Allgemeine Fragen

Hallo,

praktisch nichts.

Wie Sie schon selbst feststellen, werden maximale Ladeströme seitens der Akkuhersteller meist nur empfohlen, aber in der Regel nicht verbindlich vorgeschrieben. Ich habe bisher auch keinen einzigen Fall erlebt, in dem ein gesunder Bleiakku durch einen zu hohen Ladestrom (eine korrekte Ladespannung natürlich vorausgesetzt!) Schaden genommen hätte. Anders kann das aussehen, wenn vorgeschädigte, innerlich korrodierte Akkus mit extrem hohen Ladeströmen beaufschlagt werden. Da die Gitterkorrosion speziell das Blei der positiven Gitterplatten langsam in krümeliges Bleidioxid umsetzt, kann es durch sehr hohe Ladeströme u.U. zu partiell sehr hohen Temperaturen an entsprechend porösen Gittern und Plattenverbindern kommen, wodurch diese unterbrochen werden. Dadurch wird der Akku letztlich unbrauchbar.

Ein anderes Problem können innerhalb der Aktivmassen entstehende große Gasblasen sein, die aktives Material aus dem Gitterverbund drücken, so dass es herausfällt. Allerdings nehmen derart vorgeschädigte Akkus kaum noch so hohe Ladeströme auf, so dass diese Szenarien eher akademischer Natur sind. In der Regel braucht man sich daher um die Begrenzung der Ladeströme bei Bleiakkus auch nicht zu kümmern. Die eigentlichen Probleme lauern an ganz anderen Stellen.

Bei auf extreme Entladeströme ausgelegten Starterbatterien ist die Angabe eines maximalen Ladestroms im Grunde sinnlos, da Plattengitter und -Verbinder ohnehin auf maximale Ströme hin optimiert wurden. Ob sie beim Entladen oder beim Laden fliessen, ist hierbei ohne Belang. Allerdings sollte man sich bzgl. der Ladespannung immer an die Angaben des Akkuherstellers halten, da es bei Überschreitung der empfohlenen Ladespannung insbesondere auch zu erhöhten Ladeströmen am Ende der Ladung kommt, wodurch sich vermehrt schädliche Effekte wie Gasung und Korrosion einstellen. Entsprechend gibt es seitens der Ladegerätehersteller auch keine besonderen Maßnahmen zur Begrenzung der Anfangsladeströme (außer zum Schutze des Ladegerätes selbst...). Gute Geräte bieten eine geeignete und stabil geregelte Ladespannung an und der Akku reguliert dann seinen Ladestrom entsprechend Ladezustand und Innenwiderstand selbst.

In der Regel kommt es eher zu dem Problem, dass so hohe Ströme, wie sie Bleiakkus bei Beginn der Ladung aufnehmen könnten, von den Ladegeräten gar nicht geliefert werden können. Im übrigen hat man allgemein die Erfahrung machen können, dass hohe Anfangsladeströme dem Akku sogar ausgesprochen gut tun (sie vermindern den Innenwiderstand durch Bildung besonders feinkörniger Kristallstrukturen). Außerdem lässt sich mit sehr hohen Anfangsladeströmen die zur Vollladung benötigte Zeit drastisch verkürzen. Zum Ende der Ladung fällt der Ladestrom immer weiter ab, so dass sich dann keine Möglichkeiten zu einer beschleunigten Aufladung mehr ergeben, wenn man die Ladespannung nicht in ungesund hohe Bereiche treiben will.

Welche Ladestrategie die einzelnen am Markt verfügbaren Ladegeräte verfolgen, kann ich natürlich auch nicht sagen. Sehr gute Geräte messen die Akkuspannung aber insbesondere während kurzer, wiederkehrender Ladepausen, um den Spannungsabfall durch Kabel- und Übergangswiderstände auszublenden, um so die Akkus mit maximalen Ladeströmen ohne Gefahr von Überladungserscheinungen aufladen zu können.

Der Peukert-Exponent wird leider nur von den allerwenigsten Akkuherstellern angegeben, zudem schwankt er je nach Veränderungen der Herstellungmethode. Man kann ihn am einzelnen Akku aber leicht durch zwei Entladungen mit unterschiedlichen Strömen berechnen (ein kleiner Peukert-Rechner findet sich hier: Uve Rick's EV Resources - Batteries ). Bei Starterbatterien liegt er wegen des niedrigen Innenwiderstands auch eher im niedrigen Bereich. Peukert-Exponenten bestimmter Starterbatterietypen sind mir leider nicht bekannt. Eine kleine Liste von Peukert-Exponenten bekannter Standard-Akkus findet sich z.B. hier: EV Calculator: Batteries
Auch muß man beachten, dass die Selbstentladerate bei Starterbatterien abhängig von Typ, Alter, Vorgeschichte und Temperatur generell höher ist als bei AGM- oder Gel-Akkus und darüberhinaus auch stark schwanken kann, was die praktische Nutzung der Peukert-Formeln erschwert. Besonders die Empfindlichkeit von Starterbatterien bei Zyklisierung mit hoher Entladetiefe verwandelt jede Rechnerei durch den schnell fortschreitenden Kapazitätsverlust (Verschleiss) schnell in Makulatur. Da wird man also öfters Messen müssen, um halbwegs brauchbare Schätzungen der Restkapazität zu bekommen.

Grüße, Tom

So pauschal möchte ich das nicht stehen lassen:

Je niedriger der Innenwiderstand des Bleiakkus, desto höher ist sein Wirkungsgrad und desto niedriger der Peukert-Exponent. Leider steigt bei einer Akku-Auslegung auf besonders niedrigen Innenwiderstand aus technischen Gründen meistens die Selbstentladerate (ganz typisch für Starterbatterien) an, was dann wieder zu einer Verminderung des Wirkungsgrades und somit zwangsläufig auch zu einem Anstieg des Peukert-Exponenten führt.

Jetzt wird auch klar, dass Herr Peukert zwar grundsätzlich auf dem richtigen Weg war, aber sein Exponent in Form einer einzigen Zahl bei der Abschätzung der Akku-Restladung auch nicht wirklich glücklich macht, weil die Verluste durch den Innenwiderstand bei hohen Strömen dominieren, die Verluste durch Selbstentladung aber bei niedrigen Strömen und langen Zyklen...

Insofern denke ich, mal sollte aus dem Peukert-Exponenten keine Wissenschaft machen. Batterie-Computer sind bei der Abschätzung der verbleibenden Restladung schon sehr stark auf Schätzungen angewiesen, die insbesondere dann, wenn mehrere Schätzungen zur "Berechnung" weiterer Schätztungen herhalten müssen, in die Irre führen. Wenn man das weiss, kann man meistens trotzdem ganz gut damit leben. Aber wenn nicht, wundert man sich über die anscheinend wirre Stromuhr, weil der Akku mal wieder überraschend leer ist.

Grüße, Tom

Zitat von Tom

Bei auf extreme Entladeströme ausgelegten Starterbatterien ist die Angabe eines maximalen Ladestroms im Grunde sinnlos, da Plattengitter und -Verbinder ohnehin auf maximale Ströme hin optimiert wurden. Ob sie beim Entladen oder beim Laden fliessen, ist hierbei ohne Belang.

Hallo,

das klingt schön simpel-logisch und entspricht auch dem täglichen Batterieleben im Bordnetz, wo sie alles an Strom aufsaugt, was die Spannung und ihr momentaner Ladezustand zulassen

Aber da frage ich mich, woher die IMO weit verbreitete Regel kommt "Ladestrom [A] = 1/10 der Kapazität [Ah]"?
Ist das nur eine Faustregel zur Schadensbegrenzung bzw. zur Dimensionierung der üblichen nicht-spannungsbegrenzten Heimladegeräte, damit die Gasung nicht allzu heftig wird (wenn das Ladegerät nicht rechtzeitig abgeklemmt wird)?

BTW: Wie wird eigentlich der Amperewert solcher Heimlader bestimmt? Im Betrieb ändert er sich ja stufenlos mit der Klemmenspannung der angeschlossenen Batterie

Zitat von ulf

Aber da frage ich mich, woher die IMO weit verbreitete Regel kommt "Ladestrom [A] = 1/10 der Kapazität [Ah]"?
Ist das nur eine Faustregel zur Schadensbegrenzung bzw. zur Dimensionierung der üblichen nicht-spannungsbegrenzten Heimladegeräte, damit die Gasung nicht allzu heftig wird (wenn das Ladegerät nicht rechtzeitig abgeklemmt wird)?

Die Frage stelle ich mir schon länger. Die meisten Bleiakkuhersteller geben zwar (ich vermute mal mehr aus Gründen der Haftungsbeschränkung) einen maximalen Ladestrtrom für ihre Akkus an und nur ein paar Hersteller erklären freimütig, dass es völlig wurscht ist, wie hoch der Ladestrom letztlich ausfällt - korrekte Ladespannung natürlich vorausgesetzt! Allerdings habe ich es trotz ausgeprägter sadistischer Neigungen (jedenfalls gegenüber Bleiakkus... ) noch nie geschafft, einen Bleiakku durch überhöhte Ladeströme zu beschädigen. Die Dinger sind einfach brachial robust aufgebaut und wenn man nicht viel zu hohe Ladespannungen anlegt, passiert definitiv nichts.

Bei überhöhter Ladespannung wird die Batterie dann natürlich gekocht, aber das liegt eben an der Spannung und nicht am Strom...

Bei NiCd-Akkus war in frühen Jahren allerdings eine Laderate von C/10, also 10% der Kapazität, lange Zeit üblich. Die Dinger haben damals eben noch keine Schnellladungen vertragen. Es ist gut möglich, daß sich diese überholte Empfehlung in der Neuzeit ebenso hartnäckig im Netz hält, wie die Mehrzahl der Anbieter bei ebay bis heute standhaft behauptet, sie könnten wegen der "neuen EU-Gesetze" leider keine Garantie leisten. Schätze, die infizieren sich mit ihren Desinfiormationen alle gegenseitig...

Zitat von ulf

BTW: Wie wird eigentlich der Amperewert solcher Heimlader bestimmt? Im Betrieb ändert er sich ja stufenlos mit der Klemmenspannung der angeschlossenen Batterie

Naja, die maximale Dauerbelastbarkeit (in Ampere) wird halt aufgedruckt. Wenn man einen Bleiakkulader mit dem Aufdruck "12V/4A" vor sich hat, dann kommen da ja nicht dauerhaft 12V und 4A raus, sondern er lädt mit irgendwas zwischen 13,5 und 15V (also die Spannung besser mal nachmessen, damit man weiß, woran man ist) und kann einen maximalen Ladestrom von 4A vertragen. In der Regel wird der Strom auch mit technischen Mitteln begrenzt. Im einfachsten Fall durch den Innenwiderstand des Ladegerätes (bei billigen Baumarktladern zum Beispiel), oder die Strombegrenzung ist elektronisch auf einen festen Wert eingestellt. Wie hoch der fließende Ladestrom letztlich ist, hängt aber hauptsächlich vom Ladezustand des Akkus ab.

Grüße, Tom

Zitat von Tom

Naja, die maximale Dauerbelastbarkeit (in Ampere) wird halt aufgedruckt. Wenn man einen Bleiakkulader mit dem Aufdruck "12V/4A" vor sich hat, dann kommen da ja nicht dauerhaft 12V und 4A raus, sondern er lädt mit irgendwas zwischen 13,5 und 15V (also die Spannung besser mal nachmessen, damit man weiß, woran man ist) und kann einen maximalen Ladestrom von 4A vertragen. In der Regel wird der Strom auch mit technischen Mitteln begrenzt. Im einfachsten Fall durch den Innenwiderstand des Ladegerätes (bei billigen Baumarktladern zum Beispiel)

. . . die nach meiner Schätzung 99% der PKW-Ladegeräte in Privathaushalten stellen.
Also entweder liefern die Dinger den aufgedruckten Strom nur bei Quasi-Kurzschluß (der Worst Case einer tiefst-entladenen Batterie wegen vergessener Beleuchtung o.ä.), und an einer normal-leeren Batterie mit knapp 12V Klemmenspannung nur Bruchteile des Aufdruckes, oder sie überlasten sich selbst an einer tiefst-entladenen Batterie oder bei Zellenschlüssen, falls der Nennstrom bei 12V Klemmenspanung gilt

So in etwa. Deshalb haben diese Dinger auch meist eine rücksetzbare Überstromsicherung. Für moderne (auf Überladung empfindlich reagierende) AGM- oder Gel-Akkus jedenfalls generell unbrauchbar.

Grüße, Tom

Hallo

Ich befasse mich nun schon einige Zeit mit Akkus und Ladegeräten, doch einige Dinge sind mir noch unklar. Der Ladestrom, den ein Bleiakku aufnimmt, folgt ja ungefähr einer e-Funktion. Deshalb wird ja am Anfang der Ladestrom von den Ladegeräten begrenzt. Mich würde jetzt aber interessieren, wie lange das Ladegerät überhaupt mit vollem Ladestrom laden kann, bis der Ladestrom nach der e-Kurve sinkt?

Irgendwo habe ich gelesen, dass man mit höheren Spannungsimpulsen die Batterie laden kann und es nicht zum Gasen kommt, wenn man dazwischen kurze negative Impulse anlegt. Macht diese Verfahren Sinn, um weiter unten in der Kennlinie schneller laden zu können? Wie erkennt man das Gasen der Batterie? Die modernen Ladegeräte haben Schaltnetzteile, bauen sich also die Ladespannung auch aus Impulsen höherer Spannung, werden diese durch die Batterie so stark geglättet?

mfg Edwin

Hallo,

wie Sie ganz richtig erklärten, sinkt der Ladestrom eines Bleiakkus bei gleichbleibender Ladespannung mit zunehmendem Ladezustand immer weiter ab. Das ist vom Anfang der Ladung an der Fall. Man merkt's am Anfang nur meist deshalb nicht, weil die akkubedingten sehr hohen Ladeströme am Anfang der Ladung vom Ladegerät bzw. der Lichtmaschine auf (für sie) verträgliche Werte begrenzt werden.

Diesem Absinken kann man nur in engen Grenzen durch eine Erhöhung der Ladespannung entgegenwirken, da für die zunehmende Verminderung des Ladestroms hauptsächlich osmotische Vorgänge innerhalb des Aktivmaterials verantwortlich sind, die leider nur mit begrenzter Geschwindigkeit ablaufen können. Natürlich könnte man durch Verdopplung der angelegten Spannung eine starke Potentialerhöhung erzwingen, wodurch eine deutliche Beschleunigung erreicht würde, aber leider halten Bleiakkuzellen keine doppelte Ladespannung aus (Gasung, Korrosion...). Und mit den lächerlichen 5% mehr Spannung (z.B. 14,7V statt 14V beim 12V-Akku), die man gefahrlos zur Aufladung anlegen kann, ist in Sachen Beschleunigung der osmotischen Vorgänge innerhalb der Platten natürlich kein Blumenpott zu gewinnen. Ob Reflex-ähnliche Ladeverfahren bei Bleiakkus anwendbar sind, ist mir nicht bekannt. Ich gehe aber bisher davon aus, dass solche bei Bleiakkus nicht funktionieren (das Reflex-Ladeverfahren wurde urspünglich für NiCd-Akkus mit ihrer völlig anderen Zellenchemie entwickelt). Erfahrungsgemäß lassen sich aber wenigstens Sulfatkristalle erfolgreich mit Überspannungsimpulsen aufbrechen und wieder in Blei und Bleidioxid zurückverwandeln, wobei allerdings nur mit sehr geringer Gesamtenergie gearbeitet wird, um die mittlere Ladespannung gering zu halten (Kurze aber kräftige Impulse und stark asymmetrisches Puls-Pausenverhältnis), um Gasung und Gitterkorosion zu vermeiden. Aber das ist eine andere Baustelle.

Wie erkennt man Gasung? Bei Bleiakkus mit flüssiger Säure ist das leicht: Stopfen ab und reingucken... Bei AGM-, Gel-, oder Wickelzellen geht das natürlich nicht und man wird das Verhältnis von Ladespannung und Zellentemperatur einfach im zulässigen Bereich halten, um so einer Gasung vorzubeugen. Dies eine noch zur Gasung: Sie ist meist gar nicht das vorangige Problem beim Laden mit hoher Spannung, da viele AGM- bzw. Bleiakkus mit Katalysatoren zur Rückbildung von Wasser aus dem entstandenen Wasserstoff und Sauerstoff ausgerüstet sind und so kaum noch Wasser verlieren. Das eigentliche Problem ist die Gitterkorrosion: Die positiven Gitter aus Blei werden beim Erhöhen der Ladespannung zunehmend in bröseliges Bleidioxid verwandelt. Dieses ist mechanisch nicht belastbar, so dass die Gitterstruktur ab einem gewissen Punkt fortgeschrittener Korrosion in sich zusammenbricht. Durch Brüche im Gitter werden dann Teile der Gitterplatten elektrisch abgetrennt und somit inaktiv. Der Akku bricht dann regelrecht zusammen und ist nicht mehr verwendbar.

Die Frage zu den Schaltnetzteilen habe ich jetzt nicht verstanden. Es stimmt, dass Schaltnetzteile die Netzspannung gleichrichten und mit hoher Frequenz "zerhacken", um sie auf andere Spannungen transformieren zu können. Am Ende wird die so entstandene Wechselspannung dann wieder gleichgerichtet und durch Kondensatoren "gesiebt", damit sich wieder eine saubere Gleichspannung ergibt (auch für die Funktion der Spannungsregelung ist eine gesiebte Ausgangsspannung wichtig). Der angeschlossene Akku muß hier also nichts mehr "glätten". Anders bei den alten Autobatterie-Ladegeräten ("Baumarkt-Ladegeräte"), die nur einen Trafo und einen Gleichrichter besaßen: Hier wurde der Akku mit pulsierender Gleichspannung mit 100Hz gespeist, weil aus Kostengründen einfach keine Siebkondensatoren im Ladegerät vorhanden waren. Dann glättet der Akku selbst natürlich die Ladespannung.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo

Danke für die schnelle Antwort.
Wenn höhere Ladespannungen zur Gitterkorrosion beitragen, macht das natürlich keinen Sinn.
Wie lange kann denn nun wirklich ein Akku mit z.B.: 100Ah mit 10A geladen werden, bis sich der Ladestrom verringert? Bzw. von welcher Ladezeit kann man ungefähr ausgehen? Ich habe bisher nur schmematische Ladekurven aber noch keine mit tatsächlichen Zahlen gefunden.
Wie weit darf man einen Akku entladen, ohne dass er dabei Schaden nimmt? Sind das wirklich 10,5V oder darf man ihn nicht so weit entladen? Bzw. welche Maximalspannung sollte denn ein gesunder Akku haben? Etwas über 13V schätze ich, oder? Ich bin jetzt von der unbelasteten Leerlaufklemmenspannung ausgegangen.

Bei den Schaltnetzteilen haben Sie meine Frage schon beantwortet, hab ich etwas kompliziert geschrieben. Ich dachte, dass die Ausgangsspannungen der Schaltnetzteile nicht mehr extra geglättet werden, da man bei 10A ja schon einen ziemlich großen Elko dafür braucht. - Denkfehler: bei einem Schaltnetzteil mit ca. 20kHz kann der Elko ja viel kleiner sein.

Danke, mfg Edwin

Genau, da reichen dann 470µf schon völlig aus.

Die Frage, bis zu welchem Ladezustand ein 100Ah-Bleiakku mit 10A geladen werden kann, bevor der Ladestrom akkubedingt abfällt, ist (leider leider) nicht ohne weiteres zu beantworten. Das hängt von verschiedenen Faktoren ab, von denen die Kapazität nur einer von vielen ist, z.B. Temperatur, Standzeit, Zyklenanzahl, Bauform, Alter... Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang, dass sogar die Art der vorangegangenen Entladung einen direkten Einfluss auf den "Stromappetit" eines Bleiakkus ausübt. So wird ein Akku, der zuvor mit großem Strom entladen wurde, bei der folgenden Aufladung einen deutlich höheren Ladestrom aufnehmen, als einer, der nur sehr langsam mit geringem Strom entladen wurde. Insofern dürfte es nur für einen bestimmten Akkutyp möglich sein, eine halbwegs passende Ladestromkurve anzugeben. Unter besonders günstigen Voraussetzungen kann die Aufladung eines
Top-Akkus ausgehend von 20% Ladezustand unter optimalen Bedingungen schon nach 2 bis 3 Stunden 95% erreichen. Es kann unter
ungünstigen Umständen aber auch Tage dauern. Man sieht schon, eine Kurve
für alle kann es nicht geben. Näherungsweise wird man aber davon ausgehen können, dass ein neuwertiger 100Ah-Starterakku bei 10stündiger Entladung auf 20% Restkapazität bei 20°C 70% seiner fehlenden Ladung mit einem deutlich höheren Strom als 10A (C10) aufnehmen wird, soweit die Ladestromquelle dies zulässt. Dies nur mal als ganz grober Fingerzeig aus der Praxis. Wickelzellenakkus neigen zu höheren Ladeströmen, AGM- bzw. Gel-Akkus eher zu niedrigeren. Solarakkus mit flüssiger Säure und Traktionsakkus mit Panzerplatten nehmen auch eher niedrigere Ströme auf. Aber bitte kein Gesetz daraus machen, die Daten entspringen nur meinen persönlichen Erfahrungen im Umgang mit Bleiakkus. Hinzu kommt noch der Sulfatierungsstatus, also Menge und Größe der Sulfatkristalle, die eine kritische Größe überschritten haben. Besonders dieser Punkt erschwert die Aufladung viele Akkus über die ltezten 10% bis 30% Kapazität, wenn die Akkus längere Zeit nicht wirklich voll aufgeladen wurden.

Zur maximalen Entladetiefe wäre zu sagen, dass es keine absolute Schwelle gibt. Weder gibt es eine Spannungsschwelle, ab der besonders großer Verschleiß auftreten würde, noch hätte diese für alle Akkus und Lasten gleiche Gültigkeit. Die Grenzen sind wie man so schön sagt fließend. Wichtig bei der Einstellung von Entladeschutzschaltungen iste s daher, wenigstens den Entladestrom bei der Einstellung einer Abschaltspannung zu berücksichtigen. Es ist klar, dass bei hohen Entladeströmen erheblich niedrigere Abschaltspannungen eingestellt werden können, akls bei niedrigen Strömen. Optimal wäre hier ein Gerät, dass nicht nur eine manuelle Einstellbarkeit der Abschaltspannung ermöglicht, sondern gleichzeitig auch noch den Entladestrom messen und die eingestellte Abschaltspannungsschwelle danach automatisch variieren würde. Ich merke schon, hier tut sich genügend Raum für eine neue Entwicklung auf... Um die Frage nach einer praktikablen Abschaltspannung wenigstens im Ansatz sinnvoll zu beantworten, würde ich mal so sagen: Bei einem Entladestrom von 10% der Akkukapazität (C10) halte ich eine Abschaltspannung von 1,8V/Zelle für vertretbar. Danach ist eh nicht mehr viel drin, was man noch rausholen könnte. Meine Saftschubsen werden z.B. so eingestellt, das bei Unterschreitung von 11,5V (~1,92V/Zelle) die Entladung des Stützakkus beendet wird.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo

Vielen Dank für die Infos, gar nicht so einfach, die Verhaltensweise einer Batterie.
Jetzt würde mich noch interessieren, kann man gefahrlos mit 14,4V laden, ohne dass es schon zu den erwähnten Gitterkorrosion kommt? Oder sollte man Aufgrund der Lebensdauer mit einer kleineren Spannung laden? Sollte man den Ladevorgang ab einem Ladestrom von C/100 beenden, oder schon früher?
Sollte man während des Ladevorgangs auch negative Impulse zur beseitigung von Sulfatkristallen an den Akku anlegen?

mfg Edwin

Auch hier sind die Grenzen fließend: Wenn man mit 14,4V (bei 20°C) lädt, wird immer auch ein wenig Gitterkorrosion stattfinden. Das lässt sich gar nicht vermeiden. Trotzdem muß man besonders bei zyklischen Lade-/Entladeschemata eine recht hohe Ladespannung wählen, da ansonsten Sulfatierung droht. Man darf sein Gift also wählen... In der Praxis geht man so vor, dass man erst mit relativ hoher Spannung lädt und nach erreichen von etwa 90% Ladezustand auf eine schonendere, geringere Ladespannung zurück geht. Das beantwortet sicher auch die Frage nach der Beendigung der Ladung. Im Grunde muß die Ladung nie beendet werden, nur die Ladespannung muß sich den Ladezustand (und der Temperatur) anpassen. Man kann natürlich auch das Ladegerät einfach abschalten, dann vermeidet man unnötigen Stromverbrauch und eventuelle negative Effekte durch falsche Ladespannung bei Erhaltensladung. Man wird in der daher ab einer Ladestromabnahme unter etwa 1% der Kapazität (C100) die Ladung beenden. Man kann auch noch früher abklemmen, sollte dann aber regelmäßig zur Beseitigung von Bleisulfat auch mal wieder richtig vollladen. Ich mache es mit dem Stützakku an der Saftschubse unseres stromhungrigen Fahrzeugs so, dass ich alle 6 bis 8 Wochen mal ein Ladegerät übers Wochenende dranhänge. Dann ist der Akku definitiv voll geladen. Lebensdauer und Leistungsfähigkeit werden dadurch deutlich erhöht.

Geringe negative Impulse (also Entladestromimpulse) haben meines Wissens beim Bleiakku keine positive Wirkung. Starke Entladestromimpulse (auch solche Pulser gibt es, die mit Entladestromimpulsen arbeiten. Sind wegen ihrer Einfachheit sogar in der Überzahl) können sich aber positiv auf die Grenzschicht zwischen Bleigitter und Aktivmasse wirken und so zu einer Impedanzabnahme führen (Abnahme des Innenwiderstands). Bleisulfat ist mit Entladestromimpulsen aber nicht zu lösen (entgegen der verbreiteten Produktwerbung solcher Entlade-Pulser), denn dafür muß zwingend Energie zugeführt werden, was bei Entladestromimpulsen ja gerade nicht der Fall ist.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Hallo

Danke für die Antwort, ich dachte immer, das funktioniert mit Entladepulsen.

Also wenn ich alles richtig verstanden habe, sollte ein Ladegerät am besten am Anfang einen noch höheren Ladestrom z.B. 20A-30A liefern, bis eine Spannung von 14,4V erreicht wird. Mit den 14,4V weiterladen bis der Ladestrom immer mehr sinkt ca. C/30 oder C/50 und dann immer mehr die Spannung verringert bis ca. 13,8V und bei C/100 stoppt?

Ich hab mir die Schaltung des Power Pulsars angesehen. In der Beschreibung steht ja, dass dieser einen Stromimpuls von 200A liefern soll. Doch ich komme da nur auf einen Stormpuls von ca1,2A. Wenn ich das richtig verstanden habe, wird der Stromimpuls über eine Spule erzeugt und diese geladen, wenn das FlipFlop eingeschaltet ist. Der Komparator vergleicht die Spannung an D5 (0,4V) mit der Spannung, die an R4 abfällt. Steigt der Storm durch R4 auf über 1,2A an, dann wird das FF durch den Komparator rückgesetzt und T1 sperrt wieder. Die Spule will den Strom weitertreiben und kann dies auch über die Diode D6. Da die Akkuspannung aber nur geringfügig unter der Betriebsspannung liegt, muss sich die Spannung an der Spule umdrehen und auf einen höheren Wert einstellen, damit die 1,2A auch weiter durch den Akku fließen können.
Hab ich hier irgendwo einen Denkfehler oder wie kommen die 200A zustande? Oder stimmt die dargestellte Schaltung nicht?
Hätte ich diese Frage eher im anderen Forum stellen solln?

mfg Edwin

Ja, das passt so.

Zum Power-Pulsar:

Als ich die erste Messung am Power-Pulsar durchgeführt habe, war ich selbst erstaunt und dachte zunächst an einen Meßfehler. Ich habe den Meßaufbau dann noch mit einem anderen Elektroniker diskutiert und wir sind dann zusammen zu dem Schluß gekommen, das hier kein Meßfehler vorliegt.

Der Meßaufbau:

In den Stromkreis zwischen Power-Pulsar und Akku wird ein 5cm langes Stück 6mm²-Kupferdraht als Shunt eingefügt. Auf diesen Kupferdraht werden im Abstand von 35mm zwei Abgreifleitungen angelötet und mit dem Osziloskop verbunden. Das ganze natürlich so induktionsarm wie nur irgend möglich. Die 35mm lange Meßstrecke auf dem 6mm² Kupferdraht entspricht nun einem ohmschen Widerstand von 100µOhm. Fließt hierüber ein Strom von 1A, lässt sich am Meßgerät eine Spannung von 100µV ablesen. Wird der Power-Pulsar über diesen Shunt an einen 12V/7Ah AGM-Akku angeschlossen, mißt man eine positive Impulsspannung von 20mV (wenn man nur den positiven Anteil der Schwingung betrachtet). I=U/R -> 0,02V/0,0001Ohm = 200A. Die Gesamtschwingung liegt über dem Shunt bei etwa 25mVss.

Ich wurde schon wiederholt von aufmerksamen Elektronikern darauf hingewiesen, daß das wegen der Stromerhaltung der Spule ja eigentlich nicht sein kann und ich muß zugeben, daß ich auch keine wirklich schlüssige Begründung liefern kann - dafür kenne ich mich mit Induktion einfach zu wenig aus - aber die Messung ist dennoch plausibel. Vor kurzem habe ich die verwendete Speicherdrossel gegen eine andere Type mit dickerem Draht ausgetauscht. Wenn ich jetzt messe, komme ich mit dem gleichen Meßaufbau sogar auf 130mV positiv Impuls (200mVss. Das knackt also schon mit 1.300A die kA-Mauer.

Wer eine sinnvolle physikalische Erkärung liefern kann, der möge das bitte tun. Sollte ich entgegen meiner Annahme doch einem Meßfehler aufgesessen sein, habe ich bei korrektem Nachweis kein Problem damit, dies auch einzugestehen. Natürlich liefern die einzelnen Impulse nur eine sehr geringe Energiemenge. Leider steht mir kein ausreichend genaues Osziloskop zur Verfügung, um die genaue Impulsdauer zu messen und so auf die korrekte Energiemenge des Einzelimpulses rückschließen zu können. Über eine solche Messung sollte sich auf jeden Fall überprüfen lassen, ob der Spitzenstrom stimmt oder nicht. Vielleicht mißt ja mal jemand und berichtet dann.

Viele Grüße!

Thomas Rücker

Die mir bekannten Optima-Rundzellenakkus besitzen eine "normale" Blei-Legierung, keine ausgesprochene "Blei-Zinn"-Legierung. Daher gelten für diese auch die normalen Ladeparameter üblicher Bleiakkus.

Manche Akkuhersteller schreiben alles mögliche bezgl. der verwendeten Legierungsbestandteile ihre Akkus, aber letztlich produziert doch nur Hawker (spezielle) Akkus mit einer Legierung, die so viel Zinn enthält, dass die Ladeparameter sich deutlich ändern. Gilt aber nur für Hawker Genesis und Zyklon-Typen. Der Rest der Hawker-Typen laden sich dagegen wieder "normal".

Siehe auch: Ladetechnik für Hawker-PLT-Akkus

Viele Grüße!

Thomas Rücker

edit:

Weshalb Blei-Zinn legierte Akkus eine höhere Ladespannung benötigen, hat chemisch-physikalische Gründe, die ich auch nicht bis ins Detail kenne. Richtig ist auch, dass bereits ein geringer Ladestrom zu fließen beginnt, wenn die Schwebespannung durch eine äußere Spannungsquelle überschritten wird. Da sich Bleiakkus durch Aufbau und Zustand über einen sehr breiten Bereich unterscheiden können und da insbesondere osmotische Vorgänge die Stoffwechselfunktionen zwischen dem Elektrolyten und den tieferen Schichten der aktiven Materialien die Ladungsänderungen begleiten und beeinflussen, schwanken diese Spannungsschwellen bei den verschiedenen Typen über ihre Lebensdauer schon sehr stark. Es ist daher kaum möglich, absolute Angaben beispielsweise über eine zur Vollladung nötige Mindestspannung zu treffen, zumal ja auch ganz besonders Parameter wie Akkutemperatur und Elektrolytkonzentration hier einen starken Einfluss ausüben. Sucht man solche Schwellen, empfiehlt es sich daher, unter möglichst praxisnahen Bedingen entsprechende Versuche zu machen. Man wird so die gesuchten Spannungswerte ermitteln können, muß aber bedenken, dass ihre Reproduzierbarkeit eben von Akkutypen, Alter, Lastschema, Temperatur und dergleichen abhängt. Und weil das letztlich so viele Unwägberkeiten mit sich bringt, legt man sich in der Regel auf die bekannten Lade- und Entladespannungen fest.

"Vollladung" ist ja auch ein ziemlich relativer Begriff. Wann genau ist ein Akku voll? Erst wenn definitiv "nichts mehr reinpasst"? Schon lange vorher beginnen schädliche Prozesse im Innern der Zellen eines Bleiakkus, so dass es sich nicht empfiehlt, tartsächlich bis zu diesem "Vollladepunkt" hin zu laden. Ich würde "Vollladung" deshalb eher zurückhaltend definieren und zwar als den Ladezustand, der in akzeptabler Zeit erreicht wird, wenn mit moderater, zur Temperatur und zum Arbeitsschema des Akkus passender Ladespannung geladen wird.