Batterieprobleme in Einsatzfahrzeugen

  • Edit 04.02.2015: Die hier ursprünglich wiedergegebene eMail des Fragestellers wurde auf sein Verlangen hin gelöscht. Damit der Rest der Welt dennoch einen Nutzen aus der bereits von mir kostenlos erbrachten Beratungsleistung ziehen kann, gebe ich die urspüngliche eMail nun frei durch mich selbst neu formuliert hier wieder. Thomas Rücker


    Hallo Herr Rücker,


    wir haben Schwierigkeiten mit den Zweitbatterienn in Feuerwehr-Einsatzfahrzeugen.


    Das größte Problem geht von den Sprinter-KLAFs aus, in denen jeweils 2x 12V/120Ah Bleiakkus (einmal als Starter- und einmal als Zweitbatterie) über Trennrelais eingebaut sind, jedoch keine Batteriewächter.
    An die Zweitbatterie angeschlossen sind die Blaulichter, die Umfeldbeleuchtung, sowie die Ladeschalen.


    Am Einsatzort stehen die Fahrzeuge mit abgeschalteten Motoren, die Blaulichter und Umfeldbeleuchtung mit einer Stromaufnahme von insgesamt 30A werden aus den Zweitbatterien versorgt.


    Wenn die Einsätze beendet sind, werden die Motoren aus den Starterbatterien gestartet. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zweitbatterien nicht selten völlig entladen. Nach dem Motorstart werden die Zweitbatterien von der Fahrzeuglichtmaschine wieder ein Stück weit aufgeladen. Da sich aber regelmäßig nur kurze Rückfahrten von jeweils fünf bis zehn Minuten anschließen, ist der Ladezustand der Zweitbatterien danach meist nur sehr gering, so dass sie ohne externe Aufladung mit Netzladegeräten in den Wachen schnell schwächeln und defekt werden. Aus diesem Grund betreiben wir ein Bleiakku-Ladegerät mit langem Ladekabel fest in der Wache.


    Ich würde nun gerne erfahren, wie hoch die Ladeschlussspannungen der 12V und 24V-Bleiakkus in diesem Fall optimalerweise sein sollen, um das Ladegerät optimal einstellen zu können. Schließlich soll die Aufladung ja möglichst schnell und vollständig gelingen, ohne die Akkus dabei "zu kochen". Die Kabellänge beträgt 15m.


    In den Löschfahrzeugen werden 24V-Netze, bestehend aus jeweils 2 Stück 12V/150Ah-Batterien verwendet. Diese sind über Tiefentladeschutzsysteme vor Tiefentladungen geschützt. Wir haben festgestellt, dass verschiedene Hersteller von Tiefentladeschutzsystemen (im Jargon auch "Batteriewächter" genannt) diese überraschenderweise ganz unterschiedlich auslegen.


    • In Fahrzeug A gibt der Tiefentladeschutz bei Unterschreitung von 24V einen Warnton ab, schaltet die Last jedoch nicht ab.
    • Bei Fahrzeug B wird der Batteriewächter bei Unterschreitung von 24,5V aktiv. Auch hier wird nur gewarnt, jedoch nicht abgeschaltet.
    • In Fahrzeug C wird der Schutz erst bei Unterschreitung von 23V aktiv, warnt und schaltet einzelne Verbraucher ab, jedoch bleibt das Blaulicht in Funktion. Bei vielen mit diesem System ausgestatteten Fahrzeugen sind nun leider die Batterien defekt.

    Der Hersteller des letztgenannten Tiefentladeschutzsystems gibt auf Nachfrage an, dass außer uns sonst niemand Probleme mit seinem System habe. Ich halte die Abschaltspannung jedoch für zu niedrig gewählt und gehe davon aus, dass dies die Ursache für die Batteriedefekte ist.



    Daher bitte ich um Ihre Meinung, welches die korrekte Abschaltschwelle für ein solches Tiefentladeschutzsystem ist, um einerseits die Batterien zu schonen und andererseits möglichst die volle Kapazität entnehmen zu können.


    Ich würde auch bei den KLAFs generell Batetriewächter vorsehen und zusätzlich das Fahrpersonal schulen, um Verständnis für dessen Funktion zu schaffen und Fehlbedienung zu vermeiden. Zudem halte ich es für sinnvoll, wenn jedes Fahrzeug über fest eingebaute Netzladegeräte verfügen würde, die dann überall universell mit 230V zu speisen wären.

  • Hallo,


    ich fange mal von hinten an:


    Überlegungen Batteriewächter:


    Der Grund weshalb ich bisher keine Batteriewächter anbiete ist der, dass es keine feste Abschaltspannung für alle Zwecke gibt. Jede Last - und genau genommen jede Form der Bleiakkunutzung - braucht ihre passende Abschaltspannung. OK, dieses Problem ließe sich noch lösen, erfordert aber wenigstens eine kleine Kundenschulungen, damit die bei Ihren Installationen passende Abschaltspannungen und Last/Spanungsverläufe einstellen. Herrgott - eine Kundenschulung zum Anschluss eines Batteriewächters. Ein unbezahlbarer SuperGAU. Zumal in Zeiten, wo sich Jan und Mann daran gewöhnt haben, dass Batteriewächter höchstens 20,- Öcken beim Chinamann kosten.


    Dann kommen wir zu schwankenden Lasten. Eieiei... Ist der Entladestrom hoch, bricht die Batteriespannung naturgemäß ein (Akku-Innenwiderstand). Dies müssen Batteriewächter natürlich berücksichtigen. Deren Abschaltspannung muss also je nach Lastabnahme mal niedriger und mal höher liegen. Würde man eine feste Abschaltspannung einstellen, würde der Batteriewächter bei großen Lasten die vollen Batterien sinnlos abtrennen. Arbeitet man mit sehr kleinen Lasten, muss auch die Abschaltspannung relativ hoch liegen, weil dann auch bei völlig entladenen Batterien die Batteriespannung noch relativ hoch ist. Dies zu berücksichtigen bedingt zwingend die Messung des Entladestroms in Echtzeit, um daraus das Kriterium Abschaltspannung herzuleiten.


    Fazit Batteriewächter: Es kann keine universellen Geräte geben, die jedermann einbauen kann. In jedem Fall ist eine vernünftige Planung durch Fachleute unabdingbar, wenn der Wächter wie gewünscht zuverlässig arbeiten und eine wirklich deutlich erhöhte Batterielebensdauer abliefern soll. Anders geht es nicht. Insofern haben Sie zwar schon mal den ersten Schritt zu einer gangbaren Lösung getan, nur blöderweise habe ich noch immer kein Produkt, welches Ihnen hier weiterhelfen würde. Siehe oben.


    Hier nun aber die eigentlich interessante Antwort für Ihr Problem:


    Das Problem stark entladener Batterien und (zu) kurzer anschließender Fahrzeiten lässt sich bei Bleiakkus nur durch regelmäßige und relativ langandauernde Aufladung mit Netzladern lösen. Jede Vollladung von Bleiakkus aus niedrigen Ladezuständen dauert mindestens(!) 6 Stunden, meist noch länger, wenn man eine immer stärker werdende Sulfatierung vermeiden will. Und es ist sehr wichtig, dass das hierfür verwendeten Ladegerät nicht verfrüht abschalten. Gerade letzteres ist heute aber ein heute weit verbreitetes Problem, weil die verbreitetsten Ladegerät (die üblichen CTEKs o.ä.) bei ansulfatierten Akkus fehlerhaft viel zu früh auf Vollladung erkennen. So bleibt immer ein Teil des im Akku vorhandenen Aktivmaterials ungeladen und führt zu einer immer weiter fortschreitenden Sulfatierung. Die Folge ist ein zunehmender Kapazitätsverlust. Es handelt sich hierbei um einen selbstverstärkenden Effekt. Schon nach kurzer Zeit sind die Akkus dann Austauschreif. Zwar kann man meist mit einer gründlichen Desulfatierung (die aber aufgrund des Sulfatierungs-Umfangs einige Wochen dauert!) einen Großteil der ursprünglichen Kapazität zurückholen, aber da die Akkus ja normalerweise nicht für längere Zeit entbehrlich sind, läuft es fast immer auf einen Akku-Neukauf hinaus.


    Weshalb man aber keine Lader findet, die 15m Ladakabel-Länge ohne Fehlabschaltung schaffen, verstehe ich nicht. Alles was man braucht sind hinreichend dicke Strippen. 35mm²-Leitungen kosten bei mir EUR 12,-/m, sowas kann sich sogar die Feuerwehr leisten. Welche Entfernung darf es denn sein? 20m? 30m? 50m? :-) Selbst Kilometerlange Leitungen wären möglich, auch ganz ohne Kupferverschwendung, wenn man Sense-Leitungen parallel verlegt. Der Lader muss natürlich mit Sense-Leitungen umgehen können.


    Ihre erste Frage konnte ich leider nicht finden. Entweder ist die Uhr schon zu weit fortgeschritten, oder sie steht nicht im Text.


    Grüße, Tom

  • Edit 04.02.2015:
    Die hier ursprünglich wiedergegebene eMail des Fragestellers wurde auf sein Verlangen hin gelöscht. Damit der Rest der Welt dennoch einen Nutzen aus der bereits von mir kostenlos erbrachten Beratungsleistung
    ziehen kann, gebe ich die urspüngliche eMail nun frei durch mich selbst neu formuliert hier wieder. Thomas Rücker


    Hallo


    Vielen Dank für schnelle Antwort (einfach unglaublich)
    Eine Abschaltung benötigen wir nicht zwingend, ein Warnton reicht im Grunde. Jedoch halte ich die Abschaltspannung für zu niedrig. Wir haben mit 24 - 24,5V eigentlich die besten Erfahrungen gemacht.


    Bei den 12V-Systemen fehlen mir die Erfahrungen. Jedoch nehme ich an, dass 12,2 bis 12,4V Warnspannungsschwelle ideal wären..


    Was glauben Sie, warum wir so oft defekte Batterien haben?

  • Hallo,


    ob die Wächter abschalten oder warnen ist ja gehoppt wie gesprungen. Stimmen muss der Zeitpunkt, an dem die Wächter aktiv werden! Wenn er nicht stimmt, dann warnt er entweder zu früh, oder die Batterien gehen kaputt.


    Wenn man eine feste Abschaltspannung nimmt, so wie Sie es sich denken, dann gilt diese nur bei einem bestimmten Entladestrom und nur bei bestimmten Batterien. Sobald sich die Höhe des Entladestroms ändert bzw. man die Batterien wechselt, ändert sich alles. Aber OK, in der Not würde man mit einem Festspannungswarner wohl etwas rumprobieren, um dann die Spannung einzustellen, deren Kompromiss einem für den jeweiligen Anwendungsfall als brauchbar erscheint und hoffen, dass man es so halbwegs getroffen hat. Wissen tut man's, wenn die Batterien wieder verschlissen sind... ;-)


    Vielleicht sollten Sie auf Lithium-Technik umstellen. Die ist zwar teurer, aber viel leichter zu kontrollieren und damit viel langlebiger.


    Grüße, Tom

  • Gehen wir das Problem mal von der anderen Seite an......
    Was passiert wenn der Einsatz länger dauert als die Batterie durchhält?
    Einsatz beendet, lasst weiterbrennen, wir müssen erstmal Batterieladen :cursing: :cursing: :cursing:


    Habt ihr keine Moppel in den Fahrzeugen??
    Damit wäre das Stromproblem schnell gelöst, und beim Preis von einem Feuerwehrfahrzeug, fällt der gar nicht mehr auf :D :D

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