Expertenmeinung zu AGM und Ladung über Lichtmaschine und evtl. Verbesserung

Hallo,

rüttelfeste AGMs sind schon mal der richtige Weg.

Ansonsten muss man nur noch wissen, dass Bleiakkus nicht gern benutzt werden, denn sie verschleißen dabei. Das ist kein Quatsch, sondern leider wahr. Also vermeidet man unnötigen Ladungsdurchsatz durch unnötige Entladeströme im Stand u.ä. und schafft dadurch schon mal gute Verhältnisse. Wenn man dann noch hin und wieder dafür sorgt, dass die Batterien voll aufgeladen werden und ihnen dafür auch die nötige Zeit zubilligt, hat man schon für ein erreichbares Optimum gesorgt.

Natürlich sollte man auch darauf achten, dass Aufladung und Entladung innerhalb vernünftiger Grenzen stattfinden. Die Aufladung benötigt bestimmte Ladespannungen (normalerweise ca. 14 bis 14,5V) und ihre Zeit (durchaus auch mal ein bis drei Tage).

Bei der Entladung hat man darauf zu achten, das keine Zelle unter 10,5V entladen wird. Gerade bei Zellenverbünden in Batterien tritt dabei oft das Problem auf, dass man an die Zellenverbinder nicht herankommt. Man hat dann pro Batterie sechs Zellen in Reihe und kann die Einzelspannungen der Zellen nicht feststellen. Das ist unter hohen Lasten natürlich ein Problem, denn eine Zelle ist immer die schwächste und die sackt dann bei den hohen genannten Entladeströmen leicht in ungesunde Spannungsbereiche ab, oder polt im Extremfall sogar um. Die Folge sind dann Ausfälle einzelner Zellen, wodurch die ganze Batterie ausgetauscht werden muss.

Das war es eigentlich schon: Gute Bedingungen schaffen, wenig zyklisieren und Misshandlungen nach Möglichkeit vermeiden. Das ist das ganze Rezept für hohe Leistung und lange Lebensdauer.

Grüße, Tom

Im Prinzip ja. Allerdings liegt das nicht daran, dass die 12V-Lichtmaschne "nur" zwischen 13,8V und 14,5V bringt, sondern damit, das die Ladezeit im KFZ wegen der regelmäßig kurzen Fahrzeiten einfach zu kurz ist.

Lehrsatz: Bleiakkus sind nicht schnellladefähig!

Je voller Bleiakkus geladen werden, desto weiter sinkt der Ladestrom ab und desto länger dauert die weitere Aufladung. Es wäre schön wenn man mal eben 10A Dauerstrom in die Akkus reinpumpen könnte, bis sie voll sind, aber genau das ist beim Bleiakkus leider nicht möglich. Also bleibt nichts anderes, als ausreichend lange eine geeignete Ladespannung an den Akku zu legen, bis er voll geladen ist. Leider haben mit genau diesem einfachen Prinzip der Konstantspannungsladung viele moderne programmgesteuerte Ladegeräte (z.B. die bekannten CTEK-Ladegeräte) so ihre Probleme, weil sie die Akkus regelmäßig zu früh "abwerfen". So bleibt immer ein Teil des aktiven Materials ungeladen und neigt dann im Laufe der Zeit zum Sulfatieren. Dieser Prozess ist soigar selbstverstärkend, weil ansulfatierte Bleiakkus immer längere Ladezeiten benötigen, diese aber von den programmgesteuerten Ladern einfach nicht angeboten werden. Die schalten so schnell auf "Voll", dass für ansulfatierte Akkus die Ladezeit schlicht zu kurz ist. Weshalb ich für diesen Zweck unbedingt besser geeignete Lader oder auch Netzteile empfehle, die ohne Programmsteuerung die passende Ladespannung an den Akku legen und dann die Natur des Akkus ihre Arbeit machen lassen.

Grüße, Tom

Das mit dem Widerstand kannst Du gleich vergessen. Wenn die Betterien voller werden und dadurch der Ladestrom sinkt, wird die die Spannung weit über 14V steigen. Wenn schon, dann brauchst Du eine Konstantspannungsquelle, die eine eingestellte Spannung (etwa 14,2 bis 14,4V) NIE überschreitet, gang egal, wieviel Ladestrom die Batterie gerade aufnimmt.

Denis hat Recht: Mit einem Widerstand allein kann zwar der Strom, aber nicht die Spannung begrenzt werden.

Zudem eignen sich solche Netzteile in der Regel nicht um Akkus zu laden, da sie mit den Anfangsladeströmen nicht zurechtkommen. Die Spannung wird bei Anschluss eines entladenen Akkus so weit herunter gezogen, dass diese Netzteile in den Überlastmodus schalten. Das ist zumeist ein "Hickup-Mode", also neudeutsch "Schuckauf-Modus". Da schickt das Netzteil etwa jede Sekunde einen ganz kurzen Stromimpuls zur Probe, ob die Überlastsituation noch besteht, und wenn dem so ist, schweigt es sofort wieder stille, bis es nach wiederum einer Sekunde den nächsten Impuls schickt. Das schützt das Netzteil zuverlässig vor Überlastung, fördert aber kaum Energie in den angeschlossenen Akku, wodurch dieser Betriebszustand sehr lange anhält. Zur Akku-Aufladung benötigt man also Netzteile, die eine vernünftige Strombegrenzung mitbringen und einfach die Spannung vermindern, bis der Strom unterhalb der zulässigen Maximalgrenze bleibt. Leider sind solche Strombegrenzungen bei Computernetzteilen völlig unüblich, weshalb ich auch von der Verwendung des angefragten Netzteils abraten muss.

Grüße, Tom

Zitat von ufftour

Aber ein solches Netzteil aus dem Computerbereich sollte doch eine einigermaßen konstante Spannung liefern oder nicht? Sonst würde der Notebook-Akku doch auch Schaden nehmen, wenn er voll ist und bei dem Netzteil dann die Spannung hochgeht.

Der Widerstand war ja nur angedacht um von den 31V auf verträglichere 29V zu kommen. Aber - Schande über mich - klar, ein Widerstand begrenzt den Strom und nicht die Spannung.

Das tut es natürlich. Nur liegt diese Spannung leider meist nicht in dem Bereich, den man zum Akkuladen braucht, sondern ein Stück weit daneben. Ein Widerstand kann da wie gesagt nicht helfen, weil dessen Spannungsabfall analog zum fließenden Strom erfolgt. Und weil bei einem Bleiakku der Ladestrom mit erreichen der Vollladung immer wieter abnimmt, steigt die Spannung am Akku zum Ende hin immer weiter an. Genau das kann man aber nicht brauchen, weil man dadurch den Akku überlädt. Die Folge sind Akkuschäden.

Zitat

Zu dem "Hickup-Mode": Ich wollte ja damit nicht einen leeren Akku laden, sondern ab und an den bereits von der Lichtmaschine "fast voll" geladenen Akku noch etwas voller Laden, um dem Akku Gutes zu tun. Aber vielleicht mache ich mir nur zu viele Gedanken und komme allein mit meiner Lichtmaschine gut hin und hänge ab und an ein externes Ladegerät dran...

Genau das hatte ich auch mal vor und habe mich dann auf die Suche nach billigen Netzteilen mit 14 - 14,5V Ausgangsspannung gemacht, der idealen Ladespannung für 12V-Bleiakkus. Hab sie auch gefunden und dann mal auf Verdacht 20 Stück davon gekauft. Und nun sitze ich da mit diesen Netzteilen, schön ausgerüstet mit Krokoklemmen und wie geschaffen zur richtigen Vollladung von Bleiakkus. Nur blöd, dass mir der "Hickup-Mode" dieser Netzteile einen schönen Strich durch die Rechnung gemacht hat. Natürlich kann man kleine und voll geladene Akkus damit noch sehr schön ein Stück weiterladen, nur einem Käufer kann ich kaum plausibel erklären, warum er mit diesem "Ladegerät" nur volle Akkus laden kann...

Aber wenn Du gern eins davon hättest: Ich schicke Dir gern eins. Es lädt sogar halbvolle Akkus, weil ich durch in die Krokoklemmen eingesetzte, sehr niederohmige Widerstände einen künstlichen Spannungsabfall erzeuge, sodass der "Hickup-Mode" erst sehr verzögert auftritt. Ach, Du brauchtest ja ein 28V-Netzteil...

Bleiakkus im zyklischen Betrieb in kurzen Abständen immer mal richtig voll aufzuladen beseitigt Sulfatierung und stellt die ursprüngliche Leistung wieder her. Das wirkt insgesamt äußerst lebensdauerverlängernd, ist also unbedingt empfehlenswert. Man braucht aber das richtige Gerät dazu. Ich sehe da eigentlich nur zwei Alternativen:

• Ein Festspannungsnetzteil in der geeigneten Spannungslage und Leistung, mit einer vernünftigen Strombegrenzung (IU-Kennlinie).
• Ein passendes Ladegerät, ebenfalls mit IU-Kennlinie, aber ohne Programmsteuerung.

Grüße, Tom

Zitat von Tom

• Ein Festspannungsnetzteil in der geeigneten Spannungslage und Leistung, mit einer vernünftigen Strombegrenzung (IU-Kennlinie).

DAS sehe ich nun nicht so....
Der Strom wird doch durch die Batterie (deren Innenwiderstand) begrenzt.
Es geht also NUR um die Ladespannung....

Hatten wir das Thema nicht schon mal mit meinem Server-Netzteil??

Schade dass es die Dinger nicht in solchen Spannungslagen (24V Anlagen) gibt.

Zitat von Tom

...
Also bleibt nichts anderes, als ausreichend lange eine geeignete Ladespannung an den Akku zu legen, bis er voll geladen ist. Leider haben mit genau diesem einfachen Prinzip der Konstantspannungsladung viele moderne programmgesteuerte Ladegeräte (z.B. die bekannten CTEK-Ladegeräte) so ihre Probleme, weil sie die Akkus regelmäßig zu früh "abwerfen".
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Grüße, Tom

Hallo Tom,

was ist gemeint mit "zu früh abwerfen"? Wann gilt eine Bleibatterie als 100% geladen? (ohne Säurestand zu messen) Ladestrom unter C/100 A?

Ich benutze im Hobby Starterbatterien mit 63Ah. Das verwendete Ladegerät lädt mit ~14,3/14,4V, (+ temperaturkompensiert). Anfangs mit 10A. Wenn der Ladestrom auf 0,3A gesunken ist, beginnt ein zwei stündiges Zeitfenster. In diesem Zeitfenster lädt der Lader mit ~0,3A weiter (könnten auch ~0,2A sein). Nach den 2h wechselt dann der Lader auf Erhaltungsladen mit ~13,6V.

Gruß
Robert

"Zu früh abwerfen" meint, dass die Ladespannung zu früh abgeschaltet oder abgesenkt wird.

Die Vollladung eines Bleiakkus wird in der Technik so definiert, dass der Akkus als voll geladen anzusehen ist, wenn der Ladestrom auf weniger als 1% der Nennkapazität abgesunken ist.

So zumindest die offizielle Definition. Dass diese gewisse Schwächen hat, wird schon daran offensichtlich, dass hier mit der Nennkapazität als Verhältnisgröße gearbeitet wird, obwohl die Nennkapazität eher ein theoretischer Wert ist. Nicht selten sind Akkus in Betrieb, die kaum noch die halbe Nennkapazität aufweisen und dann stimmt die Definition schon mal vorn und hinten nicht mehr.

Es kommt aber noch ein anderer Punkt erschwerend hinzu: Schon wenn Bleiakkus sehr langsam entladen werden, also z.B. mit weniger als 1% ihrer Kapazität pro Stunde, passt die o.g. Definition auch nicht mehr, weil der Akku dann auch nach Abschaltung bei Unterschreitung von 1% Ladestrom bei weitem noch nicht voll geladen ist. Die intern gebildeten Strukturen im Aktivmaterial sind dann bereits so grob, dass die Aufladung merklich länger dauert. Wird nun die Aufladung gemäß der offiziellen Definition beendet, verbleibt ungeladenes Bleisulfat im Akku und es kommt unweigerlich nach kurzer Zeit zur Sulfatierung, sprich es bilden sich aus dem ungeladenen Material immer gröbere Kristallstrukturen, die sich immer schwerer laden lassen. An diesem Punkt kommt man mit den ganzen programmgesteuerten Ladern einfach nicht mehr weiter.

Ich bezweifle auch sehr, dass die Geräte tatsächlich gemäß deiner Beschreibung arbeiten, denn wenn das so wäre, müsste die Ladespannung bei der Ladung mit 0,3A Konstantstrom ja immer weiter ansteigen, wenn der Akku die 0,3A nicht unterbringen kann. Genau das ist aber m.W. nicht der Fall. Und mit den 13,6V Erhaltensladespannung ist einer Sulfatierung natürlich nicht beizukommen. Es braucht hier schon deutlich über 14V, eher um die 14,4V. Die dürfen natürlich nicht zu lange anliegen, weil sonst die negativen Nebenwirkungen wie Gitterkorrosion überhand nehmen. Dann spricht man von Überladung.

Weshalb ich von dieser Programmsteuerung inzwischen nichts mehr halte. Solche Lader eignen sich natürlich sehr gut als Tischlader, wenn man sie neben einen zu ladenden Akku legt und dann das Ladeprogramm startet. Der Akku sollte dann aber auch möglichst einwandfrei und nicht sulfatiert sein. Sobald der Akku bestimmte Zipperlein aufweist, springen diese Lader regelmäßig zu früh auf "Voll" und beenden die Ladung vorzeitig. Sicher, oft gingen noch 20 oder 30% mehr Ladung in einen im Alltag ansulfatierten Akku hinein, aber das wird durch die Befolgung der 1%-Regel sicher verhindert. Ich sehe auch keinerlei praktische Vorteiler einer IUoU-Ladung gegenüber einer vernünftig durchgeführten IU-Ladung, außer dass dem potentiellen Käufer suggeriert wird, das "IUoU" besser ist als "IU".

Mich erinnert das an den alten Megahertz-Wettbewerb bei PCs, wo 500MHz auch immer besser war als 300MHz. Zum Verkaufen gibt es auch nichts besseres als solcherart selbsterklärende Produkteigenschaften. Bis der Prozessorhersteller Intel das seinerzeit messerscharf erkannt hat und dann folgerichtig billig zu produzierende Prozessoren entwickelte, die zwar deutlich mehr Megahertz schafften also die der Wettbewerber, aber letztlich weniger echte Rechenleistung. Tja, so funktioniert Marketing.

Zur Beseitigung des im normalen Betrieb entstehenden groben Bleisulfats braucht es Ladespannung! Man begibt sich hier ein einen Bereich voller Kompromisse: Weniger Ladespannung schont die Gitter, lässt aber das grobe Bleisulfat unangetastet. Mehr Ladespannung beginnt das grobe Bleisulfat aufzuspalten, knabbert aber gleichzeitig korrosiv an den Gittern. Richtig viel Ladespannung wirkt auch gegen ganz fette Sulfatklumpen, zerlergt die Gitter ab so schnell und lässt den Akku kochen, dass man die hohe Spannung nur in ganz kurzen Pulsen in den Akku geben darf, ohne mehr Schäden anzurichten, als man Nutzen bringt.

Grüße, Tom

Ich kann nur sagen, dass ab ~0,3A Ladestrom das 2h Zeitfenster beginnt, danach Erhaltungsladung. Wie weit der Ladestrom im Zeitfenster sinkt müsste ich messen, hat mich bisher nicht interessiert... die Spannung wird jedenfalls konstant gehalten.

Eine Sulfatierung kann wohl aufgrund der Anwendung ausgeschlossen werden: die Batterie treibt eine Seilwinde (Anlassermotor) an, Stromfluss 250-350A für ca. 8sec. --> entladen mit hohem Strom --> Kristallbildung "Impfen" , nach 5-10mal wird die Batterie getauscht und geladen, gelagert. Eingeladen wird ca. 5-8Ah.

Was passiert wenn eine Batterie mit hohem Strom entladen wird aber nur jeweils zu 99,9% geladen wird? Ist dieses 0,01% quasi weg? Gerade im KFZ wird die Batterie nie wirklich voll geladen.

Zitat

Ich kann nur sagen, dass ab ~0,3A Ladestrom das 2h Zeitfenster beginnt, danach Erhaltungsladung. Wie weit der Ladestrom im Zeitfenster sinkt müsste ich messen, hat mich bisher nicht interessiert... die Spannung wird jedenfalls konstant gehalten.

Entweder ergibt das jetzt keinen Sinn, oder ich hab's schlicht nicht verstanden: Es beginnt also der Programmteil "0,3A-Ladestrom", der zwei Stunden läuft und beim dem die Ladespannung konstant bleibt? Müsste der Programmteil dann nicht eher "yxV-Ladespannung" heißen??

Um 0,1% ungeladenes Aktivmaterial wird man sich keinen Kopp machen brauchen, aber im Grunde stimmt es schon: Wenn öfter mal ein bisschen ungeladenes Material zurück bleibt, dann entwickelt sich über die Zeit ein merklicher Kapazitätsverlust durch Sulfatierung. Wenn man dann mal längere Zeit eine höhere Ladespannung anlegt oder eine Pulser-Behandlung durchführt, erhält man meist einen gehörigen Teil der Kapazität zurück. Das ist dann genau der Teil, der vorher durch Sulfatierung brach lag. Im normalen Fahrbetrieb ist das auch kaum zu vermeiden, weshalb die regelmäßigen Ladungen mit einem Netzladegerät auch so effektiv sind.

Jedenfalls wenn sich das Ladegerät dabei durch verfrühte Abschaltung nicht selbst im Weg steht.

Grüße, Tom

Missverständnis, weiter oben geschrieben:

Zitat

Anfangs mit 10A. Wenn der Ladestrom auf 0,3A gesunken ist,

Ich wollt's nicht verraten, da meine Frage sich nicht auf "ein" Ladegerät bezog sondern ich die Hintergründe wissen will: ich benutze für die Starterbatterien die ich als Energiespender für die Seilwinde (Modellflug) einsetzte ein CTEK MXS 10. Wenn der Ladestrom auf ~0,3A gesunken ist, beginnt ein Zeitfenster von ca. 2h. Danach wird auf Erhaltungsladen geschaltet. Wird schon so sein, dass innerhalb dem Zeitfenster der Strom noch weiter zurück geht da die Spannung konstant bleibt.
Vor dem MXS 10 hatte ich ein XS 7000, das hatte keine "Erhaltungsladung" und hatte die Ladung beendet wenn der Ladestrom auf ca. 0,6A gesunken ist. Meine Erfahrung, das MXS 10 macht die Batterie "voller". Bei den jährlichen Last-Tests mit um 450A Laststrom für 8sec. (mindestens 3 Test mit 2 min. Pause) sind die Werte seit dem MXS 10 besser.

Last-Test: die Batterien für Seilwinde - wird im Wettbewerb eingesetzt - bei unter 95% gegenüber neuen Batterien, wird die Batterie ausgemustert, meist nach 2 Jahren)

Zurück zum KFZ/Lichtmaschine/modernes Lademanagement:
der Trend geht zu "weniger" laden, kleinere max. Ladespannung und laden überwiegend im Schubbetrieb. Bei erreichen einer Untergrenze (z.B. 11,9V) wird dann auch im normalen Fahren geladen. Wenn nach schon 2-3 Jahren, abhängig vom Fahrprofil, die Batterie ersetzt werden muss, kommt der einfache Spruch: ist Stand der Technik.

Da hilft wohl nur selbst hin und wieder Hand, äh, Strom anlegen...

Zitat

Und mit den 13,6V Erhaltensladespannung ist einer Sulfatierung natürlich nicht beizukommen. Es braucht hier schon deutlich über 14V, eher um die 14,4V. Die dürfen natürlich nicht zu lange anliegen, weil sonst die negativen Nebenwirkungen wie Gitterkorrosion überhand nehmen. Dann spricht man von Überladung.

Was wäre eine vertretbare Zeit?

Gruß
Robert

Hängt vom Grad der Sulfatierung, der Häufigkeit der Nachladung und dem allgemeinen Zustand der Batterie ab. Zwei bis vier Tage dürfen die 14,4V schon gerne mal anliegen, ohne das man sich große Sorgen über die entstehende Korrosion machen müsste. Die Spannung sollte aber auch zur Batterietemperatur passend gewählt werden.

Grüße, Tom