Batterien von Fahrzeugen mit regelmäßig langen Standzeiten betriebsbereit halten

  • Guten Tag Herr Rücker.


    Ich hoffe es geht Ihnen und Ihrer Familie gut und es sind alle gesund.


    Vorab möchte ich Ihnen mitteilen, dass die von mir bei Ihnen erworbenen Teile noch alle zur besten Zufriedenheit funktionieren.


    Aktuell habe ich ein anderes Problem und hoffe, dass sie mir irgendwie weiterhelfen können.


    Habe mir im letzten Jahr ein neues, altes Fahrzeug zugelegt.

    Einen BMW E38 740 i aus dem Jahre 2001.

    Dieses Fahrzeug bewege ich nicht täglich und es kann auch sein das der mal 14 Tage in der Ecke steht und nichts passiert. Große Strecken fahre ich eher selten, also eher die kurzen Wege. Nach der langen Standzeit passiert natürlich das, was unausweichlich ist. Die Batterie ist leer....komplett leer.

    Ladegerät kann ich momentan nicht anschließen, da kein Strom vorhanden ist. Immer den Startbooster unterm Arm zu haben ist auch nicht die wirkliche Lösung.


    Haben sie was im Angebot um diese Batterie auf den kurzen Wegen mehr Input zu geben?

    Verbaut ist eine Lichtmaschine, Wassergekühlt, mit 150 A. Batterie ist kein halbes Jahr alt und eine Banner Power Bull mit 105 A.


    Es wäre schön, wenn sie mir da was anbieten könnten.


    Danke schon jetzt für Ihre Antwort und bleiben Sie gesund.


    Mit freundlichen Grüßen

    Klaus H.

  • Hallo,


    Ihr Problem ist mir wohlbekannt, wir haben auch mehrere Fahrzeuge, von denen einzelne regelmäßig mehrere Wochen am Stück unbenutzt herumstehen und bei denen dann bei der nächsten Verwendung gern die Batterie schwächelt. Wenn man dann nur zum Bäcker fährt, gewinnt man natürlich gar nichts, denn das bisschen Ladung, was man bei solch kurzen Fahrten wieder in die Batterie bekommt, kann den Ladungsverlust von Wochen nicht ausgleichen. Es kommt stark erschwerend hinzu, wenn das betreffende Fahrzeug einen erhöhten Ruhestromverbrauch aufweist. Gerade der E38 ist als mit vielen Steuergeräten ausgestattetes Fahrzeug hier ein Problemauto, weil er gerne mal deutlich mehr als „nur“ 50mA Dauerstrom der Batterie entnimmt. Kurz mal rechnen: 14 Tage x 24 Stunden x 0,05A = 16,8Ah. Was, das macht nichts, weil Sie ja eine 100Ah-Batterie eingebaut haben? Denken Sie vielleicht… Leider führt dieser dauerhaft geringe Entladestrom zwangsläufig zur Sulfatierung und genau mit diesem Problem haben Sie nun zu kämpfen. Sulfatierung bedeutet, dass die Batterie wegen der durch langsame Entladung gebildeten großen Bleisulfatkristalle keine Ladung mehr annimmt, was leider genau das Gegenteil dessen ist, was Sie gern möchten: Die Batterie soll sich ja möglichst schon bei der nächsten Kurzstrecke wieder voll aufladen, also begierig Ladung aufsaugen. Nun ja…


    Für dieses Problem gibt es leider keine simple technische Lösung in Form eines Gerätes, dass man kauft, einbaut und vergisst. Man muss stattdessen zwei Dinge tun:

    1. Die langsame Entladung abstellen! Wie? Ganz einfach: Klemmen Sie die Batterie während solcher langen Standzeiten ab. Unbequem? Ich weiß…
    2. Die Batterie regelmäßig voll aufladen – aber richtig! Normale Netzladegeräte eignen sich bei an-sulfatierten Batterien eher schlecht, denn damit erreicht man üblicherweise nie eine randvolle Aufladung, weil die einfach zu früh abschalten. Nehmen Sie stattdessen ein passendes Netzteil, welches über 24h oder mehr eine Spannung von wenigstens 15V auf die Batterie gibt. Prinzip „Ladewutzel“.

    Vielleicht kann man in Zukunft die Bleibatterie gegen eine Starterbatterie auf Lithiumbasis austauschen, welche nicht das Problem der bleiakkutypischen Sulfatierung mitbringt. Diese Batterietypen kann man in relativ kurzer Zeit wieder voll aufladen, egal wie langsam sie zuvor entladen wurden. Leider gibt es da noch gewisse Inkompatibilitäten bzgl. der Systemspannung (LiFePo4 kann aber viele Bleiakkusysteme ersetzen) und dem maximalen Ladestrom (oft nur um die 30A, was bei einer wassergekühlten 150A-Lima natürlich etwas blöd ist, weil man den Strom künstlich begrenzen muss, damit einem die LiFePo4-Batterie nicht um die Ohren fliegt).


    Eine letzte praktikabel - wenngleich unkomfortable - Möglichkeit wäre es noch, mit zwei Starterbatterien zu arbeiten: Eine ist im Fahrzeug eingebaut und die andere hängt zuhause am Ladegerät. Beide Batterien werden dann alle paar Wochen ausgetauscht. Auf diese Weise ist Sulfatierung kein Problem und die Batterien stehen immer gut im Futter. Nur muss man sie ständig rumschleppen und austauschen. Aber möglich wäre das immerhin.


    Mein Tipp: Laden Sie regelmäßig mit einem kleinen Netzlader wie meinem Ladewutzel bei deutlich erhöhter Spannung über ein bis zwei Tage. Das beseitigt die (An-)Sulfatierung, macht normalerweise nicht viel Mühe, bringt also eine gewisse Bequemlichkeit mit und löst das Problem eigentlich optimal. Nur brauchts dafür eben Strom vor Ort.


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,


    bei möglichen kontinuierlich steigenden Ladeströmen, sollte man mit kompakten passivgekühlten Schaltnetzteilen immer vorsichtig sein! Vor allem wenn man dessen Ausgangsstrom nicht regeln oder zuverlässig begrenzen kann. Aktuelle 50+ Watt Tischnetzteile mit Effizienz Level VI Zertifizierung, erreichen bei 12 Volt Ausgangsspannung nicht selten Wirkungsgrade über 90%. Problematisch dabei ist aber deren mögliche thermische Verlustleistung, welche ab ca. 5 Watt schon zu starker Erhitzung der Bauteile bzw. hohen Elkoverschleiß führt. Siehe folgende kurze Dokumentierung eines guten Exemplares von vielen.


    wts-1205.jpg


    Obwohl diese Netzteile schon vor 10 Jahren in Korea produziert wurden, überzeugt dieser Typ mit einer überdurchschnittlich guten Leerlauf bzw. Niedriglast Effizienz.


    wts-1205_effizienz.png


    Weil ich mittlerweile schon eine größere Anzahl solcher Netzteile mit dem guten Infineon ICE3BS02 Schaltregler besitze, modifizierte ich ein Exeplar als Erhaltungslader für kleine Motorradbatterien und fand gleich noch zusätzlicher Optimierungsmöglichkeiten. Den erste Energieverschwender (drei in Reihe geschaltete 220K Entladewiderstände am X-2 Kondensator) erhöhte ich auf 3x3M3 (insgesamt 9,9 MegaOhm) Widerstände. Den nächsten Energieverschwender (eine klassische grüne LED mit 2K2 Vorwiderstand) ersetze ich gegen eine ultrahelle und spendierte dieser einen Vorwiderstand mit 100K. So konnte ich den Energieverbrauch dieser LED, auf bescheidene 1 Milliwatt verringern. Dann kam noch der Spannungsteiler am Präzisions Shuntregler, welchen ich auf ein erheblich hochohmigeres Verhältnis von 10K zu ungefähr 44K änderte, um eine Ausgangsspannung von 13,4 zu erreichen.


    wts-1205_ehl_effizienz.png


    Mit diesen kleinen zusätzlichen Optimierungen, konnte ich die Leerlauf und Niedrigstlast-Effizienz erheblich verbessern. Unterm Strich sogar noch deutlich besser, als an einem handelsüblichen jüngeren Effizienz Level VI Netzteil, von 2017.


    dsa-60pfe-12_effizienz.png


    Aufgrund des moderneren Mosfet Synchron Gleichrichters, ist allerdings der Wirkungsgrad bei Teillast und Vollast deutlich besser, als mit klassischen Schottky Dioden.


    Ein großes allgemeines Problem wurde allerdings nicht gelöst, denn ab 3 bis 4,5 Ampere Ausgangsstrom wird deren Abwärme kritisch und verheizt in erster Linie deren Elkos. Ich habe hunderte verschiedene Tischnetzteile mit ausgedienten Elkos herumliegen, welche früher 17 bis 22" Flachbildschirme mit elektrischer Energie versorgten. Weil in diesem Zusammenhang selten jemand auf die Intensität der Hinterbrundbeleuchtung achtete, flossen häufig Dauerströme um die 3 Ampere, was leider ein eher kurzes Ablaufdatum zufolge hatte.

  • Hallo Ewald,


    sehr schön! :) Mit dem Thema Synchrongleichrichtung zur Energieersparnis hab ich mich auch eine Weile sehr frohgemut beschäftigt. Leider hab ich dann enttäuscht genau das einsehen müssen, was Du in Deinen ausführlichen Tabellen sehr schön herausgearbeitet hast, nämlich dass bei normalen Anwendungen im Kleinleistungssegment die Kostenersparnis so gering ist, dass sich der technische Mehraufwand praktisch nicht rechnet. Zumal dem normalen Konsumenten, der sich üblicherweise am Preis orientiert, diese Rechnung kaum vermitteln lässt. Für uns Techniker ist es natürlich ein ganz erheblicher Unterschied, ob eine Wandlerschaltung mit durchschnittlichen 85 oder mit sehr guten 90% Wirkungsgrad arbeitet, denn wir wissen, wie hart man um jeden kleinen Prozentpunkt kämpfen muss. :thumbup:


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,


    die ersparten Energiekosten im Niedrigstlastbereich, rechnen sich selbstverständlich nicht, im Verhältnis zum erheblich höheren technischen Schaltungsaufwand. Allerdings wurden Produzenten von externen Netzteilen, schon vor vielen Jahren dazu Verprflichtet, "sehr strenge Energieeffizienz Richtlinien" einzuhalten. Andernfalls würden wir möglicherweise sogar heute noch mit billigen Kernschrott beglückt, welcher bis 2008 stark verbreitet war.


    linksys_hka-1205ec-a.jpg


    Der Wirkungsgrad von kleineren klassischen 50 Hz Transformatoren, war naturgemäß richtig schlecht!


    linksys_hka-ec-a_effizienz.png


    Um die aktuellen Effizienz Level (VI) Bestimmungen für Kleine Schaltnetzteile mit 5 Volt Ausgangsspannung, in der Nennlast Wirkungsgrad Disziplin überhaupt einhalten zu können, führt derzeit kaum ein Weg an Synchrongleichrichtung vorbei.

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