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Robert G.

Akku-Kennenlerner

  • »Robert G.« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 17

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1

22.03.2013, 00:18

Ladeschlusspannung - Erhaltungsspannung - Temperaturkompensation

Hallo,

Ich benutz mehrere normale Blei-Säure-Batterien 12V/66 Ah EN 510A zum Windenhochstart (Anlassermotor) beim Modellflug.
Die Batterien lagern im Winter in der Garage.

Eine Ladeschlusspannung von 14,4V bei Raumtemperatur ist klar.


1.) In welchem "gesunden Bereich" sollte sich die Erhaltungsspannung bewegen - bei Raumtemperatur.

Mein Ladegerät ist mit einem Temperaturfühler ausgestattet. So weit mir bekannt geben Hersteller dafür 3-5mV/Zelle/°C an. Kälter - Spannung rauf...

2.) Ist es üblich bzw. sollte auch die Erhaltungsspannung mit der Temperatur (Winter) kompensiert werden?


Aus der 66Ah Batterie werden pro Flugtag ungefähr 10-12Ah entnommen - unsere Faustregel: nach entladen von max. 20% der Kapazität beim Training, tauschen der Batterie. In der Regel dauert der Start ca. 8s, der Entladestrom dabei 280-350A. Abends werden die Batterien geladen. Der Ladestrom - 10A - geht runter bis auf auf ca. 0,5A (muß ich nochmal genau Messen) bei 14,4V* - dann umschalten auf Erhaltungsladen 13,6V* bis eben zum Abklemmen.
(* ohne Temperaturfühler)

3.) wie lange kann/sollte eine Batterie auf Erhaltungsladen bleiben, gerade im Winter wenn die Batterie nicht gebraucht wird?
Nach welcher Zeit ist es sinnvoll das Erhaltungsladen zu beenden und die Batterie ruhen zu lassen? In welchem Abstand sollte die Batterie wieder mit einem Ladezyklus nachgeladen werden?



Zitat



Ich empfehle hier meinen Powerlader
1kW
, dessen achtstufiges(!) Ladeprogramm genau die hier benötigten
Eigenschaften aufweist: Hohe Ladespannung in der Starkladephase, sehr hoher
Anfangsladestrom, Desulfatierung am Ende der Ladephase.


Desulfatierung am Ende der Ladephase: ist das die Stromreduzierung zum Ladeende?



Guß Robert

Tom

Moderator

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2

22.03.2013, 07:59

Hallo,

Zitat

1.) In welchem "gesunden Bereich" sollte sich die Erhaltungsspannung bewegen - bei Raumtemperatur.
bei 20°C hat sich eine Dauerladespannung von 2,26V/Zelle als geeignet erwiesen. Also etwa 13,56V für einen 12- Bleiakku.

Zitat

2.) Ist es üblich bzw. sollte auch die Erhaltungsspannung mit der Temperatur (Winter) kompensiert werden?
Ja natürlich. Bei Temperatruränderungen verändern sich auch die "Arbeitspunkte" im Innern eines Bleiakkus. Diesen Veränderungen trägt man mit einer Temperaturkompensation der Ladespannung von -4mV/°C Rechnung.

Zitat

3.) wie lange kann/sollte eine Batterie auf Erhaltungsladen bleiben, gerade im Winter wenn die Batterie nicht gebraucht wird?

Nach welcher Zeit ist es sinnvoll das Erhaltungsladen zu beenden und die Batterie ruhen zu lassen? In welchem Abstand sollte die Batterie wieder mit einem Ladezyklus nachgeladen werden?
Wenn man die unter 2. genannte Ladespannung einhält, kann der Akku prinzipiell unbegrenzt Erhaltensgeladen werden.

Bei Deiner Anwendung wird aber Wert auf höchste Klemmenspannung bei Hochstromentnahme gelegt und diese Anforderung passt nicht gut mit Dauerladung zusammen, weil jede Art von Langzeiteinfluss immer zwingend zum Kristallwachstum führt und dieses Kristallwachstum wiederum zu einem erhöhten Innenwiderstand (ungünstiges Verhältnis aus Kristallvolumen und Kristalloberfläche). Dem kann dadurch entgegen gewirkt werden, in dem man den Akku unmittelbar vor der Verwendung als Windenakku einmal auf etwa 30% entlädt und dann mit möglichst hohem Strom wieder auflädt, um den Innenwiderstand so niedrig wie möglich einzustellen.

Zitat

Desulfatierung am Ende der Ladephase: ist das die Stromreduzierung zum Ladeende?
Naja, das ist die Desulfatierung nach der Absenkung der Ladespannung bei Erkennung der Vollladung. Also ein zusätzlicher Ladeprogrammpunkt. Wie soll man mit einem normalen Bleiakkulader auch auf Acht Ladestufen kommen, wenn man nicht jeden Mups mitzählt... ? :D

Grüße, Tom

Robert G.

Akku-Kennenlerner

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3

22.03.2013, 16:18

Hallo Tom,

woher nimmst du nur die Zeit für deine Ausführlichen antworten? Haste da ne "Tippse" die im Akkord reinklopt :) :)

Wie ich vermutet habe, hatte mein alter Lader demnach eine zu geringe Ladeschlusspannung von 14,4V bzw. 14,7V, für meine Lagerung (Nachladen) im Winter. Bei -10° hätten es rechnerisch 15,12V sein sollen... Erhaltungsspannung 14,32V. Folge: erhöhte Sulfatierung, Verlust von Kapazität -> bei Aussortierung von 95% Leistung (Wettbewerbe) brauchte ich bisher nach spätestens 2 Saisonen neue Batterien... wegen Mangel an Wissen :( ...mit Pulsen würden die vermutlich heute noch funktionieren...

Dann hätte ich nun den fast! idealen Lader, nur der Ladestrom sollte höher sein.
Habe gelesen, die Batterie ist ideal Voll, wenn der Ladestrom bei 14,4V (Raumtemperatur) auf 1/100 der Kapazität runter geht. Stimmt das?

Da aber die Hersteller Ladegeräte mit hohem Laderstrom meist für größere Batterien empfehlen, ist hier dann die Reduzierung vom Ladestrom = Voll, auch geringer. Sprich, bei unterschreiten vom Ladestrom 3A oder evtl. 5A wird Voll signalisiert und ENDE oder Erhaltungsladen.

Bei einem ENDE mit 5A/14,4V wären meine 66Ah Batterien aber sicher nicht Voll. Verzwickte Sache.


Gruß Robert

Tom

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4

22.03.2013, 23:20

Hallo,

man kann mit "Tom's Power-Lader" durchaus auch Akkus mit nur 18Ah aufladen. Und die werden natürlich auch voll. Das ist ein Vorteil programmgesteuerter Ladern, denn sie verwenden verfeinerte Methoden der Vollladungserkennung, als nur die Unterschreitung eines Ladestroms von 1% der Kapazität (Akku nach der Aufladung ruhen lassen und dann die Säuredichte als Maß der Aufladung über die Leerlaufspannung erkennen). Allerdings sollte man sich bei Bleiakkus nicht all zu sehr mit absoluten Begriffen wie "voll" oder "leer" beschäftigen. Einen Bleiakku wirklich "voll" zu laden, ist praktisch nicht möglich, außer man lädt unbegrenzt lange. Aber da spielt einem die naturgemäß begrenzte Lebensdauer des Akkus einen Streich. Also vergessen wir mal "voll". Man wird sich im wirklichen Leben mit einer Aufladung von 95 bis 98% begnügen, um Bleiakkus in endlicher Zeit aufzuladen.

Auch die Überwinterung Deiner Akkus sehe ich nicht als ein Problem an, denn die werden im Winter vermutlich gar nicht verwendet und brauchen deshalb auch nicht geladen zu werden. Problem hier: Wenn die Klemmenspannung unter Last nur um 5% unter den sonst optimalen Wert einbricht, ist der Akku für Wettbewerbe kaum noch nutzbar. Insofern geht wohl kein Weg daran vorbei, regelmäßig frische Akkus zu beschaffen, wenn man absolute Höchstleistungen fordert. Über ein spezielles Winter-Erhaltensladegerät würde ich jedenfalls nicht nachdenken, das wird schlechter und teurer als jede Saison neue Akkus zu kaufen.

Woher ich die Zeit zum Antworten nehme? Pure Selbsausbeutung.... :D

Grüße, Tom

Robert G.

Akku-Kennenlerner

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5

24.03.2013, 23:27

Hallo,

ne, im Winter wird nicht geflogen, Batterien laden und in die Ecke.

Zitat

Wenn die Klemmenspannung unter Last nur um 5% unter den sonst optimalen
Wert einbricht, ist der Akku für Wettbewerbe kaum noch nutzbar
Bei einer Last-Klemmspannug -5% unter der optimalen heist auch, ca. 5% weniger Ampere = 0,95 * 0,95 = 90% Leistung. Wir ersetzen ja schon bei unter 5% Leistung gegen neue Batterien.

Wir aben auch Batterien, die 2 oder 3 Jahre "alt" sind und besser sind als jüngere. Am "alter" kann es also nicht liegen. Es sind alle Batterien vom gleichen Typ. Nur sind die Batterien unterschiedlich stark benutzt und werden unterschiedlich geladen/gepflegt. So habe ich zwei Batterien aus der selben Charge. Eine Stand nur rum und wurde regelmäßig nachgeladen, das Nachladen dauerte aber nur sehr kurze Zeit, theoretisch ist die immer voll.

Da die Batterien im Wettbewerb unter nahezu gleicher Balastung entladen werden - jeweils ca. 5x mit 280-350A für ca. 8sec., kann es nur am Laden oder an der Standzeit zwischen der Benutzung liegen. Für mich sieht das nach sulfatierung aus??

ein kleiner Auszug der Batteriemessung nach der Winterpause. Batterietemperatur um 12°. Diese Batterien "RG" wurden mit selben Ladegerät geladen. Die RG9 ist ein Jahr älter.

Tom

Moderator

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6

24.03.2013, 23:33

Durchaus möglich.

Am besten mal ausprobieren und drei bis vier Wochen an einen bekannt guten Desulfatierer hängen. Dann testen.

Dann schlauer.

Grüße, Tom

PVT

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7

16.11.2013, 16:27

Servus,

was ich mich ja schon lange gefragt habe: man lädt eine Batterie vor dem Winter voll und lässt das Ladegerät in der Erhaltungsversorgung über den Winter dran. Wie ist das nun nach dem Winter? Hätte eine Temperaturkompensation stattfinden müssen oder nicht, wenn der Batterie keine Ladung entzogen wurde?

Spontan würde ich "nein" sagen...

Tja und die nächste Frage ist: eine Batterie im betriebswarmen Motorraum soll im Winter nachgeladen werden - das Elektrolyt hat also nicht Außentemperatur. Muss man jetzt kompensieren oder nicht?

Viele Grüße,
Thorsten

Tom

Moderator

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8

16.11.2013, 18:10

Bitte denkt an folgendes:

Nicht nur der Batterietemperatur sollte man Tribut zollen, sondern auch dem Nutzungsschema. Letzteres wird leider oft "vergessen", dafür versuchen einige dann bei der Temperaturkompensation besonders akademisch vorzugehen. Das macht jetzt nicht unbedingt Sinn. Gerade bei der Erhaltensladung ist es ganz besonders wichtig, das Nutzungsschema in die korrekte Wahl der Ladespannung einfließen zu lassen, denn immerhin überstreicht man je nach Nutzungsschema schon bei konstanten 20°C einen Ladespannungsbereich von 13,55 - 14,8V. Wird ein stark zyklisch belasteter 12V-Bleiakku innerhalb von 48 Stunden aufgeladen, legt man 14,8V an, um Sulfatierung zurückzuführen. Bleibt derselbe Bleiakku aber für mehrere Monate an der Ladespannungsquelle angeschlossen, sind 13,55V zu empfehlen. Wie gesagt: Die Temperatur haben wir da noch gar nicht weiter berücksichtigt und beziehen uns hier mal schlicht auf 20°C Zimmertemperatur.

Will man auch eine Temperaturkompensation in die Höhe der Ladespannung einfließen lassen, rechnet man für einen 12V-Bleiakku mit -0,024V/K. Bei 30°C also 0,24V weniger als bei 20°C, bei 10°C 0,24V mehr. Das alles bezieht sich natürlich auf die Elektrolyttemperatur. Denn auch eine kalte Batterie in einem warmem Motorraum ist eine kalte Batterie...

Und zum Thema Erhaltensladung im Winter: Würde ich nicht machen. Gerade bei Kälte erreicht die Selbstentladerate von Bleiakkus ihr Minimum. Also besser gut aufladen und dann abgeklemmt(!) sich selbst überlassen. Nächsten Sommer ist die Batterie dann meist immer noch 3/4 voll und man hat sich den Strom für sechs Monate Ladegerät gespart.

Grüße, Tom

Bandit1973

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9

16.11.2013, 19:07

Just my 2 Cents:

Für solche Hochstromanwendungen (Startwinde) sowieso Starterbatterien.
Wenn die bei 95% Restleistung ausgesondert werden, eben ein paar Nummern grösser wählen!!!!
wenn man statt den 66Ah Batterien, ordentliche 120Ah nimmt, hat man einen mehr als Ausreichenden Startstrom, auch nach einigen Windenstarts.
nach der "Faustregel" (max. 20%) kann man immerhin max. 24Ah entnehmen.
Ein Start würde im Schlimmsten Fall 0,8Ah "Verbraten" (350A x 8s)
Je nachdem wielange die Pausen zwischenden Starts sind, Lacht da eine ordentliche 120er Batterie drüber.
Also wäre die Batterie nch ca. 30 Starts "erschöpft"

Danach über Nacht ans Ladegerät.

Vor dem Einwintern......
"Voll"laden, und danach noch EINEN Windenstart durchführen, und ab ins Winterlager!
Das sollte den Akku dann auch "Impfen" :D :D

PVT

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10

27.11.2013, 20:28

Danke für die Aufklärung, Tom! :thumbup: