Beiträge von Tom

Ja, genau dieser Martin.

Man füllt generell nur demineralisiertes Wasser nach, nie Säure. Der Grund ist, dass im Betrieb nur Wasser zersetzt wird, aber keine Säure. Daher besteht definitiv keine Notwendigkeit Säure nachzufüllen. Anders sieht es natürlich aus, wenn mal Elektrolyt als ganzes ausgelaufen ist. Aber das kommt eigentlich kaum vor. Wenn sich nun die Säuredichten der einzelnen Zellen im Laufe der Jahre voneinander wegbewegt haben, besteht natürlich der Reiz, die Säuredichte einfach durch externe Zugaben von Wasser bzw. Säure wieder anzugleichen. Nur löst das in der Regel keine Probleme, sondern doktert nur an einem Symptom herum. Danach stellt sich üblicherweise auch keine Verbesserung der Kapazität ein, sondern es folgt der komplette Zusammenbruch.

Wenn die Säuredichte einzelner Zellen signifikant niedriger liegt als die der anderen, dann ist die Ursache in der Regel die, dass diese Zellen einen deutlich geringeren Ladezustand aufweisen - warum auch immer! Gründe sind z.B. Plattenbrüche, aus den Platten gefallenes Aktivmaterial (Shedding), oder eine stark erhöhte Selbstentladerate. Würde man bei solchen Zellen nun die Säuredichte durch simples Nachfüllen von Schwefelsäure erhöhen, würde das eigentliche Problem natürlich fortbestehen.

Grüße, Tom

Hallo,

man wird wohl davon ausgehen müssen, dass die Batterien ziemlich am Ende sind. Wenn bei älteren Batterien einzelne Zellen stark abweichende Säuredichten aufweisen, ist das schon ein starkes Indiz auf ein unheilbares Leiden. Ich glaube, dass schon Heerscharen an optimistischen Bastlern solche Batterien wochenlang liebevoll gepflegt haben und die meisten am Ende feststellen mussten, dass alles mal ein Ende hat. Man sollte sich wegen der unterschiedlichen Säuredichte auch nichts vormachen, denn natürlich könnte man die Batterien jetzt erst einmal komplett desulfatieren und dann entleeren, spülen und neu befüllen, aber in der Regel hat man danach ein paar erstaunlich große Löcher in den Klamotten, 10 Liter flüssigen Sondermüll und zwei nichtsnutzige Briefbeschwerer zuviel. Klar, den unermüdlichen Optimisten wird auch díese Aussicht nicht schrecken, aber ich für meinen Teil verschwende damit keine Zeit mehr, auch wenn ich immer einen Riesenspaß daran hatte, 300MHz Prozessoren einigermaßen mühsam auf 450MHz zu übrtakten (was meist einige Tage Tüftelei kostete, den Rechner unzuverlässig machte und kaum nutzbare zusätzliche Rechenleistung brachte), oder einen 75,- Euro-Tintenstrahler mit "Zählwerks-Exitus" mit Lötkolben und EPROM-Brenner zu reanimieren, anstatt einfach einen neuen zu kaufen. Aber manche Leute (wie gesagt: ich auch!) sind eben so, dass sie gar nicht immer so sehr auf die Kosten schauen, sondern sich einfach mit bestimmten Dingen nur schwer abfinden können. Naja, manchmal hat man dann auch mal versöhnliche Erfolge, z.B. beim Desulfatieren eines noch sehr gut brauchbaren, aber eben nur komplett sulfatierten Akkus.

Den Effekt mit der plötzlich abfallenden Batteriespannung beim Desulfatieren hatte glaube ich Martin hier im Forum schon mal beschrieben. Ich selbst habe solches in dieser Größenordnung noch nicht erlebt, aber das muss ja nichts heißen. Die Ursache solcher überraschenden Spannungseinbrüche kenne ich daher auch nicht. Spekulierend würde ich sagen, dass hier Plattenbrüche oder Dendriten in den Separatoren eine Rolle spielen könnten, welche durch den Vorgang der Desulfatierung irgendwie in die Schusslinie der Geschehnisse geraten und solche Spannungsschwankungen hervorrufen. Wenn z.B. ein Stück elektrisch vom Rest der Platten isolierter Platte durch die Desulfatierung plötzlich wieder Kontakt zum Rest der Platten bekommt, würde sich der plötzliche Einbruch erklären. Allerdings dürfte sich kaum jemals eine dauerhafte elektrische Verbindung ergeben, sondern solche Plattenbrüche bleiben ewige Wackelkandidaten. Solche Brüche entstehen meist durch die hohe mechanische Beanspruchung bei einer Tiefentladung, nach vorhergehender Schwächung der Gitter durch Korrosion. Aber wie gesagt: Wenn es erst mal soweit ist, dann taugt die Batterie nichts mehr und sollte möglichst bald dem Recycling zugeführt werden.

Was das Mischen von Batterietypen angeht, sind mir bisher keine Schwierigkeiten vorgekommen, die sich durch die Mischung an sich erklären ließen. Meist ist es doch eher so, dass man Akkus verschiedener Herkunft und Vergangenheit zusammenschaltet und sich dann Probleme ergeben. Diese Probleme liegen aber zumeist in der (oft unbekannten) Vergangenheit der einzelnen Akkus begründet und eben nicht in dem Umstand, dass sich verschiedene Batterien beim zusammenschalten nicht gut vertragen würden. Denn es ist wirklich so wie ich es immer wieder schrieb: Ein Bleiakku ist ein Bleiakku ist ein Bleiakku! Sofern die Nennspannung zusammenpasst kann man lustig zusammenschalten was man mag. Nur: Wenn dann eine gebrauchte, "angeschossene" Batterie mit im Bunde ist, bekommt man natürlich Schwierigkeiten. Schaltet man dagegen mehrere neue und einwandfreie Batterien zusammen, dürfte kaum je mit Problemen zu rechnen sein.

Ein schwerwiegendes Problem besteht noch bei Akkus in Solaranlagen: Säureschichtung durch den geringen Ladestrom! Elektrolyt mit erhöhtem spezifischen Gewicht sinkt zu Boden, leichtere Zonen steigen auf. Dadurch verschiebt sich die zyklische Belastung zu einer Seite und die andere Seite sulfatiert. Mit regelmäßiger Desulfatierung allein ist es auch nicht getan, sondern die Säureschichtung muss beseitigt werden. Blöderweise kommt sie schon nach wenigen Zyklen zurück. Wegen dieser unangenehmen Folgen der Säureschichtung verschleißen Bleiakkus im Solarbetrieb leider erstaunlich schnell. Ich glaube heute, dass Säureschichtung neben der Empfindlichkeit gegenüber Tiefentladungen die Haupt-Todesursache von Bleiakkus ist. Leider gibt es auch kein praktikables Rezept dagegen, außer man weicht auf Lithium-Akkus aus, die dieses Problem naturgemäß nicht mitbringen.

Grüße, Tom

Hallo,

wenn ohnehin eine Zweitbatterie eingebaut ist, dann liegt der Anschluss der Stereoanlage dort doch nahe.

In der Saftschubse ist ein Tiefentladeschutz integriert, damit die Zweitbatterie (durch die Saftschubse) nicht tiefer als zulässig entladen wird. Sie schaltet sich ab, wenn die Zweitbatterie auf etwa 20% ihrer Kapazität geleert wurde. Wenn sich noch externe Verbraucher aus der Zweitbatterie bedienen, muss dafür bei Bedarf ein externer Tiefentladeschutz vorgesehen werden.

Grüße, Tom

Download: Anleitung Trenn-MOSFET

Hallo,

eine Diodenfunktion ist im Trenn-MOSFET durchaus vorhanden, nur eben nicht durch Dioden realisiert, sondern mit einer Auswertschaltung, welche ihrerseits je nach Spannungslage von Generator- und Akkuspannung eine Power-MOSFET-Endstufe ein- und ausschaltet. Ein Vorwärtsspannungsabfall wie bei Dioden ist dabei auch nicht vorhanden, sondern nur ein sehr geringer ohmscher Widerstand.

Das empfohlene Ladestrom/Kapazitätsverhältnis von 1:4 ist der automatischen Steuerung geschuldet, damit der Trenn-MOSFET ohne weitere Ansteuerung von außen korrekt ein- und ausschaltet, bzw. den Zweitakku abtrennt bzw. verbindet. Das setzt natürlich das Vorhandensein gewisser Spannungsschwellen zu Detektierung des Motorlaufs voraus. Werden diese Spannungsschwellen durch unüblich große Akkubänke an kleinen Generatoren "weggebügelt", ist eine sichere Funktion nicht gewährleistet. Da hilft dann auch keine Veränderungen der Schaltschwellen, sondern nur eine Steuerung von außen.

Besonders schwierig ist ein vernünftiges Zusammenspiel von Generatoren für Bleiakkunetze, an die über Trenn-MOSFETs Lithium-Akkus angeschlossen werden. Selbst wenn die Aufladung mancher Lithium-Akkus mit bestimmten PKW-Lichtmaschinen möglich ist, unterscheiden sich Bleiakkus und Lithiumakkus in ihrem Verhalten doch so gravierend, dass ein sinnvoller Betrieb nur mit dafür vorgesehener Trenntechnik möglich ist. Dazu müssten wenigstens die Schaltschwellen des Trenn-MOSFETs verändert werden, wobei zusätzlich noch diverse andere Akku-Parameter berücksichtigt werden sollten. Da dies nicht ganz einfach ist und in der Praxis vermutlich mehr zu Schäden als Nutzen führen würde, ist eine Veränderung der Schaltschwellen durch den Verwender nicht vorgesehen.

Aus diesem Grund rate ich von der Verwendung von nicht weiter modifizierten Trenn-MOSFETs, die für Bleiakku-Systeme gedacht sind, an Lithium-Akkus ab.

Grüße, Tom

Sicher: Ein frisch befüllter Bleiakku knallt und blubbert ja auch wie ein kleiner Vulkan. Auch eine leichte Rauchentwicklung wurde schon mal festgestellt. Entsprechend schwankt auch ein angelegter Ladestrom. Wenn dann aber erst mal Ruhe eingekehrt ist, dann bleibt das auch so.

Wenn man einen total sulfatierten oder anderweitig defekten Akku an eine Ladespannungsquelle anschließt, kann der Ladestrom auch in schneller Folge schwanken. Allerdings betrachte ich das dann eher als einen Hinweis auf Schäden durch Plattenbrüche oder Kurzschlüsse. Normal in dem Sinne, dass sich da nun die Sulfatkristalle wie gewünscht tummeln würden, ist das jedenfalls nicht.

Grüße, Tom

Nur das übliche: Batterien nicht zu tief zyklisieren und regelmäßig voll aufladen.

Grüße, Tom

Hallo,

ich empfehle den Powerlader immer allein zu verwenden, nicht parallel zu anderen Ladequellen. Der Grund ist die Programmsteuerung des Powerladers, die durch gleichzeitig anliegenden Ladestrom anderer Quellen ggf. durcheinander kommt und dann möglicherweise zu früh abschaltet.

Grüße, Tom

Weil der Strombedarf genau an der Schwelle liegt und gleichzeitig zyklische Qualitäten gefordert sind, wird es auf einen Akku-Mischtyp hinauslaufen. Also ein Akku, der zyklisch belastbar ist und gleichzeitig hohe Ströme bereitstellen kann. Wie erwähnt, gibt es die Eierlegende Wollmilchsau nicht, also wird ein solcher Akku unter hoher Last weniger stabil sein als eine Starterbatterie und zyklisch weniger robust als ein reinrassiger Versorgungsakku. Dafür kann er aber beides leidlich gut, so dass hiermit letztlich der optimale Kompromiss gefunden wäre. Solche Akkus wären z.B. die Yellow-Top's von Optima (Johnson-Controls), oder auch die Running-Bull Serie von Banner.

Grüße, Tom

Die Versorgungsquelle sollte schon hinreichend stabil sein und nicht gerade ein Eigenleben führen...

Grüße, Tom

Gucksu hia: Galvanische Trennung

Grüße, Tom

Ich weiß jetzt nicht, was Du mit Deinem Wandler meinst. Wenn Du das Netzteil selbst meinst, dann ist das natürlich kein Wandler im Sinne einer Potentialtrennung zwischen Messspannung und Messgerät, sondern einer zwischen Netzspannung und Ladespannung. Da findet natürlich auch eine Potentialtrennung statt, aber eben keine zwischen dessen Ausgang und dem Messgeräte-Speisespannungseingang. Noch einmal: Es muss eine Potentialtrennung zwischen der zu messenden Spannung (bzw. dem Strom) und der Speisespannung der Messschaltung vorhanden sein, sonst nimmt die Messschaltung zwangsläufig Schaden.

Deshalb kann man die billigen chinesischen Panelmeter aus dem ebay auch nicht direkt aus der Messspannung versorgen, sondern braucht immer eine extra Batterie dazu, die letztlich auch nichts weiter als eine - zwar unelegante, aber immerhin billige - Potentialtrennung darstellt. Teurere Panelmeter haben diese Potentialtrennung schon integriert, weshalb sie auch teurer sind.

Grüße, Tom

Das Problem ist doch, dass die Messschaltung im Amperemeter einer Spannungsversorgung bedarf, um zu funktionieren. Nehmen wir mal eine einfache Eingangsverstärkerschaltung mit einem NPN-Transistor: Bei Emitterschaltung hängt z.B. der Emitter des Transistors ganz oder teilweise an Minus. Die Basis darf aber höchstens 1V (Ube) darüber führen, andernfalls raucht der Transistor ab. Natürlich könnte man auch einen PNP-Transistor für diesen Zweck benutzen, der mit seinem Emitter an Plus hängt. Nur hat man hier eben dasselbe Problem, nämlich dass die Basis nicht mehr als 1V tiefer liegen darf, soll der Transistor am Leben bleiben und korrekt arbeiten. Leider kann man auch keine sehr großen Widerstände und/oder Spannungsteiler vorschalten, um die Messspannung in den passenden Bereich zu zwingen, da die 50 oder 200A-Shunts bei Nennsstrom nur etwa 75mV Spannungsabfall aufweisen. Deshalb kann man entweder den Shunt nur am negativen Potential anklemmen, oder am positiven. Aber nicht wahlweise an einem oder am anderen. Also bleibt eigentlich keine andere Möglichkeit, als die Messschaltung komplett vom Versorgungsspannungspotential zu entkoppeln.

Hierzu kann manz.B. kleine vergossene 1W-DC/DC-Wandler nehmen, wie z.B. diese hier: DC/DC-Wandler TES-Serie 1 W TracoPower TES 1-1212 In 12 V/DC Out 12 V/DC 85 mA 1 W im Conrad Online Shop | 156537

Grüße, Tom

Zitat

Was meines erachtens aber eben egal sein sollte.

Es ist egal, wenn für eine Potentialtrennung gesorgt wird, denn dann kann das Messgerät ja nicht feststellen, an welcher Stelle des Messstromkreises es eingesetzt wird.

Grüße, Tom

Ich kann nur noch einmal dazu bemerken, dass mir so extreme Stromschwankungen beim Desulfatieren an einer Gleichspannungsquelle noch nie aufgefallen sind und ich deshalb davon ausgehe, dass die Ursache für die gezeigten Messwertschwankungen an anderer Stelle zu suchen sind.

Grüße, Tom

Mein Batteriemonitor ist auch für negative Shuntmontage vorgesehen und übrigens von der Versorgungsspannung völlig potentialgetrennt. Man könnte dessen Shunt aber auch positiv verbauen, wenn der Common-Bezugsanschluss (die "Mess-Masse") am negativen Shunt-Anschluss angeschlossen wird. Das ist dann natürlich der Verbraucher-Pluspol. Allerdings funktioniert die Spannungsanzeige dann nicht mehr, weil die natürlich zwingend Minus als Bezugsanschluss benötigt.

Wie wär's denn, wenn man ein normales Ampere-Panelmeter mit Shunt verwendet und dieses ganz simpel potentialgetrennt versorgt (Batterie oder potentialgetrennter DC/DC-Wandler). Dann spielt es keine Rolle mehr, ob man den Shunt plus- oder minusseitig einfügt.

@ Martin: Wenn Du die zweite Kommastelle messen möchtest, dann wirst Du mit einer Zenerdiode kaum glücklich werden. Da wird dann wenigstens noch eine Temperaturkompensation nötig, damit das Ganze kein Thermometer wird. Außerdem streuen Zenerdioden so heftig (ich glaube, die werden erst frei Schnauze hergestellt und hinterher in den passenden Bereich einsortiert...), dass der Spannungsteiler zwingend ein Trimmpoti beinhalten müsste, um die Mimik wenigstens so halbwegs in den passenden Bereich zu schieben.

Grüße, Tom

Der grundsätzliche Unterschied im Aufbau liegt im Innenwiderstand einerseits und der Zyklenfestigkeit andererseits begründet.

--> Starterbatterien müssen große Ströme zur Versorgung eines Motor- Anlassers bereitstellen können. D.h., ihre Klemmenspannung darf auch bei großen Lasten nicht übermäßig zusammenbrechen, was einen niedrigen Innenwiderstand erfordert. Ein niedriger Innenwiderstand wird durch viele dünne Elektroden mit sehr großer Oberfläche gewährleistet. Großflächige Platten neigen leider zu erheblicher räumlicher Vergrößerung bei fortschreitender Entladung, wodurch bei zyklischer Belastung ständig große Zerr- und Verformungskräfte auf die Platte wirken, welche die Platten beschädigen und die Kapazität rasch abfallen lassen.

Vorteile:

• Höchste Entlade- und Ladeströme möglich, zumindest zu Beginn von Entladung und Ladung.

Nachteile:

• Schneller Kapazitätsverlust bei zyklischer Verwendung.

--> Bleiakkus für Versorgungszwecke sind für zyklische Belastungen ausgelegt. Dazu sind sie mit wenigen recht dicken Elektroden kleiner Außenabmessungen versehen, deren Größenänderung bei zyklischer Beanspruchung geringer ist, damit sie zyklischer Beanspruchung länger standhalten können. Eine unerwünschte Nebenwirkung ist, dass wegen der kleineren Plattenoberfläche der Innenwiderstand höher ist, wodurch bei Entnahme hoher Ströme die Spannung stark einbricht. Motoren kann man deshalb nicht damit starten.

Vorteile:

• Zyklenfest, tief entladbar.

Nachteile:

• Deutlich geringere Lade- und Entladeströme möglich als bei Starterbatterien.

Beide Bauformen sind mit fließenden Übergängen herstellbar, je nach dem, was für den jeweiligen Anwendungszweck benötigt wird. So gibt es eine Menge Hybriden und Zwischentypen, die sich mal eher der einen, mal eher der anderen Sorte zuordnen lassen. Eine "Eierlegende-Wollmilchsau" gibt es übrigens nicht: Stets muss man zwischen zwei Vorzügen (geringer Innenwiderstand vs. hohe Zyklenfestigkeit) auswählen, die sich leider gegenseitig ausschließen. Das Beste was man tun kann, ist, für den jeweiligen Verwendungszweck den optimal geeigneten Akku auswählen. Wer mit einer Starterbatterie seine Wohnmobilbeleuchtung betreibt, kann die möglichen hohen Ströme nicht nutzen, muss das Leiden einer viel zu kurzen Lebensdauer jedoch hinnehmen. Umgekehrt kann man bei der Verwendung eines Bleiakkus für Versorgungszwecke als Starterbatterie seinen Motor kaum je starten, kann aber auch nicht deren Zyklenfestigkeit nutzen, weil die bei Verwendung als Starterbatterie nicht gebraucht wird.

Zu "Calcium" (eigentlich ist Kalzium gemeint, aber das klingt ja irgendwie altbacken...): Reines Blei ist zur Verwendung im Bleiakku zu weich. Daher werden hauptsächlich die positiven Platten mit Zuschlagstoffen legiert, um die nötige mechanische Festigkeit zu erhalten. Früher hat man hauptsächlich Antimon für diesen Zweck verwendet, was sich zur Bleihärtung auch sehr gut eignet. Leider neigt Antimon dazu, mit fortschreitendem Ladungsdurchsatz zur negativen Platte zu wandern, wo es dann die Gasungsschwelle herabsetzt. Dadurch beginnt die Gasung nicht erst bei etwa 2,5V Zellenspannung, sondern schon früher, was dann einen Teil des angebotenen Ladestroms zur Elektrolyse verbraucht. Man spricht hier (etwas dramatisiert) von "Antimonvergiftung". Außerdem steigt der Wasserverbrauch der Zellen mit sinkender Gasungsspannung. Man ist, hauptsächlich wegen der Einführung der "Wartungsfreien Starterbatterien" vor 20 Jahren, dazu übergegangen, Antimon durch Kalzium zu ersetzen, was dieses Problem nicht hat. Nunja, dafür handelt man sich mit Kalzium leider andere Probleme ein, deren detaillierte Erläuterung an dieser Stelle aber zu weit führen würde. Nur soviel: Auf Zyklisierung reagieren mit Kalzium legierte Zellen empfindlicher als mit Antimon legierte. Dafür ist der Wasserverbrauch deutlich geringer, was für wartungsfreie Batterien notwendig ist.

Fazit: "Calcium"-Technologie ist eher ein Marketingbegriff und als Bestandteil wartungsfreier Batterien notwendig, als das irgendwelche leistungssteigernden Wirkungen dahinter stecken.

Ob man für eine Scherenarbeitsbühne Starterbatterien oder Akkus für Versorgungsanwendungen verwendet, hängt also hauptsächlich von der Höhe der Stromaufnahme des Motors der Hydraulikpumpe der Arbeitsbühne ab. Ich würde mal so sagen: Nimmt der Motor mehr als 0,5C auf, das wäre bei einem 100Ah-Akku mehr als 50A, dann empfehlen sich Starterbatterien, damit auch vollschlanke Bubis wie ich sicher hochgewuchtet werden und der Bühne nicht mittendrin die Kraft ausgeht. Sollen die Akkus dagegen auch mal tiefer entladen werden können, ohne gleich kaputt zu gehen, sollte man nach Akkus für Versorgungszwecken schauen, oder am besten nach Mischtypen, die beides einigermaßen leidlich können.
Die Frage, ob man als Elektrolyten im Akku flüssige Batteriesäure, oder in Glasvlies aufgesogene Batteriesäure (AGM -> absorbed glas mat), oder mit Kieselgur eingedickte Batteriesäure (Gel) verwendet, spielt für die oben gemachten Überlegungen dagegen kaum eine Rolle, sondern eher dann, wenn Bleiakkus auch lageunabhängig verwendet werden sollen, ohne auszulaufen.

Grüße, Tom

Wenn man den 80Ah-Block entlädt, kommt es genau zu den beschriebenen Problemen.

Grüße, Tom

Hallo,

bei Reihenschaltungen von Akkus ist Symmetrie ganz wichtig. Also möglichst immer nur Akkus gleicher Kapazität in Reihe schalten, sonst passiert es schnell, dass ein Akku, bzw. eine Zelle, als erste(r) leer ist und dann statt eines Entladestroms mit einen tödlichen umgepolten Ladestrom beaufschlagt wird. Dabei ist natürlich die tatsächliche Kapazität maßgeblich, nicht die auf dem Gehäuse aufgedruckte. Um die erforderliche Symmetrie so gut wie möglich zu gewährleisten, sollte man für Serienschaltungen daher nur nagelneue und völlig gleichartige, voll aufgeladene Akkus verwenden.

Parallelschaltungen sind an sich unkritisch, solange keine defekten Akkus parallel zu intakten geschaltet werden (Zellenkurzschluss, erhöhte Selbstentladerate). Symmetrie stellt sich bei Parallelschaltungen ganz von selbst ein.

Grüße, Tom

Ah, danke!