gebundener Säure (AGM), oder mit durch Gel gebundener Säure. Das liegt daran, weil alle Bleiakkus unteren weitestgehend denselben Problemen leiden: Sulfatierung auf der einen und Gitterkorrosion auf der anderen Seite.

Aber hier wurde ja nach der optimalen Ladespannung gefragt!

Also ist es notwendig, sich zunächst über die Betriebsbedingungen des Bleiakkus klar zu werden, dessen optimale Ladespannung man ermitteln möchte. Dazu kurz eine Erklärung der beiden unerwünschten Vorgänge Sulfatierung und Gitterkorrosion:

Sulfatierung:

Unter Sulfatierung versteht man die Bildung übergroßer Bleisulfat-Kristalle, die ein ungünstiges Verhältnis zwischen Volumen und Oberfläche aufweisen und daher elektrochemisch erheblich weniger reaktiv sind als feine Kristalle geringer Abmessungen. In fortgeschrittenem Stadium verlieren übergroße Bleisulfatkristalle ihre Ladungsfähigkeit nahezu vollständig, so dass sie nur noch mit sehr stark überhöhter Spannung aufladbar sind.

Gezüchteter Riesen-Kaliumaluminiumsulfatkristall (<- Klick)

Sulfatierung benötigt Zeit. Aber Zeit zum Wachsen haben die feinen Sulfatkristalle in einem Bleiakku mehr als genug, wenn sie nach einer Entladung nicht immer wieder in kurzen Zeitabständen durch Aufladung in ihre Ausgangsstoffe Blei und Schwefel zurückverwandelt werden. Aus diesem Grunde ist es wichtig, Bleiakkus möglichst ständig voll(!) geladen zu halten, denn nur wenn kein Bleisulfat enthalten ist, kann sich auch keine Sulfatierung entwickeln.

Wenn Bleiakkus vorwiegend zyklisch benutzt werden, also wenn tiefe Entlade/Ladezyklen gefahren werden (Elektrofahrzeug, Wohnmobil, Solarbatterien...), steigt die Neigung zur Sulfatierung stark an, der mit einer möglichst hohen Ladespannung entgegengewirkt werden soll (2,45 - 2,6V pro Zelle, also 14,7 - 15,6V bei einer 12V-Batterie).

Gitterkorrosion

Korrosion ist allgemein bekannt als zerstörerischer Vorgang bei Metallen. Auch beim Bleiakkus finden innerliche Korrosionsvorgänge statt und zwar um so stärker, je höhere Spannungen an der positiven Gitterplatte herrschen.

Korrosionsfolgen an einem positiven Bleiableitgitter

Die Pastierung aus Bleidioxid verliert den elektrischen Kontakt zum Gitter und fällt ab einem gewissen Stadium sogar aus diesem heraus. Auch können sich tote Bereiche innerhalb solcher Gitterplatten bilden, wenn die Haupt-Stromableiter durch Korrosion unterbrochen werden und elektrisch nicht mehr verbundene "Inseln" entstehen.

Wenn Bleiakkus also langanhaltend geladen werden (Erhaltensladung), kommt es bevorzugt zu Gitterkorrosion. Deshalb muss die Ladespannung bei langanhaltender Ladung stark vermindert werden, um diesem unerwünschten Effekt entgegen zu wirken. Man lädt unter solchen Bedingungen mit nur 2,25V pro Zelle, bzw. 13,5V bei einer sechszelligen 12V-Batterie. Auch das gilt für sämtliche Bleiakkus, egal ob mit flüssigem, mit in Glasvlies (AGM) , oder mit Gel gebundenem Elektrolyten gleichermaßen.

Fazit:

Eine optimale, besonders für für AGM-Batterien geeignete Ladespannung gibt es nicht! Stets müssen die Betriebsbedingungen berücksichtigt werden, aber dann gilt das geschriebene für sämtliche Bleiakkus gleichermaßen.

Hierdurch werden die in der Ladespannung umschaltbaren Ladegeräte zum Glück nicht komplett sinnlos, denn man kann die verschiedenen Modi Wet/AGM/Gel/Calcium durchaus sinnvoll verwenden, wenn man sich vorher über die Betriebsbedingungen des zu ladenden Akkus klar geworden ist:

• Die Elektrolyt-Technologie (Wet/AGM/Gel) spielt bei der Ladespannung keine Rolle.
• Stark zyklisch beanspruchte Akkus benötigen eine hohe Ladespannung (> 14,6V), um Sulfatierung zurückzuführen.
• Nur gering oder gar nicht zyklisch beanspruchte Akkus, die lange und oft am Lader hängen, benötigen eine niedrige Ladespannung (< 13,9V) um Gitterkorrosion zu vermeiden.
• Im Mischbereich zwischen den genannten Extremen, oder wenn die Betriebsbedingungen ständig wechseln, fährt man einen Kompromiss mit einer mittleren Ladespannung (14 - 14,5V).

Grüße, Tom

Hallo Herr L.,

leider nicht.

Ich schicke Ihnen einen neuen Schalter ohne Berechnung und hoffe, dass Sie damit weniger Schwierigkeiten haben.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo Herr L.,

wie sieht die elektrische Umgebung des Schalters aus? Laufen da z.B. irgendwo Motoren oder ähnliche induktive Lasten, die Störimpulse auf der Betriebsspannung des Schalters oder Störeinstrahlungen verursachen, oder die zu unerwünschtem Schaltverhalten führen können? Wird der Schalter über ein BEC versorgt, oder aus einem Akku (Fahrakku?)? Ist die Umgebung u.U. zuweilen feucht bzw. heiß? Wie schaut es mit Vibrationsbelastungen aus? Was ist das für eine Modellart?

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo Herr L.,

Ihre Zuversicht hat sich ausgezahlt, es waren nämlich wirklich keine Spuren von Überlastung oder Anschlussfehlern feststellbar. Allerdings auch keine Fehlfunktionen. Aber vielleicht können Sie mir ja Hinweise zur Betriebssituation geben, die mich in die Lage versetzen den Fehler zu reproduzieren.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Alles klar, dann schaue ich mir mal an, was Sie da haben.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo Herr L.,

das ist korrekt. Allerdings bedeutet „Garantie“ nicht, dass ich jeden Defekt auf ewig kostenlos repariere, der an diesen Schaltern auftreten kann, sondern ich beseitige natürlich nur diejenigen Defekte auf meine Kosten, welche ich auch zu verantworten habe.

Was für eine kostenlose Reparatur im Sinne der gesetzlichen Sachmängelhaftung wie auch der Garantie maßgeblich ist, ist, dass bereits bei Übergabe an den Kunden ein Mangel vorhanden war und es in dessen mittelbarer Folge zu dem Defekt kam, den der Kunde reklamiert. Hierunter fallen typischerweise Verarbeitungs- und Materialfehler. Soweit es sich um einen solchen Mangel handelt, gilt das von mir gegebene Garantieversprechen in der Tat zeitlich unbegrenzt. Allerdings zeigt die Erfahrung, dass dies eher selten der Fall ist und die Defekte durch Falschanschluss oder Überlastung deutlich überwiegen. Die Beseitigung solcher Defekte ist für den Käufer kostenpflichtig, da sie weder von der gesetzlichen Sachmängelhaftung noch von der Garantie gedeckt sind.

Für Sie besteht bei der Reklamation und Rücksendung generell nur das wirtschaftliche Risiko der Rückversandkosten, wenn Sie vorab nicht sicher unterscheiden können, ob ein Mangel herstellungsbedingt, oder durch Falschbehandlung entstanden ist. Handelt es sich um einen Fall gesetzlicher Sachmängelhaftung, erhalten Sie innerhalb der gesetzlichen Sachmängelhaftungsfrist von zwei Jahren nach Übergabe einen reparierten, bzw. einen neuen Schalten zurück und ich erstatte Ihnen auch die Kosten des Rückversands. Liegt ein durch mich zu verantwortender Mangel vor nachdem die gesetzliche Sachmängelhaftungsfrist von zwei Jahren abgelaufen ist, tritt die zeitlich unbefristete Garantie ein und Sie erhalten wiederum kostenlos einen reparierten oder neuen Schalter zurück, nur ersetze ich die Rückversandkosten in solchen Fällen nicht.

Falls ich bei der Untersuchung des defekten Schalters jedoch feststelle, dass kein durch mich zu verantwortender Fehler vorliegt, sondern einer, der auf Falschbehandlung zurückzuführen ist, nenne ich Ihnen die Reparaturkosten des Schalters und Sie können dann entscheiden, ob Sie die Reparatur zu den genannten Bedingungen durchführen lassen möchten oder nicht. Falls Sie die Reparatur nicht durchführen lassen, brauchen Sie die mir entstandenen Kosten der Reklamationsabwicklung nicht zu erstatten, bleiben aber auf den Rückversandkosten sitzen.

Sorry für die etwas komplizierte Schilderung des Sachverhalts, aber es ist leider etwas verschachtelt. Ich hoffe, ich konnte Ihnen mit meiner Erklärung trotzdem weiterhelfen.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo Herr L.,

eine Reparatur ist möglich, aber im Grunde unwirtschaftlich, da kaum billiger als ein neuer Schalter, besonders wenn man den Rückversand mit einrechnet. Kostenlose Reparatur wäre nur dann möglich, wenn es sich um einen Garantiefall handelt, was in solchen Fällen aber äußerst selten ist. Meistens sterben die Schalter durch Anschlussfehler. Wenn Sie der Meinung sind dass ein Garantiefall vorliegt, schicken Sie den Schalter bitte mit Rechnungskopie (Rechnungsnummer reicht zur Zuordnung auch aus) und Fehlerbeschreibung zurück. Ich werde ihn dann prüfen und, falls es sich um einen Garantiefall handelt, kostenlos reparieren.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Was genau soll denn damit erreicht werden? Ja, man könnte auch Kondensatoren als Energiespeicher verwenden, genauso wie der Pulsar eine Spule als Speicher verwendet. Aber warum? Wo soll der Vorteil liegen?

Oben Spannung, darunter Strom, dargestellt als gemessene Spannung über einen Mess-Shunt von von 0,1Milliohm. Die Impulsdauer beträgt 333nS, also 1/3 Millisekunde. Viel kürzer würde kaum Sinn ergeben.

Der Impulsstrom einer Zündspule ist aufgrund des hohen Übersetzungsverhältnisses zwischen Primär- und Sekundärspule lächerlich gering, da hätte man also keinen Vorteil. Die induzierte Spannung ist aber so hoch, dass sie natürlich gefährlich wäre. Sie müsste also künstlich begrenzt werden, damit man keinen Schlag bekommt, wenn man die Krokodilklemmen anfasst. Das ist im Power-Pulsar (max. 50V) heute schon erforderlich, also auch hier kein Vorteil.

Oder hab ich jetzt etwas bestimmtes übersehen?

Grüße, Tom

Neenee, das ist schon richtig so. Das ist die kurze Einschalt-Stromspitze, wenn im Einschaltmoment der leere primäre Netzkondensator des Schaltnetzteils von den ersten Halbwellen der Netzspannung schlagartig aufgeladen wird. Dieses Verhalten ist normal bei Schaltnetzteilen, wo außer dem Netzgleichrichter zwischen dem Kraftwerk und dem leeren Kondensator sonst nicht mehr viel ist. Ein Heißleiter sitzt da zur Dämpfung genau dieses Einschaltstromstoßes noch, aber der allein bringt auch nicht arg so viel. Drum schreib ich's halt dazu. Da brauchts auch keine 80A-Sicherung, denn der Stromstoß ist so kurz, dass auch viel kleinere Sicherungen das aushalten (Netzsicherungen arbeiten immer mit einer Zeitkomponente). Bei einem Campingplatz mit nur einer schmächtigen 5A-Sicherung wirds aber vermutlich wackelig.

Grüße, Tom

Maximale Stromaufnahme beim Einschalten. Ist oft wichtig bei sehr schwach abgesicherten Netzanschlüssen auf Campingplätzen.

Ja richtig, über DIP-Schalter kann man zwischen verschiedenen Spannungsschwellen umschalten. Das ist aber im Grunde nichts besonderes, denn solche (zwischen verschiedenen Batterietypen ) umschaltbaren Ladegeräte gibt es ja reichlich. Hier ist es aber so, dass die Möglichkeit vorhanden ist, noch ganz andere Ladeprogramme zu erzeugen, mit denen sich dann sehr spezielle Anwendungen optimal versorgen lassen. Man kann den Lader z.B. an hohe Zyklisierung der Batterien (die dann hohe Ladespannungen benötigen um Sulfatierung abzubauen) und gleichzeitige Versorgung von Verbrauchern konfigurieren. Das bietet m.W. kein anderer Hersteller so. Nur dass die Meanwell-Deppen da unsinnigerweise gewisse Beschränkungen (z.B. bei der Ladestromschwelle, bei deren Unterschreitung auf floating umgeschaltet wird) eingebaut haben, deren Überwindung leider nicht so ganz einfach ist.

Grüße, Tom

Hallo Ewald,

sehr schön! Mit dem Thema Synchrongleichrichtung zur Energieersparnis hab ich mich auch eine Weile sehr frohgemut beschäftigt. Leider hab ich dann enttäuscht genau das einsehen müssen, was Du in Deinen ausführlichen Tabellen sehr schön herausgearbeitet hast, nämlich dass bei normalen Anwendungen im Kleinleistungssegment die Kostenersparnis so gering ist, dass sich der technische Mehraufwand praktisch nicht rechnet. Zumal dem normalen Konsumenten, der sich üblicherweise am Preis orientiert, diese Rechnung kaum vermitteln lässt. Für uns Techniker ist es natürlich ein ganz erheblicher Unterschied, ob eine Wandlerschaltung mit durchschnittlichen 85 oder mit sehr guten 90% Wirkungsgrad arbeitet, denn wir wissen, wie hart man um jeden kleinen Prozentpunkt kämpfen muss.

Grüße, Tom

Hallo,

Ihr Problem ist mir wohlbekannt, wir haben auch mehrere Fahrzeuge, von denen einzelne regelmäßig mehrere Wochen am Stück unbenutzt herumstehen und bei denen dann bei der nächsten Verwendung gern die Batterie schwächelt. Wenn man dann nur zum Bäcker fährt, gewinnt man natürlich gar nichts, denn das bisschen Ladung, was man bei solch kurzen Fahrten wieder in die Batterie bekommt, kann den Ladungsverlust von Wochen nicht ausgleichen. Es kommt stark erschwerend hinzu, wenn das betreffende Fahrzeug einen erhöhten Ruhestromverbrauch aufweist. Gerade der E38 ist als mit vielen Steuergeräten ausgestattetes Fahrzeug hier ein Problemauto, weil er gerne mal deutlich mehr als „nur“ 50mA Dauerstrom der Batterie entnimmt. Kurz mal rechnen: 14 Tage x 24 Stunden x 0,05A = 16,8Ah. Was, das macht nichts, weil Sie ja eine 100Ah-Batterie eingebaut haben? Denken Sie vielleicht… Leider führt dieser dauerhaft geringe Entladestrom zwangsläufig zur Sulfatierung und genau mit diesem Problem haben Sie nun zu kämpfen. Sulfatierung bedeutet, dass die Batterie wegen der durch langsame Entladung gebildeten großen Bleisulfatkristalle keine Ladung mehr annimmt, was leider genau das Gegenteil dessen ist, was Sie gern möchten: Die Batterie soll sich ja möglichst schon bei der nächsten Kurzstrecke wieder voll aufladen, also begierig Ladung aufsaugen. Nun ja…

Für dieses Problem gibt es leider keine simple technische Lösung in Form eines Gerätes, dass man kauft, einbaut und vergisst. Man muss stattdessen zwei Dinge tun:

1. Die langsame Entladung abstellen! Wie? Ganz einfach: Klemmen Sie die Batterie während solcher langen Standzeiten ab. Unbequem? Ich weiß…
2. Die Batterie regelmäßig voll aufladen – aber richtig! Normale Netzladegeräte eignen sich bei an-sulfatierten Batterien eher schlecht, denn damit erreicht man üblicherweise nie eine randvolle Aufladung, weil die einfach zu früh abschalten. Nehmen Sie stattdessen ein passendes Netzteil, welches über 24h oder mehr eine Spannung von wenigstens 15V auf die Batterie gibt. Prinzip „Ladewutzel“.

Vielleicht kann man in Zukunft die Bleibatterie gegen eine Starterbatterie auf Lithiumbasis austauschen, welche nicht das Problem der bleiakkutypischen Sulfatierung mitbringt. Diese Batterietypen kann man in relativ kurzer Zeit wieder voll aufladen, egal wie langsam sie zuvor entladen wurden. Leider gibt es da noch gewisse Inkompatibilitäten bzgl. der Systemspannung (LiFePo4 kann aber viele Bleiakkusysteme ersetzen) und dem maximalen Ladestrom (oft nur um die 30A, was bei einer wassergekühlten 150A-Lima natürlich etwas blöd ist, weil man den Strom künstlich begrenzen muss, damit einem die LiFePo4-Batterie nicht um die Ohren fliegt).

Eine letzte praktikabel - wenngleich unkomfortable - Möglichkeit wäre es noch, mit zwei Starterbatterien zu arbeiten: Eine ist im Fahrzeug eingebaut und die andere hängt zuhause am Ladegerät. Beide Batterien werden dann alle paar Wochen ausgetauscht. Auf diese Weise ist Sulfatierung kein Problem und die Batterien stehen immer gut im Futter. Nur muss man sie ständig rumschleppen und austauschen. Aber möglich wäre das immerhin.

Mein Tipp: Laden Sie regelmäßig mit einem kleinen Netzlader wie meinem Ladewutzel bei deutlich erhöhter Spannung über ein bis zwei Tage. Das beseitigt die (An-)Sulfatierung, macht normalerweise nicht viel Mühe, bringt also eine gewisse Bequemlichkeit mit und löst das Problem eigentlich optimal. Nur brauchts dafür eben Strom vor Ort.

Grüße, Tom

Zitat von Torsten

Welche Frage ich mir hier nun stelle: Wäre die Batterie eventuell noch zu retten gewesen, hätte ich diese Batterie mit dem Standschaden nicht direkt an ein Powerladegerät angeschlossen was der Batterie stets das gibt wonach sie verlangt sondern stattdessen schonend und langsam ein paar Tage mit dem Pulsar vorbehandelt?

Wahrscheinlich nur in dem Fall, wenn Du gar nicht vorgehabt hast, die Batterie jemals richtig hart ranzunehmen. Ich erkläre mir diese Fälle plötzlicher Zellenzusammenbrüche mit Zellenkurzschlüssen am Ende durch erhebliche Veränderungen der Materialverteilung: Was willst Du machen, wenn größere Mengen Aktivmaterial aus den Gittern fällt und weiter unten zwischen Gitter und Taschenseparator hängen bleibt, sich dort bei nachfolgenden Ladungswechseln verfestigt und schließlich die Separatorwand mechanisch zerstört? Diese permanente Materialwanderung ist das eigentliche und lebensdauerbegrenzende Übel bei Bleiakkus. Wird die positive Elektrode durch mechanische Tricks wie einsperren in Glasfaserröhrchen "gebändigt", kann ein Bleiakku tatsächlich zyklenfest werden. Nur der Innenwiderstand.... Will man den nicht haben, bleiben nur Gitterplatten und die sind nun mal nicht zyklenfest und führen genau zu den Problemen, von denen Du berichtest.

Keine einzige der Batterien, die bei mir unter Zellenschlüssen (und den Folgen wie eben auch starker Gasung und Gestank nach faulen Eiern beim Laden) litten, hat je wieder normal gearbeitet. Schrott ist und bleibt nun mal Schrott.

Grüße, Tom

Zitat von Torsten

Wenn ich also Tage nach Bepulsung einen höheren Messwert als 400 CCA bekomme, dann gehe ich also davon aus dass die Bepulsung das gewünschte - nämlich eine Kapazitätssteigerung - erbracht hat.

Und genau da habe ich erhebliche Zweifel. Denn der Strom kommt aus der Fläche, die Kapazität aber aber aus der Tiefe.

Grüße, Tom

Zitat von Torsten

Dennoch bin aufgrund meiner gesammelten Erfahrungen in dieser Hinsicht überzeugt, dass sich etwaige Verbesserungen in Bezug auf die Regeneration von alten, durch Fehlbehandlung vorgeschädigten Batterien sich positiv auf diesen Messwert auswirken bzw. sich dadurch auch ablesen lassen. Inwiefern das letztlich von Nutzen ist - nun das muss man im Einzelfall unter Kenntnisnahme aller ermittelten Werte (Kapazität nach Entladung, CCA nach Test, Ruhestromspannung, ggf. auch erhöhter Selbstentladung nach einigen Tagen) betrachten.

Leider hat es sich als schwierig erwiesen, die vielen verschiedenen schwachen, verschlissenen, sulfatierten, oder sonstwie misshandelten Batterien nach einer längeren Bepulsung sinnvoll zu kategorisieren. Es fehlt einfach eine ausreichende Vergleichbarkeit des Altbatterie-Materials, um hinterher einigermaßen sicher sagen zu können, welche Reanimationsmethode die beste ist. Eigentlich kann man nur feststellen, ob ein Reanimationsversuch überhaupt funktioniert hat und wenn ja, wie viel er gebracht hat. Ich habe dann stets die Kapazität gemessen und die Selbstentladerate beobachtet, um so wenigstens einigermaßen Aussagen über die erreichte Qualität tätigen zu können. Kapazität ist klar, das ist ein direktes Qualitätsmerkmal. Die Selbstentladerate bezieht sich eigentlich immer auf die Gleichheit der sechs Batteriezellen, weil ja meist eine Zelle erheblich schlechter ist als die anderen und sich entsprechend schneller entlädt. Dadurch wird der gesamte Zellenverbund recht schnell asymmetrisch und die Batterie taugt kaum noch für den normalen Einsatz, außer sie wird dauernd geladen. Insofern interessant, ob Du mit der Messung der Stromwerte einen sinnvollen Qualitätshinweis bekommst.

Grüße, Tom

Also von mir nicht, da Ladebooster immer nur eine Problemlösung für Spannungsverluste auf langen Leitung sind und mit Solaranlagen daher in keinen einsatztypischen Zusammenhang stehen.

Grüße, Tom

Sorry, aber ich glaube, ich hab den Thread mit meinen Batterietester-Auswertungen gekaptert. Kann ihn bei WBB leider nicht abtrennen und an anderer Stelle einfügen, deshalb sieh's mir bitte nach, dass ich der Vollständigkeit halber noch ein paar weitere Bilder und Ergebnisse nachreiche.

Die zuvor bereits getestete "Langzeit"-Batterie (85Ah) des Mercedes W124 wurde gestern 12h lang mit 15,5V geladen. Nach Beendigung der Ladung sind etwa 16h vergangen, so dass nun erneut getestet werden kann:

Laut AE-310 ist der CCA-Wert von 557A auf 671A gestiegen. Der "Horst-Wert" (SOH) ist erstaunlicherweise von 75% auf 95% gestiegen.

Die Spannung ist von 12,33V auf 12,92V gestiegen, der Innenwiderstand von 4,47mΩ auf 4,36mΩ gefallen.

Leider hab ich vergessen, die Batterie des W124 vor der Aufladung mit dem Tonwon zu messen, daher kann ich leider nur dieses Bildchen liefern. Auffällig ist, dass der Kaltstartwert des Tonwon sehr deutlich vom Wert des AE-310 abweicht: 630A zu 671A.

In die Irre führt der Horst-Wert (SOH) des Tonwon: Nur 58% statt 95% inklusive des Hinweises, dass die (in der Praxis völlig unauffällige) Batterie besser ersetzt werden sollte. Allerdings gibt der Tonwon der neueren Batterie des Strichachters, die ja dieselbe Type wie die ältere des W124 entspricht, einen auffallend besseren Horst-Wert. Irgendeinen Unterschied will er da bemerkt haben, den ich jetzt nicht weiter zuordnen kann.

Kommen wir zum zur Smart-Batterie, welche gerade über 15h mit 15,5V geladen (seit einer Stunde abgeklemmt) und die weiter oben ja bereits gemessen und für austauschreif befunden wurde:

Der AE-310 meint nun 530A Kaltstartstrom gegenüber zuvor 413A zu erkennen. Horst ist phänomenal von 75% auf 100% gestiegen.

Die 13,05V bei sind plausibel, die 5,7mΩ auch.

Tonwon sieht nun 575A CCA statt zuvor 580, da hat sich also im Bereich der Messgenauigkeit nichts geändert. Der erkannte SOC ist von 81% bei 12,48V auf 98% bei 13,0V gestiegen. Als Horst-Wert werden 65% ausgegeben und die Batterie wird - im Gegensatz zu vorher - als in Ordnung erkannt.

Also ich weiß nicht, aber ich durchblicke echt nicht, wie die Tester auf diese SOH-("Horst")-Werte kommen. Auch die Kaltstartstromwerte beider Tester passen nicht in jedem Fall mit den tatsächlichen Ladezustandsbedingungen zusammen. Nach meinem Verständnis sollten sie bei voller wie leerer Batterie gleich groß sein, weil sich der CCA-Wert natürlich immer nur auf die volle Batterie bezieht.

Im Prinzip müsste ich jetzt einmal Kapazitätsmessungen bei den beiden Batterien durchführen und deren Abweichung vom Nennwert dann mit den gemessenen Horst-Werten der Tester vergleichen, um auf diese Weise zu prüfen, ob SOH alias Horst tatsächlich als prozentuales Aquivalent der Restkapazität taugt (SOH hoch = volle Kapazität, SOH niedrig = geringe Kapazität). Wenn das reproduzierbar so wäre, könnte man sich die aufwändige Kapazitätsmessung natürlich sparen. Blöd nur das beide Fahrzeuge im Produktivbetrieb laufen, so dass ich sie nicht mal eben für drei Tage abklemmen kann. Für diesen Zweck werde ich andere Batterien bemühen müssen.

Grüße, Tom