Microcharge Laderegler vs. Hochleistungsladeregler mit IUoUo - Kennlinie

Hallo,

ein Vergleich meines Reglers mit bestimmten Konkurrenzgeräten ist hier im Forum nicht wirklich sinnvoll, denn egal was ich dazu schreibe, ich kann ruck zuck deswegen eine Abmahnung auf Unterlassung im Haus haben. Weshalb ich generell keine Systembeschreibung von Konkurenzprodukten mit Nennung von Vor- und Nachteilen hier mehr abgebe.

Allerdings kann ich natürlich meine persönliche Meinung schreiben. Ich beziehe mich daher im folgenden nicht auf bestimmte Konkurrenz-Produkte, sondern auf allgemeine Überlegungen und Erfahrungen, die ich mit Lichtmaschinen-Ladereglern im harten Alltagseinsatz inzwischen ausgiebig sammeln durfte.

Die IUoUo-Kennlinie ist bei Ladegeräten prinzipiell eine gute Sache, wenn es um die "normale" Aufladung von Bleiakkus geht. Am Beginn der Ladung wird mit möglichst hoher Spannung und damit auch mit einem optimal hohem Strom geladen, was die Aufladezeiten kurz zu halten hilft. Ist der Akku dann zu etwa 70% aufgeladen, wird die Ladespannung auf verträgliche Werte zurückgenommen und der Ladestrom abgesenkt. Zum Ende hin schaltet das Ladegerät dann in den Erhaltenslademodus. Soweit die Theorie bei Netzladegeräten, die zuhause betrieben werden, die funktionieren inzwischen fast alle so. Hier werden ganz oder teilweise entleerte Akkus angeschlossen und voll aufgeladen. Im Prinzip kalter Kaffee.

Das Problem bei der 1:1-Übertragung dieses im Grunde nützlichen Prinzips auf die KFZ-Lichtmaschine ist nun dieses, dass im Fahrzeug die Starterbatterie beim Motorstart nur in den seltensten Fällen leer ist. Im Gegenteil, unter normalen Bedingungen ist die Starterbatterie immer zu mindestens 90% geladen. Ein Ladegerät, welches hier nach der IUoUo-Kennlinie arbeitet, weiß dann natürlich nicht recht etwas damit anzufangen. Erschwerend kommt hinzu, dass KFZ-Lichtmaschinen mit IUoUo-Reglern den Ladestrom nicht sinnvoll zur Erkennung des Batterie-Ladezustands auswerten können, denn das würde erfordern, dass außer der Batterie keine weiteren Verbraucher Strom aufnehmen und die Lichtmaschine die Batterie allein versorgt, was in Kraftfahrzeugen natürlich nicht wirklich funktionieren kann, weil man ja Strom für die verschiedensten Verbraucher benötigt. So startet ein solcher Regler also nach jedem Motorstart programmtechnisch das volle Programm und das praktisch unabhängig vom eigentlichen Ladezustand der Batterie. Nur was bitte soll es denn bringen, eine vollgeladene Starterbatterie, der nur ganz kurz Strom zum Starten des Motors entnommen wurde (die dafür nötige Energiemenge ist sehr gering und past in eine kleine 9V-Batterie...), direkt nach dem Start des Motors den kompletten Durchlauf eines IUoUo-Ladeprogrammes aufzuzwingen? Also das konnte mir noch keiner erklären. Meiner Meinung nach wird hier mit Kanonen auf Spatzen geschossen, was weder dem Akku noch dem Anwender hilft. Man sollte sich deshalb von der bisweilen übergroßen Menge blinkender Lämpchen an bestimmten Geräten nicht blenden lassen.

Ich halte andere Dinge für viel wichtiger.

Zum Beispiel:

• Ausfallsicherheit
• wasserdichte Ausführung
• Rüttel- und Vibrationsresistenz
• hohen Präzision bei Montage und Abgleich

Gerade die Punkte 2 und 4 kosten bei der Herstellung richtig Geld. Ebenso schwierig wie teuer ist es, eine vernünftige Kühlung der thermisch belasteten Bauteile in einem wasserdichten und damit zwangsläufig geschlossenem Gehäuse zu realisieren. Luftlöcher bohren und Lüfter einbauen ist eine durchaus leistungsfähige Lösung. Nur wie lange wird so etwas im harten Alltagsbetrieb eines Kraftfahrzeuges sicher funktionieren? Ich spare mir deshalb weitere Ausführungen zu Lichtmaschinenreglnern, die nicht mal eine kalte Dusche vertragen, ohne augenblicklich die Grätsche zu machen. Also schaue man sich zunächst mal den näher ins Auge gefasste Laderegler genauer an und bilde sich dann seine Meinung, ob die Konstruktion die Belastungen des Alltags auch wirklich aushält. Kein namentlicher Hersteller von Automotive-Produkten baut Lüftungsschlitze oder Lüfter in seine Geräte! Sie wissen schon warum...

Ich habe mich mit meinem Regler auf das Wesentliche beschränkt. Im Prinzip handelt es sich beim MicroCharge-Regler zunächst einmal um einen ganz normalen Lichtmaschinenregler, ohne irgendwelche Gimmicks. Keine Leuchtdioden, keine Programmsteuerung, keine Lüfter. Statt dessen hochwertige Bauteile in wassergeschützten Gehäusen, gegen Vibrationen und Erschütterungen dauerhaft gesichert und das Ganze so aufgebaut und kalibriert, dass die Ladespannung auch nach 10 Jahren(!) nicht weiter als maximal 1% vom Sollwert abweicht. Das nenne ich dann 'innere Werte'. Die Funktion als solche habe ich auf der Technik-Seite umfassend genug erklärt, weshalb ich hier keine weiter Abhandlung darüber schreiben möchte.

Ich hoffe, diese Erklärung hilft Dir schon mal weiter.

Grüße, Tom

Ist schon OK, ich habe nichts gegen sachliche Diskussionen von Konkurrenzprodukten in diesem Forum, sondern möchte nur keinen unnötigen Ärger mit Wettbewerbern.

Die Frage nach der Aufladegeschwindigkeit wird bei Bleiakkus immer wieder gestellt. In allen anderen Akkutechnologien hat es im Bereich der Schnellladung große Fortschritte gegeben, nur die Bleiakkutechnik bewegt sich hier leider nicht wirklich weiter. Das liegt leider am Prinzip des Bleiakkus, der seinen Ladestrom abhängig von Ladespannung und Ladezustand durch osmotische Vorgänge im Innern selbst regelt. Der Anwender hat also praktisch außer mit der Ladespannung keinen Einfluss auf die Ladegeschwindigkeit. Erhöht man die Ladespannung, fließt mehr Strom in den Akku (weil I=U/R). Das ist aber kein linearer Vorgang, denn wie schon erwähnt, spielen hier insbesondere auch osmotische Vorgänge eine Rolle, die einfach Zeit zum ablaufen brauchen. Leider kann man die Spannung nicht unbegrenzt erhöhen, weil der Akku dann zu gasen beginnt und es zu verstärkter Gitterkorrosion kommt. Beides ist natürlich unerwünscht. So bleibt nur, bzgl. der Ladespannung einen Kompromiss zu finden. Der Kompromiss sieht im allgemeinen so aus, dass bei zyklisch belasteten Bleiakkus die Ladespannung auf etwa 2,45V/Zelle angehoben wird, um möglichst kurze Ladezeiten zu erhalten und man dabei einen gewissen Verschleiß durch Elektrolytverlust und Gitterkorrosion in Kauf nimmt. Bei stand-by-Anwendungenbegrenzt man die Ladespannung auf 2,25V/Zelle, weil durch die Dauerladung sonst die Gitterkorrosion der größte lebensdauerverkürzende Faktor wird.

Ladegeräte mit IUoUo-Kennlinie berücksichtigen beides, denn sie laden anfangs mit hoher Spannung (2,45V/Zelle) und senken diese zum Ende der Ladung auf 2,25V/Zelle ab. Der MicroCharge-Regler stellt immer dieselbe Ladespannung zur Verfügung, was zunächst ein Nachteil zu sein scheint. Bei genauerem Hinsehen ist das aber nicht so, denn durch die genaue Kalibrierung bei der Herstellung, die Berücksichtigung der Akku-Temperatur und die Messung der Ladespannung direkt an den Akku-Polklemmen kann die tatsächliche Ladespannung gefahrlos sehr viel höher sein, als bei "normalen" Ladereglern, die in der Regel mit der Spannung recht stark streuen, die Temperatur des Akkus nicht berücksichtigen und zum dritten auch nicht den Spannungsverlust zwischen Lichtmaschine und Akku ausgleichen. Man kann vereinfacht sagen, daß es durch die präzisere Wirkungsweise des MicroCharge-Reglers möglich ist, die Ladespannung deutlich höher einzustellen, als es mit normalen Reglern vertretbar wäre. Ganz besonders gilt dies, wenn volle und (teil-)entleerte Akkus gleichzeitig mit derselben Ladespannung beaufschlagt werden, wie es an Bord von Fahrzeugen oder Booten üblich ist. Dann helfen "IUoUo-Tricks" nämlich auch nicht weiter, sondern nur das zur Temperatur passende zulässige Spannungsmaximum direkt am Akku.

Dies wird durch eine individuelle Anpassung des MicroCharge-Reglers an die jeweilige Lichtmaschine und die Belastung der Akkus (zyklisch oder stand-by) noch unterstützt: Wenn gewünscht, stellt man die Ladespannung am Stellregler des Sensors je nach Lade/Entladeschema "zyklisch" oder "statisch" einfach etwas höher oder niedriger. Das reicht in der Regel völlig aus, um hart am Ladespannungsmaximum zu operieren, ohne Gefahr zu laufen, die Akkus zu schädigen.

Auch die Trenn-MOSFETs tragen durch die äußerst geringen Spannungsverluste bei der Durchleitung sehr hoher Ladeströme dazu bei, dass die erforderliche Präzision der Ladespannung nicht negativ beeinflusst wird. Das ist gerade am Anfang der Ladung wichtig, wenn ein Bleiakku noch sehr große Ladeströme aufgnehmen kann. Wenn in dieser Phase hohe Spannungsverluste an Trenngliedern, Sicherungen oder Kabeln auftreten, verlängern sich die Ladezeiten signifikant, weil nur relativ geringe Ladeströme erreicht werden.

Die Dauer, die zur Vollladung eines zu 50% entladenen Bleiakkus benötigt wird, geht genauso wie die Ladezeit eines Kondensators gegen unendlich, weil am Ende der Ladung der Ladestrom nahe Null liegt und kaum noch Energie übertragen wird. Daher wird in der Praxis auch keine 100%ige Aufladung angestrebt, was viel zu lange dauern würde, sondern man lädt relativ zügig bis 85 oder 90% Ladezustand und sieht die Ladung dann als abgeschlossen an. Das dauert bei einer maximal zulässigen Ladespannung an den Akku-Polklemmen, ausreichend hoher Ladestrom-Lieferhähigkeit seitens der Lichtmaschine und einer Ausgangsladung von 50% etwa 1 bis 2 Stunden.

Damit die so behandelten Akkus nicht über kurz oder lang sulfatieren, empfehlen sich in regelmäßigen Abständen langandauernde Vollladungen mittels Netzladegerät über wenigstens 48 Stunden, die dann zu 98+X% Ladezustand führen und ansulfatierte Aktivmaterialien wieder in Blei und Bleidioxid zurück verwandelt. Man kann zu diesem Zweck auch besonders vorteilhaft Ladestrompulser wie z.B. den Power-Pulsar verwenden.

Schwierig ist es mit Akkus, bei denen solche "Ladekuren" aus logistischen Gründen nicht möglich sind. Hier sehe ich einen vorzeitigen Verschleiß durch Sulfatierung als letztlich unvermeidlich an, denn mehr als mögichst hohe Ladespannungen einzustellen, kann man nicht tun, um die Aufladung zu beschleunigen.

Grüße, Tom