Beiträge von ulf

    Wenn er durch die 20 zusätzlichen Teile nun 20,- Euro teurer wird, muss sich der Betriebswirt also fragen, ob er damit letztlich den gleichen, einen gtößeren, oder einen kleineren Gewinn macht. Ist letzteres der Fall, hat man betriebswirtschaftlich eindeutig in die falsche Richtung gearbeitet.

    Ja ja, immer dreht sich alles um den schnöden Mammon :(


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    Vielleicht sollte man mal testen, ob unter den Bedingungen des weiter oben festgestellten, nämlich dass die Stromimpulse vermutlich nicht 200A sondern deutlich weniger betragen, eine antiparallele Shottky-Diode mit vorgeschalteter Schmelzsicherung nicht der wirtschaftlich sinnvollere Weg wäre.

    Das wäre allemal besser, als 100€ in einem Moment der Unachsamkeit zu schrotten.




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    Bewerben könnte man dieses zusätzliche Feature aber genauso wenig wie den Sicherheitsgurt in einem Auto: Der (normale) Kunde will ja gar nicht wissen, ob er im Falle eines verpolten Anschlusses das Dingen reparieren muss oder nicht. Der geht von diesem Problem bei der Kaufentscheidung erst mal überhaupt nicht aus. (Betriebswirtschaftlich) ungeschickt, ihn vor einer Bestellung mit solchen erschreckenden informationen zu konfrontieren.

    Wenn ich die Entscheidung zum Kauf eines elektr(on)ischen Geräts treffe, fließt da IMMER die Frage der Robustheit mit ein: wie teuer wird eine alltäglich mögliche Fehlbedienung?
    Und genau da schreckt mich Dein (bisher) ungeschützter Pulsar ganz ehrlich ganz gehörig ab. Mag sein, daß ich damit abseits der großen Kundenmasse stehe, aber so denke ich nun mal.


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    PS: Ich stelle fest, dass die simple Frage Verpolungsschutz ja, oder nein(, oder abbrechen), irgendwie etwas philosophisches hat.

    Für mich hat sie etwas ganz trivial finanzielles ;)

    Naja, 11 zusätzliche Bauteile, das sind immerhin 25% mehr als bisher.

    Nach Überarbeitung der Schaltung und Ergänzung um eine Verpolungs-Warn-LED ist die Materialliste noch etwas gewachsen.
    Der neue Gesamtbedarf:
    1 x BD712 o.ä.
    1 x BC547 o.ä.
    2 x 1N4007
    6 x 1N4148
    1 x SB560 (evtl. entbehrlich)
    1 x 470µF 16V
    1 x 2,2µF Folie 16V (evtl. entbehrlich)
    6 x Widerstand 1/4Watt
    1 LED 5mm rot 20mA hell


    Alles zusammen kostet z.B. bei Reichelt ca. 2 € (ohne Versand). Zu teuer?



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    Die wichtigste Frage aber ist: Funktioniert es? Was tut die Schaltung, wenn man einen komplett sulfatierten Akku mit Null Volt Klemmenspannung und einem Innenwiderstand von eins zu Plums anschliest? DAS ist ja das größte Problem. Immerhin muss die Schaltung bereits vor dem Verbinden des Akkus mit dem Power-Pulsar erkennen, ob er verpolt ist oder nicht. Es reicht nicht erst mal den Akku anzuschließen und dann vielleicht wieder zu trennen, wenn er verpolt ist. Dann sind die ICs längst tot.

    Vor dem Anklemmen eines Akkus kann eine optisch blinde Verpol-Schutzschaltung natürlich nicht hellsehen, wie er gepolt sein wird ;)
    Meine Schaltung überwacht die Spannung an AKKU+. Sobald die bei aktivem Pulsar auf Null oder weiter in den negativen Bereich runtergezogen wird, wird der normale Stromweg in den Akku unterbrochen (so schnell, wie halt bipolare NF-Transistoren abschalten), der Oszillatorteil mit IC2 und IC3 wird stromlos geschaltet, und es fließt nur noch ein Sensorstrom von ca. 2 - 4 mA durch den Akku.
    Falls die Schutztransistoren zu langsam abschalten sollten um IC1 vor negativen Spannungen am Ausgang zu schützen, kann die Versorgung des Ozillatorteils mit IC2 und IC3 beim Falsch-Anklemmen des Akkus trotzdem nicht umgepolt werden, weil eine Diode einen Rückstrom in Richtung Akku verhindert.


    Die optionale Verpolungs-Warn-LED entlädt einen geladenen, verpolt angeklemmten Akku mit zusätzlichen ~ 20 mA bis hinab auf ca. 2 Volt.


    Beim Anklemmen eines völlig leeren Akkus mit 0,0V Klemmenspannung wird der Pulsar ebenfalls abgeschaltet. Sobald die 2 mA Sensorstrom es aber schaffen, die Klemmenspannung minimal auf ca. 0,1 - 0,2 Volt anzuheben, wertet die Verpolschutzschaltung das als Startimpuls aus und schaltet die Netzteilspannung auf die Impulsdrossel und den Oszillator.
    Wenn der Akku nun soviel Strom zieht, dass die Ausgangsspannung des IC1 unter ca. 2,2V sinkt (das ist der geschätzte Eigenverbrauch der Verpolschutzschaltung), schaltet sie wieder ab.
    Die Entlastung des Netzteils auf die 2 mA Sensorstrom wird seine Spannung wieder ansteigen lassen, die Verpolschutzschaltung startet wieder usw., bis die Klemmenspannung des Akkus auf ca. 1,8V gestiegen ist.
    Bis dahin wird bei jedem Start die Energie aus den Netzteil-Sieb-Elkos in den Akku geschoben, d.h. der Akku wird schon bei sehr niedrigen Klemmenspannungen quasi von der Verpolschutzschaltung bepulst - vermutlich deutlich früher, als die Oszillatorschaltung mit IC2 startet?



    Wird der Pulsar ohne Netzspannung verpolt an einen Akku geklemmt, dann sperren die Dioden der Zusatzschaltung zerstörerische Stromwege durch die Elektronik, falschgepolte Versorgungsspannungen können nicht entstehen. Ein Akku mit 12 V Klemmenspannung wird dann (unabhängig vom Strom durch die optionale Warn-LED) mit ca. 0,1 mA entladen.


    Mit einer hartnäckig ignorierten Falschpolungs-Warn-LED und dem Sensorstrom kann man natürlich einen noch funktionsfähigen, verpolt angeklemmten Akku im Laufe von Tagen bis Monaten komplett entladen und anschließend verkehrt gepolt puls-formieren.
    Bis der Akku dann völlig kaputt ist, hat aber sogar ein DAU noch erheblich mehr Zeit zu reagieren, als wenn er einen Pulsar ohne Schutzschaltung mit einem verpolt angeklemmten Akku in Sekundenbruchteilen hinrichtet :D


    Wärst Du interessiert an meinem modifizierten Pulsar-Schaltbild?


    Edit (Tom): Nachträglich Schaltbild eingefügt:

    Einen wirksamen Verpolungsschutz, der die Funktion des Gerätes nicht wesentlich einschränkt und es auch nicht spürbar verteuert, gibt es m.E. nicht.

    Ich habe eine Verpolschutz-Ergänzung Deiner Schaltung entworfen mit folgendem Gesamt-Mehraufwand an Bauteilen:
    1 x BD544
    1 x BC547
    1 x 1N4007
    2 x 1N4148
    1 x SB560 (evtl. entbehrlich)
    1 x 470µF 16V Elko
    1 x 2,2µF Folie 16V (evtl. entbehrlich)
    3 x Kleinlast-Widerstand (max. Belastung = ca. 0,1W)


    Wäre das (zuzüglich erweitertem Platinenlayout) für Dich eine spürbare Verteuerung?

    Wie hoch die Stromspitze unter Berücksichtigung des Skin-Effekts (und eventuell weiterer, die Messung verfälschender Effekte) nun wirklich ist, kann ich beim besten Willen nicht sagen. Mir fehlt es dazu schlicht eindeutig an der akademischen Bildung.

    So ein Bildungs"problem" habe ich auch, daher muß ich auf eher einfachem Niveau denken. Dort sagt mir das Induktionsgesetz, dass sich der Strom durch eine Drossel gegen jede Änderung seiner Stärke wehrt, indem er mit Induktionsspannungen gegensteuert.
    Diese Beharrungstendenz schließt doch eigentlich schon aus, dass ein fließender Strom nach dem Abschalten seiner Quelle von sich aus stärker wird.
    Zudem würde so eine Selbstverstärkung IMO gegen den Energieerhaltungssatz verstoßen, denn die im Magnetfeld gespeicherte Energie ist I² * L/2, IIRC.
    Selbst wenn der Pulsstrom nach der Abschaltung bei 2,5Ampere "nur" auf 10 Ampere anstiege, würde das zunächst eine Erhöhung der Magnetfeldenergie um den Faktor 16 gegenüber dem Moment des Abschaltens bedeuten. Woher aber sollte diese zusätzliche Energie in das Magnetfeld der Impulsdrossel kommen, wenn sie schon selbst als Stromquelle wirkt?


    Bei Deinen Messungen sitzt Du IMO wohl irgendwelchen fiesen HF-Effekten auf.
    Z.B. hat jede Leitung wie Dein Meßwiderstands-Kupferdrahtstück auch eine gewisse Eigeninduktivität, die ihren realen Widerstand beim Einschalten eines Stromes erstmal erhöht, weil sich die Induktion gegen das Anwachsen des Stroms wehrt. Daher ist der zu beobachtende Spannungsabfall am Drahtstück direkt nach dem Einschalten höher, als es der Rechnung U = R * I (R = ohmscher Widerstand, I = realer Strom) entspricht.
    Um diesen Störeffekt zu verringern, könntest Du den Meßdraht mal in eine möglichst schmale U-Form biegen, so dass die Induktivität (nach dem Prinzip der verdrillten Leitung mit eng zusammenliegendem Hin- und Rückleiter) sinkt. Ich möchte wetten, dass die gemessenen Spannungsspitzen dann deutlich niedriger ausfallen, obwohl sonst nichts am Meßaufbau geändert wird.


    Oder Du könntest für eine Vergleichsmessung ein längeres gerades Drahtstück gleicher Stärke nehmen. Damit erhöhst Du den Widerstand im Pulskreis, und der Maximalstrom müsste sinken (wenn die höhere Induktionsspannung den Eingriff nicht vollständig ausgleicht).
    Messen wirst du vsl. aber höhere Spannungspeaks, weil der längere Meßdraht eine höhere Induktivität hat. Wo aber sollte die Energie für höhere Ströme herkommen, wenn in der Pulsarschaltung nichts geändert wird?
    Hier können höhere Spannungspeaks unmöglich höhere Pulsströme bedeuten, was folglich die Interpretation der Spannungspeaks als Maß für die Stromstärke insgesamt grundlegend in Frage stellt.


    Der Skineffekt dürfte die Meßfehler kurzer Stromimpulse unabhängig von der Induktivität des Shunts in die gleiche Richtung verstärken.



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    Es ist auch noch niemand an mich herangetreten, um eine sinnvolle Antwort zu finden.

    Siehe oben (Induktionsgesetz & Energieerhaltungssatz): Mehr als der Spulenstrom im Moment des Abschaltens kann IMO nicht als Nutzimpuls fließen.
    Um die Pulsarwirkung zu erhöhen, könnte man z.B. R4 verkleinern und / oder die Induktivität von L1 erhöhen, solange das Netzteil bzw. IC 1 oder T1 nicht überlastet wird.



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    Die Bauanleitung mit Schaltbild, bitteschön: . . .

    Dankeschön. Ich werde versuchen, sie um einen möglichst einfachen Verpolschutz zu erweitern.








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    Jeder hat mal einen schlechten Tag und verwechselt links mit rechts oder rot mit schwarz. Aber ob das ein tatsächlich so dringendes Problem ist, dass man aufwändige (und damit teure!) Sicherungsmaßnahmen einsetzen müsste

    Vlt. ist das schon mit ein paar relativ billigen Teilen machbar. Z.B. 10% Aufpreis für das Feature "fehlbedienungssicher" würde ich bei einem Gerät der 100€-Klasse gerne bezahlen.


    Zitat

    die das Gerät darüber hinaus auch noch für die Hauptanwendungsfälle komplett unbrauchbar machen, glaube ich ehrlich gesagt nicht. Mir ist bisher jedenfalls noch keine Lösung eingefallen, die

    • den Preis nicht erhöht (das Teil ist so schon deutlich zu teuer)
    • sicher wirkt
    • die Leistung nicht mindert
      und
    • auch bei komplett sulfatierten Akkus noch funktioniert.

    Wenn jemand eine praktikable Idee hat, wie man das Problem lösen kann ohne gegen eine der oben aufgeführten Positionen zu verstoßen, bin ich sofort dabei die Schaltung entsprechend anzupassen.

    Da die max. Impulsstromstärke IMO sowieso nur dem Aufladestrom der Drossel entspricht, könnte ein Verpolschutz ohne merkliche Wirkungsverluste des Gerätes evtl. weniger aufwändig werden, als Du bisher denkst.


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    Allerdings bin ich mir auch ziemlich sicher, dass dann eben andere gute Ideen von Verwendern dazu führen werden, Power-Pulsare kaputt zu kriegen: Aus mehr als 4m Höhe auf Beton fallen lassen, beim rückwärts Fahren das Gerät versehentlich überrollen, Tauchversuche in Wasserpfützen mit anschließenden Trockensessions in der Mikrowelle, usw. ^^

    Sowas sind DAU-Fehler (Dümmster anzunehmender User), gegen deren Erfindungsreichtum man letztlich immer den kürzeren zieht.
    Verpolen ist aber ein relativ alltäglicher Fehler im Bereich des normalen Gebrauchs, und da empfinde ich einen entsprechenden Schutz immer als beruhigend.




    Noch eine Verständnisfrage zum Schaltbild:
    Wie hoch ist der Ladestrom des Power-Pulsars?

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    der "Ladestrom" ist sehr gering und beträgt im Mittel nur 100mA, weshalb sich der Power-Pulsar bzgl. Ihrer Frage höchstens als Erhaltungslader eignet.


    Der direkteste Ladestromweg wäre IMO Trafo – Gleichrichter – IC1 – L1 – D6 – Akku – Masse - Gleichrichter – Trafo.
    Darin kann ich keine Schaltungselemente erkennen, die eine klare Strombegrenzung auf 100mA bewirken könnten.
    Wenn das Netzteil 2,5 Ampere zum Aufladen der Impulsdrossel liefern kann, dann müsste ein ähnlich hoher Strom auch für die Akkuladung fließen können, wenn der Akku leer genug (niedrige Polspannung) und ausreichend niederohmig für die Aufnahme des Ladestroms ist . . .?
    Oder können die 2,5 A nur als kurze Impulse aus den Siebkondensatoren C1 - C3 und C5 gezogen werden, während das Netzteil zu schwach ist, um einen solchen Dauerstrom zu liefern, d.h. dort sitzt eine faktische ca. 100mA-Begrenzung ?

    Aber wie soll die Kiste bis zu 200 A abgeben? Der Schalttransistor hat einen Nennstrom von max 8 A, die Drossel kann auch nur 2,5 A.
    Die Drossel treibt genau den Strom weiter, auf den sie aufgeladen wurde. Mehr ist nicht zu holen. Habe ich in der Schaltung etwas übersehen?

    Hallo,


    das ist auch für mich ein schaltungstechnisch interessantes Thema.
    Power-Pulser Sicherung nutzlos?

    Die Sicherung . . . sichert nicht das Gerät selbst gegen Schäden durch akkuseitige Verpolung ab! Hier wäre eine Schmelzsicherung auch äußerst kontraproduktiv, denn erstens würde diese durch ihren relativ hohen Innenwiderstand den Impulsstrom auf unter 5% vermindern . . . Um solche Verluste so gering wie möglich zu halten und damit dem Akku die hohen Impulsströme zugute kommen, sind ja u.a. auch die Kabel und Klemmen ausgesprochen "dick" ausgeführt. Es macht eben einen großen Unterschied in der Wirkung der Desulfatierung aus, ob der Impulsstrom nun 200A beträgt, oder nur 10A.


    Die Höhe der Induktions-Spannungspeaks ist AFAIK eine Funktion des Lastwiderstandes: je höher letzterer ist, umso höher muß auch die Spannung daran steigen, damit die bisherigen Amperes (nach dem Abschalten des Ladestromkreises) weiterfließen können.
    Auch ich sehe keine Erklärung, wie aus gespeicherten 2,5A nach dem Abschalten des "Ladestroms" eine höhere Stromstärke werden könnte. Impulsspannungsmessungen, die auf höhere Pulsströme schließen lassen, müssten daher auf HF-bedingten Meßfehlern beruhen, z.B. dem Skineffekt.


    Eine möglichst niederohmiger Strompfad zwischen Impulsdrossel und Batterie hat natürlich trotzdem Vorteile: nämlich indem ein maximaler Anteil der Induktionsenergie die gewünschte Wirkung in der Batterie erzeugt, anstatt in Leitungswiderständen verbraten zu werden.
    Aber großzügiger als für "akzeptable Verluste bei max. 2,5 Ampere" braucht man den Pulskreis IMO nicht auszulegen. Eine Steigerung der Impulswirkungen bei unveränderter Stromstärke wäre über eine Erhöhung der Induktivität möglich.


    Leider ist das Schaltbild des Pulsar-Bausatzes nicht mehr online. Denn ich würde gerne mal sehen, ob man unter der Annahme von max. 2,5A nicht eine zusätzliche Sensorschaltung einbringen könnte, die den Betrieb des Gerätes bei falsch gepolter Batterie sperrt und die Schaltung so verpolsicher macht.

    praktisch jedes Mal ist hoher Ladungsdurchsatz bzw. starke Zyklisierung die Ursache solcher Defekte, soweit kein direkter Herstellungsfehler vorliegt. Da liegt zumindest die Vermutung nahe, dass eine konstruktive Überzüchtung der Batterie in Richtung Hochstromlieferfähigkeit schnell zum (für den Hersteller oft teuren) "Mangel" einer kurzer Lebensdauer führt, zumindest seit dem moderne Fahrzeuge auch regelmäßig eine hohe Ruhestromaufnahme aufweisen.

    Anders ausgedrückt: Batterien wie die Varta Blue Dynamic C6 mit 50Ah, 540A(EN) und 41,9 A/kg könnten zwar optimal in Wagen wie meinen (mit niedrigem Ruhestrom und kräftiger LiMa) passen, wurden aber vermutlich schon wieder vom Markt genommen, weil sie in den heutigen, elektrisch überfrachteten Durchschnittswagen zu oft zu früh ausfallen.


    Hinsichtlich Motorsportbatterien (in Plattentechnik) wie z.B. http://www.trackandstreet.de/s…am=cid%3D20%26aid%3D86%26 dürfte dann wohl die Regel gelten

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    Generell kann man aber sagen, dass bei Bleiakkus Zyklenfestigkeit und Stromlieferfähigkeit zwei um 180° gegeneinander wirkende Parameter sind. Soll heißen: Entweder, oder! Beides zusannen geht nicht gut!

    mit der Folge, dass noch weiter in Richtung Hochstromfähigkeit gezüchtete Batterien schon auf kleinere Teilentladungen mit Dauerschäden reagieren?


    Wenn's bei hohen Strömen deutlich leichter werden soll, geht kein Weg an moderner Lithium-Technik vorbei. Aber die ist leider nicht kompatibel mit dem, was das Fahrzeug-Bordnetz an Spannungen für Ladung und Entladung zur Verfügung stellt, bzw. fordert.

    Na ja, auch innerhalb des konventionellen Blei-Säure-Sortiments gibt es eine erhebliche Leistungsgewichts-Bandbreite.


    In der von mir betrachteten Typpalette, zu denen das www mir Gewichtsabgaben liefert, bildet die 562 019 048 (Intact Startpower) mit 30 A(EN)/kg das Schlusslicht, zusammen mit der 19 kg schweren 70Ah / 570A Varta als Werksausrüstung in meinem 2004er Polo. Der Champion ist die 550 155 054 (Varta Blue Dynamic C6) mit 41,9 A(EN)/kg: diese Daten ergeben immerhin A/kg-Unterschiede von 39% je nach Batterietyp.


    Bei der A / Ah-Relation, die wohl die Spezialisierung des Gitteraufbaus in Richtung Stromlieferfähigkeit angibt, werden die Eckwerte von den gleichen Batterien mit 7,74 A / Ah (Intact) bis 10,8 A / Ah (Varta Blue Dynamic C6) markiert, hier beträgt die eine Streuung ebenfalls 39%.


    Bei der Kapazität pro Gewicht liegen die Extremwerte dichter zusammen: 3,4 Ah/kg (550 046 051 Intact Startpower) bis 4,16 Ah/kg (552 401 052 Varta Silver Dynamic C6) ergeben eine Variation von "nur" 22%.



    Allerdings scheint die 550 155 054 nicht mehr gebaut zu werden, ebenso wie 560 170 064 (Varta Blue Dynamic D21) . . . als wenn Typen mit einer A / Ah-Relation über 10 irgendwie problematisch wären ?(
    Kannst Du abschätzen, ob die Industrie bei ihrem vermutlichen Ziel, mit möglichst wenig Blei möglichst hohe Ströme zu erreichen übers Ziel hinausgeschossen ist, indem Batterien mit mehr als 10 A / Ah z.B. zu häufig noch während der Garantiezeit kaputtgegangen sind?

    Diese Rundzellenakkutypen sind keine Zyklenakkus, sondern eher eine Sonderbauform von Starterbatterie, die auf hohe Stromabgabe optimiert wurde.

    Da mich das Thema grade mal wieder beschäftigt . . . .


    Wie schon dargestellt, kommt es mir auch auf ein möglichst gutes "Leistungsgewicht" der Batterie an, also Ampere (Kaltstart, mein Bedarf: ab 450 A aufwärts) pro kg.
    Und da haben Plattenbatterien in normalen PKW-Gehäusen laut Anbieterdaten offenbar mit einigen Wickelzellen gleichgezogen.
    Beispiel:
    Optima YellowTop 2,7 -> 460A / 11,6kg = 39,7 A / kg
    Varta SilverDynamic C6 -> 520A / 12,5kg = 41,6 A / kg.
    Demnach haben die Batteriebauer es wohl geschafft, die aktive Plattenoberfläche pro Bleimmasse auf das Niveau mancher Wickelzellenakkus zu erhöhen . . .?
    Auch die A (EN) / Ah Relation ist bei diesen Typen recht hoch, manche Typen haben das Verhältnis von 10 : 1 schon hinter sich gelassen ( z.B Varta Blue Dyn. C6, Typ 550 155 054).
    Weißt Du, wo die Nachteile solcher modernen Konstruktionen liegen?

    Ab 150g/l unterschiedlicher Säuredichte wird man von einer erheblichen Abweichung sprechen können, besonders dann, wenn diese Abweichung permanent vorhanden ist. Dann liegt vermutlich ein Plattenbruch vor, oder die Selbstentladerate ist so stark erhöht, so dass es auch nach längeren Ladephasen immer wieder binnen kurzer Zeit zu dieser Abweichung kommt.

    OK, die gestrige Streubreite unserer Batterie ist 1,270 - 1,285 kg/l, also 15 g/l bzw. 1/10 Deiner "kritischen Grenze". Demnach ist wohl für eine 5-jährige dort noch alles im grünen Bereich.



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    Das sind ja fast paradiesische Zustände für eine Starterbatterie :thumbup: , entsprechend alt sollte sie werden. Besonders wegen des sehr geringen Ruhestroms von nur 10mA. So geringe Ruheströme findet man heute fast gar nicht mehr, was ich als die eigentliche Ursache der seit den Achtziger Jahren sich stetig verkürzenden Lebensdauer der Starterbatterien ansehe.

    So schätze ich die Sache auch ein, seit ich in einem anderen Forum von Dir mal las

    Das entspricht meinen Erfahrungen beim 1. Vollladen neu gekaufter PKW-Sarterbatterien: bis der Ladestrom unter ~ 0,2 A sinkt, dauert es schon mal ein ganzen Tag oder länger – vermutlich um die schleichende Selbstentladung im Ladenregal auszugleichen.


    Zum Ausgleich der heute gängigen Ruhestromverluste bis 100 mA(?)bräuchte man demnach lange Nachladezeiten = Fahrtdauern, am besten täglich.
    Kräftige LiMas nutzen dann gar nichts, wenn die Batterie im Stand jeden Tag relativ langsam weiter entladen wird, als sie beim Fahren mangels Zeit wieder aufgeladen wird.
    Irgendwann wird sie dann merkwürdig früh den spontanen Tief-Entladetod sterben . . .?

    Auch da sehe ich keine besondere Wertungsmöglichkeit. Maßgeblich bei der Prüfung der Säuredichte ist zu 90% die Gleichmäßigkeit der einzelnen Zellen und nur zu 10% der absolute Wert. Wenn eine oder mehrere Zellen hier stark abweichende Werte aufweisen, kann man eine Batterie ohne Zweifel als verschlissen ansehen.

    Ab welcher Min-Max-Differenz gelten die Ergebnisse denn als stark abweichend?


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    viel wichtiger als der Akku-Zustand selbst sind nun mal die Betriebsbedingungen. Sind die schwierig, wird auch ein sehr guter Akku schnell verschleißen. Umgekehrt kann(!) bei besonders leichten Betriebsbedingungen auch ein beschädigtes Exemplar noch locker einige Jahre problemlos Dienst tun.
    Lertztlich wird man die Lebensdauer von Bleiakkus - sofern man für gleichartige Betriebsbedingungen sorgt - also als eine statistische Größe ansehen können. Würde man eine größere Zahl von Bleiakkus unter gleichartigen Bedingungen einem Lebensdauertest unterziehen, bekämne man die für statistische Verteilungen typische Glockenkurve. Anhand dieses Kurvenverlaufs könnte man nun eine Verteilung von Wahrscheinlichkeiten angeben, wann ein bestimmter Akku defekt wird. Einen Absolutwert kann man solchen Kurven aber nicht entnehmen, das geben die nun mal nicht her.

    Das ist mir bekannt - auch wenn es bisher nicht so rüberkam, sorry dafür.
    Meine ganzen Fragen hatten die Zielrichtung, ob anhand der Daten ein baldiger Ausfall konkret zu erwarten ist, also die Daten eindeutig eine "ziemlich alte" Batterie zeigen.
    Die Betriebsbedingungen würde ich als mittelprächtig einschätzen: LiMa ist OK, bei den Anlasser- und Ladekabeln sind die werksseitigen Crimpungen nachgelötet, um Übergangswiderstände zu minimieren.
    Hauptlast ist das Starten und winterliche Vorglühen eines (gut anspringenden) 1,9l TDI mit anschließenden ~ 20 km Landstraßenfahrt, teilweise werden auch nur Einkaufs-Kurzstrecken gefahren.
    Der Wagen hat keine der üblichen Komfortausstattungen, die im Stand die Batterie leersüffeln; der Ruhestrom (nachdem die paar Steuergeräte für Bordnetz, ABS und Airbag samt Radio in Standby sind) liegt in der Größenordnung von 10 mA, IIRC.

    Zu sehr ins Detail würde ich bei der Zustandsbestimmung einer popeligen Autobatterie aber wirklich nicht gehen, denn mit Überschreitung eines bestimmten Forschungsaufwandes erinnert die Show doch irgendwie an die Elektronenrastermikroskopische Prüfung einer 14 jährigen Wäscheleine, ob sie eventuell noch einen Sommer durchhält, oder auch nicht. Wenn Du verstehst... :D

    Ich verstehe schon . . . aber eine Autobatterie kostet nun mal etwas mehr als eine Wäscheleine, und je teurer etwas ist, umso wirtschaftlicher möchte ich es "verbrauchen" ;)


    Heute habe ich nochmal die Säuredichte aller Zellen genauer geprüft, mit so einem HydroVolt-Doppeldrehschwimmskalen-Prüfer (vorher nur mit einem Röhrchen-Eintauchprüfer).
    Das Ergebnis von heute: eine vollgeladene Streubreite von 1,270 bis 1,285 kg/l.
    Letzte Frage: Wie würdest Du dieses Ergebnis hinsichtlich der ca. Restlebensdauer deuten?

    Es braucht eben Zeit, bis sich bei Ladungsänderungen die Änderung der Säuredichte im Innern der Aktivmassen gegenüber dem umgebenden Elektrolyten ausgleicht. Und das ist noch nicht mal die einzige elektrochemische Besonderheit von Bleiakkus. Aber hier begeben wir uns schon sehr tief ins Innere der Bleiakku-Anatomie. Die Frage nach der Wirtschaftlichkeit einer exzessiven Ausnutzung von ausgenudelten Starterbatterien hat man damit schon lange verlassen.

    Das finde ich nicht, wenn man versucht, aus Meßdaten unter Berücksichtigung osmotischer Effekte Entscheidungshilfen zum Weiterbertrieb oder Ersatz einer Batterie zu bekommen ;)


    Heute habe ich dazu ein paar weitere Messungen gemacht und dabei auch mal die Reservebatterie (75Ah / 680A, ca. 3 Jahre alt, davon 1 Jahr im täglichen Betrieb, dann durch die Kleinbatterie in meinem Wagen ersetzt und seitdem alle paar Monate mit ca. 14,2V vollgeladen) in den Wagen meiner besseren Hälfte eingebaut. Die lieferte bei meiner Ri-Differentialmessung (20A / 11A) erfreuliche 6,7 mOhm.
    Ihre Kunstgröße des chemischen Alters (EN-Kaltstartstrom * Ri) liegt mit 4,56V recht nah bei der 2 Jahre alten kleinen 450A-Batterie (5,0V). Das bestätigte mich eigentlich in dem Plan, die 5 Jahre alte 680A-Batterie (chemisches Alter: 12,1V) noch vor dem Winter zu ersetzen – bis ich beide vollgeladenen 680A-Batterien mal mit dem Anlasser belastete (ohne Zündung) und dabei die Klemmenspannung mit einem Analogmultimeter beobachtete: beide Batterien orgelten für ja ca. 10 sec mit einheitlichen 10,1V!
    Der anhand des Spannungsverlustes am Hauptmassekabel hochgerechnete Anlasserstrom (Vergleich mit der ca. 20A-Last aus Abblend- und Fernlicht) lag bei ~ 265A. d.h. beide Batterien lieferten einheitlich rund 2,68kW.


    Mein heutiges Fazit:
    1. Die Ri-Differentialmessung mit 20A / 11A scheint zumindest dann unbrauchbar zu sein, wenn man die reale Startleistung abschätzen will ?(
    2. Ich werde die 5 Jahre alte 680A-Batterie in den kommenden Winter schicken und bei aufkommenden Schwächeanzeichen durch die jüngere Reservebatterie ersetzen – hoffentlich bevor meine bessere Hälfte wegen schlapper Batterie liegenbleibt . . . :huh:

    Das Phänomen, dass ein Bleiakku ganz allgemein an (störend) erhöhtem innenwiderstand bei gleichzeitig hoher Kapazität gelitten hat, ist mir eigentlich noch nie begegnet. . . . Höchstens Verbleiung (Zusammenballung und Verklumpung des negativen Bleistaubs) als generelles Problem bei Starterbatterien mit hohem Ladungsdurchsatz kann zu einem merklichen Anstieg des Innenwiedertsandes führen. Wirklich aufgefallen ist mir das aber nie, wenn man mal von einem schleichenden Anstieg des Innenwiderstandes von vielleicht 20% über viele Jahre Gebrauchsdauer absieht.

    Hmm...
    Dann bleibt noch die Frage nach dem "korrekten" Meßverfahren für den Ri.
    Beginnt man die Rechnung mit der völligen Leerlaufspannung (ca. 12,7 - 12,8V) , dann bringen meine Ergebnisse relativ hohe Ri-Werte: Z.B. um 40mOhm bei 20A Last für die 450A-Batterie, die bei der Differentialmessung (20A und 11A Last) einen Ri um 11mOhm zeigte.
    Demnach scheint die U-I-Linie (komischerweise finde ich so ein Diagramm nirgendwo im www??) üblicher PKW- Starterbatterien bei geringer Last relativ steil abzufallen, um sich in Richtung höherer Ströme abzuflachen.
    Habe ich womöglich die 680A-Batterie noch im steileren Niedriglast-Bereich ihrer U-I-Linie gemessen und daher ungünstige Ri-Differential-Daten bekommen? Aber auch das erscheint mir schwer vorstellbar, denn ihre Ri-Messung ab Leerlaufspannung ergab ca. 39mOhm, also praktisch das Gleiche wie bei der 450A-Batterie.
    Wenn die 680A-Batterie bei "richtig hohen" Lasten einen niedrigeren Ri hätte als die 450A-Batterie, dann müsste ihre U-I-Linie irgendwo oberhalb 20A eine schärfere Biegung in Richtung flacherer Weiterverlauf machen als bei der 450A-Batterie . . . ist so etwas denkbar?


    Ich hoffe, Du verstehst noch, was ich meine . . .

    Wie bereits geschrieben, gibt die Messung des Innenwiderstandes einer Starterbatterie meiner persönlichen Meinung nach "üblicherweise" keine ausreichenden Hinweise auf die verbleibende Restlebensdauer.

    Daß plötzliche Gitterbrüche eine kürzliche gute Prognose anhand des Innenwiderstandes völlig über den Haufen werfen können, ist mir klar.


    Aber gibt es denn in Deiner Erfahrung auch umgekehrte Fälle, in denen eine vollgeladene Batterie mit deutlich erhöhtem Innenwiderstand noch erheblich länger durchgehalten hat, als anhand des Anlasser-Strombedarfs schätzungsweise zu erwarten gewesen wäre?
    Wenn ja, wie oft kommt so was ungefähr vor?



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    Insofern kann ich Dir leider auch keinen Ratschlag geben, wie Du nun genau mit Deiner Batterie verfahren sollst. Ich kenne ja auch Deine Präferenzen nicht, also z.B. ob eine Panne hinnehmbar ist, oder nicht.

    Ich möchte Pannen vermeiden, die ich mit meinen Mitteln (einschl. o.g. Messungen des Innenwiderstandes) für die nächsten ~ 20 Kaltstarts absehen könnte.
    Das Pannenrisiko wegen plötzlicher Gitterbrüche usw. kann ich damit natürlich nicht abdecken.




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    Ich starte den Motor und lausche dabei dem Anlasser. :D Wenn es - insbesondere bei Kälte - LIDLIDlWRUMM macht, ist alles tacko. Was soll ich da messen? Der Anlasser ist ein prima Hochlastwiderstand mit klasse dynamischen Messverhalten durch das Losbrechmoment des kalten Motors. Äußert sich Kollege Anlasser statt dessen LÖDLÖDLÖDLÖDLWRUMM, zieht sich meine Stirn in Falten, wenn das Thermometer nun nicht gerade -10°C oder darunter anzeigt.

    Womit Du hauptsächlich auch nur den Innenwiderstand "mißt" (denn ein paar sec Orgeln verbrauchen keinen nennenswerten Kapazitätsanteil üblich dimensionierter Starterbatterien) ;)
    Allerdings incl. ein paar Unsicherheitsfaktoren: nämlich gammelige / teilbrüchige Anlasserkabel, verschlissener Anlasser und schlechte Batterieladung wegen zuviel Kurzstrecke bzw. schwächelnder LiMa.
    Die ersten beiden Ursachen für lahmes Orgeln können von einer neuen (vollgeladenen) Batterie nicht behoben werden, und eine schlechte Batterieladung nur so lange, bis ihr Ladezustand ungefähr dem der alten Batterie gleicht.
    Will sagen: ein Batterieneukauf wegen müde leierndem Anlasser kann auch völlig an den Ursachen dieser schlechten "Meßergebnisse" vorbeigehen.
    Da ist eine Messung direkt an den Batteriepolen prinzipbedingt etwas zuverlässiger :whistling:




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    Man muss sich auch klarmachen, das bei einer voll geladenen und gealterten Starterbatterie auch die Gitter selbst "aktiv" werden, also deren Oberfläche. Das liegt an der Gitterkorrosion, durch welche sich reines Blei aus den positiven Gittern zunehmend in chemisch aktives (und dafür leider mechanisch krümeliges) Bleidioxid verwandelt. Natürlich ist dieser erste hohe Entladestrom (bzw. korrekter ausgedrückt der anfangs sehr niedrige Innenwiderstand), der durch die Gitterkorrosion ermöglicht wird, nur ein Strohfeuer. Wurde diese dünne Bleidioxid-Schicht dann erst in Bleisulfat verwandelt, steigt der Innenwiderstand bei vielen verschlissenen Starterbatterien sofort merklich an. Bezogen auf den Anlasser heißt das, die Anlasserdrehzahl ist anfangs normal, fällt dann aber sehr schnell ab. Wenn die Gitter wegen des Verschleißzustandes nur noch wenig aktive Massen enthalten, weil ein großer Teil davon schon unten in den Separatiortaschen bzw. im Schlammraum liegt, ist der Effekt ganz änlich.

    Aaah, sehr interessante Infos. Danke :thumbsup:

    Ich persönlich habe jedoch eine heftige Abneigung gegen die Messung des Innenwiederstandes bei Starterbatterien, um auf deren verbleibende Lebensdauer zu schließen. Meiner Erfahrung nach eignet sich der Innenwiderstand auch nicht gut für eine solche Bestimmung. Viel geeigneter wäre hier die Messung der Kapazität . . .


    Hi Tom,


    welche Erfahrungen mit unpassenden Restlebensdauerprognosen aufgrund von Ri-Messungen hast Du denn bisher gemacht?
    Wenn z.B. plötzlich ein Gitter bricht und dabei erhebliche Teile der aktiven Masse einer Zelle abgetrennt werden, kann natürlich auch eine Batterie unbrauchbar werden, die gerade eben noch fast neuwertige Kapazitäts- bzw. Ri-Werte geliefert hat.
    Daß man so was mit keinen einfachen Messwerten vorhersagen kann, ist mir klar.
    Mir geht es eher um eine Analyse des normalen, irreversiblen Verschleißprozesses, dessen elektrisch deutlichste Effekte AFAIK hauptsächlich durch Ausfallen aktiver Massen aus den Platten und Dauer-Sulfatation erzeugt werden: Weniger aktive Massen ergeben logischerweise weniger Restkapazität, und vermutlich auch eine geringere Kontaktflächensumme zum Elektrolyten, die für den Ri maßgeblich ist.
    Aus diesem Blickwinkel müssten verschleißbedingter Kapazitätsverlust und Ri-Anstieg trotz Vollladung IMO ungefähr synchron verlaufen, so dass ein deutlicher Ri-Anstieg bei Vollladung im Laufe der Betriebsdauer einer Batterie (wenn man Deine genannten Kurzzeit-Störfaktoren mal ausblendet) auch auf eine entsprechend verringerte Restkapazität hindeuten würde.
    Es sei denn, das Ausfallen aktiver Massen würde die Plattenoberfläche deutlich vergrößern, indem sozusagen neu-glatte Platten immer krateriger weden. . . .?




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    immer dann, wenn ich mir mal diese Mühe gegeben habe und einen "angeschossenen " Bleiakku mit etwa C/10 entladen habe, kam ich auf einigermaßen lächerliche Kapazitätswerte von 50% des Nennwertes oder auch noch deutlich darunter. Da kann man dann aber schon getrost von einer schrottreifen Batterie sprechen, denn laut Definition gilt das Ende der Lebensdauer eines (Blei-)Akkus als erreicht, wenn er nur noch 80% der Nennkapazität aufweist.

    Schade, dass Du wohl nicht auch die entsprechenden Ri-Werte gemessen hast, denn die könnten das Thema mit interessanten Fakten anreichern.



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    Der Kaltstartstrom ist als Größe zur Lebensdauerbestimmung von Starterbatterien m.E. so gut wie gar nicht aussagekräftig, denn auch eine ziemlich ausgenudelte Starterbatterie kann diesen durchaus noch eine gewisse Zeit bereitstellen, bevor sie plötzlich auffallend stark hochohmig wird.

    Hast Du wirklich den Norm-Kaltstartstrom bei –18°C Säuretemperatur mit einem jeweils passend gewählten Hochlastwiderstand gemessen?
    Dann entsprächen Deine Beobachtungen der o.g. Theorie, nach der gealterte Platten eine relativ größere Oberfläche (pro aktiver Massenmenge) ausbilden als neue Platten.
    Folglich ginge im Alterungsprozess zuerst die Kapazität den Bach runter, und der Ri würde erst mit einer gewissen Verspätung ansteigen.


    Bezogen auf unsere beiden Batterien würde das indizieren, dass die 5 Jahre alte 72Ah sich schon in der Phase des steigenden Ri befindet und sich demnach bald völlig verabschieden dürfte?!
    Denn der Ri einer neuen 680A(EN)-Batterie müsste ca. im Bereich von (12,5 – 7,5)V / 680A = 7,4 mOhm liegen. Laut meiner Messung unserer Batterie ist er schon auf das ~ 2,5-fache des Neuwertes gestiegen, und das sogar noch bei erheblich wärmerer Säure.


    Für unsere kleine 450A Batterie lautet die Rechnung 5V / 450A = 11,1 mOhm – das ist immerhin noch der von mir gemessene Differentialwert für 20 und 11 Ampere Last.



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    Daher bin ich inzwischen dazu übergegangen, mit dem Austauschen älterer Batterien nicht mehr bis zur ersten Panne zu warten, sondern bereits beim allerersten Auftreten überraschender Schwächeanfälle Ersatz zu ordern. Diese "Schwächeanfälle" treten allerdings in der Tat fast immer beim Versuch den Motor bei kalter Witterung zu starten auf, so dass ein gewisser Zusammenhang mit der o.g. Messung des Innenwiderstandes natürlich gegeben ist. Nur ziehe ich diese "Messung" einer Schwäche nicht zu Bestimmung der Restlebensdauer in Wochen oder Monaten heran, sondern handle sofort beim auftreten erster Probleme in Form eines Batterieaustausches. Oder wenigstens mit einer Ladekur am heimischen Netzladegerät, falls gerade keine Ersatzbatterie zur Verfügung steht. Dann geht es erfahrungsgemäß noch mal ein paar Tage.

    Im letzten Winter zeigte die 72Ah-Batterie noch keine auffälligen Schwächen. Leider habe ich keine vergleichbaren Ri-Daten von vor 1 Jahr, denn auf die Differentialmessung bin ich erst jetzt gekommen.


    Was würdest Du mit meinen Daten an meiner Stelle tun? Die 72Ah vor dem kommenden Winter ersetzen (obwohl die Säuredichte aller Zellen noch OK ist), oder auf die Nicht-Relevanz meiner Ri-Messung vertrauen?

    Hallo,


    wegen des bevorstehenden Winters schaue ich mal wieder verstärkt nach den Batterien in den TDIs meiner besseren Hälfte und von mir.


    Ich fahre eine eigentlich viel zu kleine, 2 Jahre alte 45Ah / 450A Batterie, weil sie ~ 6 kg leichter ist als die 5 Jahre alte "richtige" 74Ah / 680A in ihrem Wagen.
    Ich habe jetzt mal eine Art differentielle Innenwiderstandsmessung an den beiden jeweils randvoll geladenen Batterien probiert:
    Klemmenspannung nach 1 Minute Zündung + Abblend+Fernlicht (Last: ca. 20A), dann das Fernlicht abschalten (neue Last: ca. 11A), und nach 1 weiteren Minute die etwas angestiegene Klemmenspannung messen. Alle Messdaten änderten sich innerhalb ~ 10 sec nicht mehr.
    Die 72Ah lieferte dabei 11,92 und 12,08V, die 45Ah: 11,94 und 12,04V.


    Aus den Delta-Us und Delta-I kann man folgende Innenwiderstände berechnen:
    Für die 45Ah (bei 13°C Gehäusetemperatur): 100mV / 9A = 11,1 mOhm
    Für die 72Ah (bei 18°C Gehäusetemperatur): 160mV / 9A = 17,8 mOhm.
    Eigentlich sollte man anhand der EN-Kaltstartströme (450 und 680 A) eher umgekehrte Verhältnisse erwarten: Wenn z.B. wie bei unseren Autos eine schwere Batterie mit ca. 3/2 des Kaltstartstromes einer leichten Batterie angegeben ist, läge ein Innenwiderstand in Höhe von ca. 2/3 der leichten Batterie nahe.
    Kurz gefasst: Die Innenwiderstände neuer vollgeladenen Batterien sollten IMO annähernd umgekehrt proportional zu ihren Kaltstartströmen liegen.


    So kam mir der Gedanke, eine vergleichende Kunstgröße "EN-Kaltstartstrom * Innenwiderstand" als evtl. Aussage für das chemische Alter einer Batterie zu bilden.
    Da der konstruktive Kaltstartstrom eines Batterietyps (für den Zustand "fabrikneu") feststeht, aber der Innenwiderstand mit dem Batteriealter verschleißbedingt steigt, müssten höhere Werte des Produktes "EN-Kaltstartstrom * Innenwiderstand" tendenziell eine verschlissene Batterie anzeigen.
    Für unsere beiden Batterien ergäbe sich ein so berechnetes chemisches Alter von 5V (450A * 11,1mOhm, 2 Jahre in Betrieb) bzw. 12,1V (72Ah * 17,8 mOhm, 5 Jahre in Betrieb).


    Das beißt sich nicht unbedingt mit Deiner Beobachtung:

    Wenn ich mir 'verbrauchte' Starterbatterien anschaue, dann stelle ich fest, dass man damit in der Regel noch ganz hervorragend Motoren starten kann, nur eben nicht für lange. Der Innenwiderstand solcher Starterbatterien ist bei Vollladung durchaus vergleichbar mit dem neuer Batterien, die Kapazität geht jedoch gegen Plums.

    Solange zwischen Batterie und Anlasser keine Leistungsanpassung besteht (Innenwiderstand = Last), sondern eine Spannungsanpassung (Innenwiderstand << Last), kann auch eine Batterie z.B. mit einem verschleißbedingt 5-fach-gegenüber-neu erhöhten Innenwiderstand den Anlasser noch munter durchdrehen.


    Im zeitlichen Zusammenhang mit meinen o.a. Messungen waren mir keine aktuellen Störfaktoren bewusst, die den Innenwiderstand nach oben verfälschen könnten:

    Sulfatierung, Elektrolytpegelschwankungen, Grenzschichtveränderungen zwischen Gitter und Aktivmassen, Neigung, durch lange Standzeit vergrößerte Korngröße beim Bleistaub der negativen Platten, Verbleiung, Luftdruckänderungen, Schläge und Vibrationen und sicher noch einige andere Ursachen mehr.

    Nun frage ich mich, ob das "chemische Alter von 12,1V" der Batterie im Wagen meiner Frau eine Ankündigung sein könnte, dass sie den kommenden Winter nicht übersteht und daher besser gegen eine neue Batterie ersetzt werden sollte. Dagegen spricht IMO, dass bisher keine Zelle auffällig wasserdurstig ist, und die Säuredichte bei Volladung noch fast im neuwertigen Bereich liegt.
    Auch der bei alten Batterien typische Graukrümelschmier unten an den Zellenstopfen ist bisher nur relativ schwach ausgeprägt.


    Was meinst Du, Tom? Ist mein o.a. Berechnungsversuch des chemischen Alters völlig praxisfremd bzw. nichtssagend?
    Oder zeigen wirklich alte Batterien (ich habe z.Zt. keine solche in Reichweite) bei dieser Berechnung noch viel höhere Daten?

    So, ich muß hier nochmal nachfragen . . .


    Zu Beginn ihres 2. Winters erscheint mir die kleine 44Ah-Baterie am 1,9l TDI nicht mehr 100% fit: beim Starten blinzeln die LED-Kontrollen in der Instrumententafel schon etwas.
    Eine immer noch einsatzbereite Vollformat-Dieselbatterie (alle paar Monate wieder vollgeladen) in Griffweite hilft mir zwar gegen Angst wegen eines batterebedingten Auto-Ausfalls.
    Aber da ich bei der Batterie so leicht wie möglich bleiben will, denke ich schon über einen Ersatz der 44Ah nach, und zwar in Richtung der Optima Yellow oder Red Top, oder vergleichbaren Typen.


    Nun steht im Datenblatt der Red Top, dass die NICHT für Anwendungen empfohlen sind, bei denen es zu tiefen Entladungen oder zyklischer Belastung kommt.
    Aber wieviel % Entladetiefe gelten wohl hier als tiefe Entladung oder zyklische Belastung?
    Dann wäre noch interessant, ob die Bodenleisten der Yellow bzw. Red Top mit den Klemmleisten des Ibiza 6L kompatibel sind. Leider fand ich bisher keine Maßzeichnungen der Gehäuse :(


    Letzte Frage: Gibt es Alternativprodukte andere Hersteller zur Yellow Top 2.7? Deren Kaltstartstrom und Gewicht würden mir nämlich am ehesten zusagen.

    Da ich selbst einen Bogen um verschlossene Bleiakkus mache . . .

    Würde ich ich auch gerne.
    Bisher kaufe ich unsere PKW-Starterbatterien immer nach dem günstigsten Preis in der Umgebung (meist NoNames), wenn eine im Betrieb erste eindeutige Schwächeanzeichen zeigt.
    Aber gerade die günstigen Angebote sehe ich inzwischen gar nicht mehr mit Zellenstopfen.
    Wenn ich stattdessen für eine wartbare Version z.B. 30% mehr zahlen soll, rechnet sich die per DIY-Wartung erreichbare Mehr-Lebensadeuer vermutlich überhaupt nicht mehr . . .?