Hilft ein Pulser?

  • Hallo Tom,


    bin über deine Webseite gestolpert und habe im Forum auch über den Power-Pulsar gelesen. Was ich so gelesen habe, hoffe ich, du kannst mir eine kompotende Auskunft geben.


    Ich fliege gelegentlich F3B-Wettbewerbe und habe für die E-Winde mehrere 12V Autobatterien. Regelmäßig, vor Beginn der Saison, überprüfen wir die Batterien auf ihre Leistung. Dazu wird die Batterie mit einem Widerstand von ca. 19 mOhm (simuliert die Winde) für 8 sec (simulierter Windenstart) „kurz geschlossen“. Die Ströme dabei um 430-480A, je nach Zustand der Batterie. Gerade ältere Batterien oder welche die nicht regelmäßig voll geladen wurden oder an einer Erhaltungsladung „hängen“ (über den Winter) schwächeln hier.


    So hatte z.B. eine meiner Batterien, die 1 Tag vorher nochmals voll geladen wurde (14,4V) aber zuvor 10 Wochen nicht am Lader war (damals voll geladen und ab in den Keller...), am Testtag nur eine Klemmspannung von 12,59V vor dem Test. Beim ersten Test, nach 8 sec. Belastung, zeigte das Messgerät als minimum 453A bei 9,53V an. Es werden bis zu 5 Messungen, im Abstand von 2min. gemacht. Sehr gute Batterien kommen bei diesem Test zu beginn auf/um 480A bei 9,80V. Es werden immer 3-5 Testmessungen pro Batterie durchgeführt da im Wettbewerb die Batterien nach 5 Starts getauscht werden


    Das interessante nun, nach wieder voll laden, haben die meisten Batterien eine höhere Klemmspannung und halten diese besser. Meine Batterie, die mit zuvor 12,59V - hat auch Tage nach dem laden noch 12,90V. Somit muss durch den hohen Entladestrom eine
    Chemische Umwandlung statt gefunden haben.
    Während der Saison, bei regelmäßiger Benutzung der Batterien, sind die Batterien grundsätzlich besser.


    Nun vermute ich, dass während der Winterpause ein Pulser + laden bzw. Erhaltungsladen (Sulfatieren, Kapazitätsverlust) von Vorteil wäre und bin auf der Suche nach Informationen auf deine Seite gestoßen.


    Wie ich aus dem Forum lesen konnte, sollen Geräte mit Entladestrom-Impulse nichts bringen, da keine Energie zugeführt wird.
    Wenn ich nun einen einfachen Steckerlader 13,8V/0,8A, dazu anschließe, würde das dann bei Geräten mit Entladestrom-Impulsen funktionieren?


    Generell: wie stark muß der Impuls sein und wie oft pro sec./min. sollte der Impuls ausgeführt werden?



    Gruß
    Robert

  • Hallo,


    eines gleich mal vorweg: Pulse helfen generell nur wenn es Ladestrompulse sind und auch die helfen nur gegen Sulfatierung. Eine geringe impedanzmindernde Wirkung auf die Grenzschicht zwischen Gitter und Aktivmassen mag hier auch noch eine Rolle spielen, aber dieser Bereich spielt beim Innenwiderstand wirklich nur eine untergeordnete Rolle. Insofern wird ein Pulser, eingesetzt an einem nicht sulfatierten Akku, auch keine wirklichen Vorteile gegenüber einer "normalen" Aufladung ausspielen können.


    Es gibt übrigens keine wirklichen Forschungen über die Wirkungen von Intensität und Frequenz der Impulse auf die Wirkung, hier kocht jeder Hersteller sein eigenes Süppchen. Nur so viel: Mit einer bisweilen behaupteten "molekularen Resonanz" der Sulfatmoleküle, welche dieselben dann "zertrümmert" hat das Ganze natürlich nichts zu tun, das ist Marketing-Blabla für Techno-Dummies (Schuldigung, aber so ist es nun mal). Atome und Molekühle schwingen so extrem hochfrequent, dass die paar Kiloherz Pulserfrequenz darauf keinerlei Wirkung haben. Aus physikalischer Sicht ist die Bepulsung mit Ladestromimpulsen nichts weiter als der Versuch, durch besonders hohe Ladespannungen ein hochwirksames Reaktionsgefälle herzustellen, mit dessen Hilfe unter normalen Bedingungen sonst unlösliche Riesen-Sulfatkristalle langsam aber sicher doch wieder in Blei und Bleidioxid rückgewandelt werden können und zwar ohne dabei den Akku durch Überspannung zu beschädigen. Wenn man hierbei sehr kurze und kräftige Impulse verwendet, erwärmt sich der Akku nicht spürbar und die Elektrolytzersetzung tendiert trotz sehr hoher Impulsspannung gegen Null, weil die dabei entstehenden extrem kleinen Gasbläschen sofort wieder rekombinieren. Würde man längere Starkladephasen bei hoher Spannung anlegen, würde sich der Akku stark erhitzen und zwangsläufig zu gasen beginnen. Die Kürze der Impulse ist also praktisch schon der ganze Trick, der die positiven Wirkungen hervorbringt, aber die negativen vermeidet. Die kleinste mögliche Impulslänge wird dabei durch die Induktivität der Kabel und Plattenverbinder vorgegeben, unterhalb derer die messbare desulfatierende Wirkung stark abfällt (weil der Blindleistungsanteil mit steigender Frequenz ansteigt und entsprechend immer weniger Wirkleistung an den Elektroden ankommt) und nach großen Impulslängen hin durch das Ansteigen der unerwünschten Nebenwirkungen Erhitzung/Gasung/Gitterkorrosion.


    Benötigt man Bleiakkus mit möglichst geringe Innenwiderständen, sollte man zunächst die hochstromfähigsten Starterbatterien verwenden, derer man habhaft werden kann. Hier gilt: Viel Kapazität ergibt wenig Innenwiderstand, was schon deshalb so ist, weil zwei parallel geschaltete gleichgroße Akkus nur den halben Innenwiderstand der Einzelakkus aufweisen. Schaltet man 10 Stück parallel - oder verwendet einen, der die zehnfache Kapazität aufweist - erhält man entsprechend in etwa einen Innenwiderstand, dessen Komma eine Stelle nach links gewandert ist.


    Ansonsten kann man noch zwei Dinge tun:


    1. Ladegeräte mit möglichst großem Stromliefervermögen verwenden und auf diese Weise besonders hohe Anfangsladeströme anbieten. Also schmeiss' bloss den angedachten den Steckerlader weg, und kauf Dir was im Kilowattbereich. Hier gilt ausnahmsweise mal: Viel hilf viel! Hohe Anfangsladeströme führen zu besonders feiner Aktivmassenbildung auf den Elektrodenoberflächen, was wiederum durch das ideale Verhältnis aus Oberfläche zu Volumen bei den kleinen Korngrößen zu geringsten Innenwiderständen führt. Das war schon früher bei den shcnellladefähigen NiCds so und ist beim Bleiakku nicht anders.


    2. Ein Trick sei noch verraten (naja, Ihr seid ja indirekt auch schon selbst darauf gekommen... :) ): Zu Beginn der Entladung einen Moment lang mit möglichst hohem Strom entladen! Analog zu dem zuvor zur Ladung erklärten gilt für die Bildung von Bleisulfat als Entladeprodukt nämlich dasselbe: Hohe Entladestromdichten zu Beginn der Entladung fördern stark die Bildung von Kristallisationskeimen und eine große Menge kleinster Bleisulfatkristalle ist für die weitere Entladung von großem Nutzen, weil nicht wenige Kristalle riesengroß werden, sondern eine viel größere Menge Kristalle nur deutlich weniger wachsen und damit reaktiver bleiben. Maßgeblich für die insgesamt abgegebene Energiemenge ist ja das Volumen an Bleisulfdat und nicht die Kristallmenge. Verteilt man dasselbe Volumen auf eine größe Kristallmenge, bleiben die einzelnen Kristalle statistisch betrachtet kleiner. Dass macht sie deutlich reaktiver (weil das Verhäöltnis Oberfläche zu Volumen günstiger ist), was wiederum einen geringeren Innenwiderstand zur Folge hat. Durch die hohe Stromaufnahme der Winde ist diese Forderung aber schon erfüllt, so dass man zumindest für diese Anwendungen hier wohl nicht mehr viel wird gewinnen können. Ganz anders sieht das aber aus, wenn man bei anderen Anwendungen mit sehr geringem Strom entlädt, weil sich dabei normalerweise ungesund große Sulfatkristalle bilden. Eine kurzzeitige Starkentladung zu Beginn der Entladung hilft hier, die Elektroden mit einer Schicht feinster Sulfatkristalle "zu impfen", was dann das weitere Kristallwachstum stark vermindert.


    Grüßé, Tom


    PS: Was das in der mir zuvor zugesandten eMail genannte Gerät betrifft kann ich nur davon abraten, denn außer einer kleinen blinkenden LED ist da fast nichts drin. Solche Dinger haben eher esoterischen Charakter... -|-

  • Hallo Tom,


    Danke für deine schnelle und ausführliche Antwort.



    EDIT: sorry, denke bin ab hier in der falschen Rubrik, kannst du das verschieben?


    Der Steckerlader war in Verbindung mit einem Entlade-Impulser gedacht, nachdem die Batterie voll geladen wurde... OK, das lassen wir mal ;)
    Bei der Batterieauswahl sind wir eingeschränkt. Die FAI-Regel für F3B sagt: Kaltstartstrom nach EN max. 510A. Somit ist auch die Kapazität in der Regel vorgegeben. Meist 63-66Ah. Parallelschaltung ist nicht...


    Zitat

    1. Ladegeräte mit möglichst großem Stromliefervermögen verwenden und auf diese Weise besonders hohe Anfangsladeströme anbieten.


    Allgemein liest man für den Ladestrom als Faustformel, bei Blei-Säure-Batterien 1/10 der Kapazität, für schonende Ladung. Aktuell laden wir mit 10A-Lader. Wie hoch darf den der Ladestrom sein um die Batterie nicht in kurzer Zeit zu killen bzw. die Batterie selbst regelt doch den max. Strom den diese beim Laden aufnimmt, welcher zunehmend sinkt? Ladeschlusspannung 14,4V. EDIT(suchen macht schlau): Allgemeine Fragen
    EDIT: bei welchem minimalen Ladestrom ist die Batterie voll?



    Wie ich gelesen habe, sufatiert eine Batterie durch ihre Selbstentladung. Wie soll man nun vorgehen, wenn die Batterie zwischen der Benutzung längere Zeit steht (z.B. 4 Wochen oder länger im Winter). Nach der Benutzung als Windenbatterie wird diese baldmöglichst voll geladen - und dann :?:


    Unter ungünstigen Umständen, oder falscher, unwissender Behandlung der Batterie, kann es schon vorkommen, dass die Batterie nur eine Saison hält. Weil wir bei den Messungen unter 95% aussortieren. Nicht billig...



    Gruß
    Robert

  • Die Rubrik passt schon.


    Die Sache mit dem Ladestrompulser scheint noch nicht verstanden worden zu sein: Es werden zur Sulfatlösung zwingend(!) Ladestromimpulse benötigt. Einfach eine normale Ladespannung anzulegen und dann mit Entladestromimpulsen zu arbeiten bringt deshalb keine Sulfatlösung, weil das benötigte (Spannungs-)Potential nicht zur Verfügung steht. Man benötigt dafür wenigstens 18V und darüber, bei stark sulfatierten Akkus noch viel mehr. Aber wo soll diese Spannung bei einem Steckernetzteil herkommen?


    Zur Frage des Starterbatterie-Ladestroms wurde schon an anderen Stellen sehr viel geschrieben. Hier nur soviel dazu: Man kann praktisch Ladeeinrichtungen mit unbegrenzter Stromlieferfähigkeit zur Bleiakkuladung einsetzen. Dadurch ergeben sich sehr hohe Anfangsladeströme, die dann - durch den Akku selbst - schnell auf völlig ungefährliche Werte zusammenbrechen. Was dieser manchmal zu lesender Quatsch mit C10-Ladeströmen soll, ist mir auch ein Rätsel. Sowas gab's zuletzt in den Siebziegern bei den frühen NiCd-Akkus, aber die wurden auch mit Konstantstrom geladen und mussten entsprechend überladefest sein. Bleiakkus und erst recht Starterbatterien brauchen eine solche Ladestrombegrenzung nicht.


    Wenn Batterien stehen, beginnen Sie in der Tat langsam zu sulfatieren. Bei nur geringer Sulfatierung hilft eine kurze Starkladung über einige Stunden, übergroße Sulfatkristalle zurückzubilden. Wenn die Sulfatierung weiter fortgeschritten ist, hilft nur noch ein Ladestrom-Pulser.


    Grüße, Tom

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