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Spartaner117

Akku-Kennenlerner

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1

12.07.2016, 09:44

Staplerbatterie schwächelt, erst 3 Jahre alt, was ist am sinnvollsten?

Hallo,

ich habe eine Linde-Ameise mit einem 24V-375Ah-Akku. Der Akku ist Baujahr 2013, aber offenkundig nicht ideal gehandhabt worden, denn bei hoher Belastung (zB fahren einer kleinen Steigung in meine Hobbywerkstatt) schwächelt dieser stark.
Aufgrund des "jungen" Akkus gehe ich von einer Sulfatierung aus. Dazu habe ich mehrere Fragen:

1. Kann ich das genau überprüfen? Es sind die üblichen Stapler-Akkus, also 12 Einzelzellen mit diesen Kunststoffdeckeln in der Mitte zwischen den zwei Polen, ich könnte dort also zumindest die ersten 30-50mm tief rein schauen. Mit Endoskop evtl. noch etwas weiter. Bringt das was? Wenn ja, gibt es dazu Beispielbilder zum Vergleichen? Wonach muss ich schauen?

2. Würde ein Pulsar bei dieser Batteriegröße (höhere Spannung, höhere Kapazität als übliche Anwendungen) überhaupt etwas bringen?

3. Ich habe mir schon sagen lassen, dass ein mehrtägiges bis mehrwöchiges Laden mit einem Uralt-Batterieladegerät auf Konststantspannung mit 3-6A viel bringen soll. Stimmt das? Ich habe mehrere, durchaus auch potentere (-13A) Spannungs- und Strombegrenzte Netzteile, mit denen das ja auch machbar sein würde? Wenn ja, welche Spannungen und Stromstärken sollen da verwendet werden?

4. Wenn mit Netzteil, stellt man dann nur Spannung und Strom ein, klemmt an und lässt das laufen? Denn anfangs sinkt die Spannung ja erstmal ab und steigt erst mit zunehmender Ladung langsam an. Oder sollte man die Spannung permanent überwachen und nachregeln, daß möglichst nonstop die maximale Ladespannung (von wieviel V?) anliegt?

5. Ich habe schon mehrfach gelesen, dass so große Traktionsbatterien früher "überholt" wurden. Was wurde dabei gemacht?


Die ganze Chose ist nur mein Hobby, daher wäre einen neuen Akku zu kaufen die unattraktivste Lösung, ein hoher Arbeitszeiteinsatz dafür kein Problem.

Vielen Dank vorab und viele Grüße,


Marc

Tom

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2

12.07.2016, 12:39

Hallo,

wenn es sich um Einzelzellen handelt, wäre zunächst von Interesse, ob der Schwächeanfall sich nur auf einzelne Zellen bezieht, oder mehr oder weniger alle Zellen gleichermaßen betrifft. Meist sind nur ein oder zwei Zellen wirklich betroffen. Dann kann man leicht gezielt dort ansetzen. Meistens wird ein Austausch dieser Zellen die nachhaltigste Methode sein, um der Batterie wieder zur alten Leistung zu verhelfen.

Man kann auch mit Dauerladung oder Pulsern arbeiten, aber auch das sollte sich bei zugänglichen Zellenverbindern zur Vermeidung unerwünschter Nebenwirkungen auf die betroffenen Einzelzellen beschränken. Es macht ja keinen Sinn die ganze Batterie zu kochen, nur weil ein oder zwei Zellen schwächeln.

Die Spannung ist beim Laden unbedingt zu begrenzen und sollte 2,5V pro Zellen wenn überhaupt nur kurze Zeit überschreiten, ansonsten kommt es zu lebhaften Gasungserscheinungen. Auch die Gitterkorrosion nimmt sonst schnell rasante Formen an. Es liegt auf der Hand, dass bei dem Versuch die gesamte Batterie mittels erhöhter Spannung zu kurieren, einzelne Zellen eine eher geringe Spannung aufweisen und andere dann zwangsläufig eine ungesund hohe. Daher der Hinweis, am besten die Zellen einzeln zu behandeln.

Wenn man die Spannung begrenzt, braucht man den Strom nicht weiter zu begrenzen. Die Akkus regeln ihn selbst. Nur in dem Fall, wo einzelne Zellen Kurzschlüsse o.ä. aufweisen und so die Spannung der Batterie künstlich nieder halten, müsste natürlich der Strom begrenzt werden. Ich empfehle hier 1 bis 5% der Nennkapazität als Ladestrom zu verwenden. Der beste Wert hängt von der Fähigkeit der Einzelzellen, die bei Überladung entstehende Wärme an die Umgebung abzugeben, ab.

Die Spannung muss ab Beginn der Ladung kontinuierlich steigen. Wenn bei Ladung mit konstanten Strom die Spannung zurückgeht, ist etwas faul!

Der Power-Pulsar kann auch 24V-Batterien pulsen und auch, wenn die Kapazität deutlich höher als 200Ah ist. Nur dauert es dann natürlich länger. Wenn ich normalerweise ein bis zwei Wochen Bepulsung empfehle, würde ich hier zu drei bis vier Wochen raten. Eine vor- und nachherige Ladung mittels Netzteil oder Ladegerät empfiehlt sich zusätzlich, um die Zellen wirklich randvoll zu packen.

Pulsen bringt nur dann Erfolge, wenn es sich bei dem Leiden des Akkus um Sulfatierung handelt. Alle anderen Defektarten kann Pulsen nicht beseitigen.

Dann sollte sich eine Kapazitätsprüfung anschließen, bei der aber sämtliche Zellen auf Spannungslage kontrolliert werden müssen, um zu verhindern, dass die schwächsten Zellen zum Ende hin ungesund tief in der Spannungslage absinken oder gar umpolen.

Man merkt, die Sache macht doch einige Arbeit. Die mach sich nach Möglichkeit dadurch begrenzt, indem man vor Beginn der Kur den Schrott der Einzelzellen aussortiert und gegen intakte ersetzt. Die so neu gebildete Batterie ist dann eine gute Ausgangsposition für eine weitere Pflege.

"Überholung" von Bleiakkus meint den Austausch von Platten, Separatoren und Elektrolyt. Hier wird also nur das Gehäuse wiederverwendet. Für uns Hobbybastler ist das leider kein gangbarer Weg.

Grüße, Tom

Spartaner117

Akku-Kennenlerner

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3

12.07.2016, 18:20

Hallo,

vielen Dank für die schnelle Antwort.

Ja, es sind Einzelzellen. Allerdings sind die alle nahezu identisch bzgl Ladezustand. Ich habe vorher gemessen und alle lagen zwischen 2,042 und 2,054V (modernes und genaues Benning-Multimeter, zwei Tage nach der letzten Ladung, nur eine Benutzung für eine viertel Stunde seither).
Ich trenne die Batterie auch immer per Notaus (Trennschalter) komplett vom Fahrzeug ab. Ob das die Vorbesitzer allerdings auch gemacht haben...?

Mit zurückgehen meinte ich, dass die Spannung gegenüber Leerlauf erstmal einbricht, wenn man die Batterie anschliesst. Dann steigt sie langsam an. Also wie erwartet und wohl auch normal nach deiner Beschreibung.

Kapazität ist doch nur 250Ah, ich habe da wohl etwas großzügig geschätzt^^ Also käme der Pulsar in Frage?

Kapazitätsprüfung:
Ich könnte das höchstens per Halogenlampen o.ä. machen und die Zellen dann zB alle Stunde auf Spannungslage kontrollieren. Reicht das aus? Aber wie gesagt, die Zellen liegen alle sehr nahe beieinander, nur unter Last konnte ich jetzt nicht messen, zu wenig freie Hände^^

Viele Grüße,

Marc

Tom

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4

12.07.2016, 20:29

Ja, wie ich schon schrieb, kann man den Power-Pulsar auch hierfür verwenden, wenn man vorher die Batterie ordentlich volllädt.

Halogenlampen sind als Entladelast ideal geeignet, da sie billig und dauerlastfähig sind. Darüber hinaus lassen sie sich beliebig zusammenschalten, so dass man fast jeden belieben Entladestrom damit abnehmen kann. Für Deine Batterie wäre es wichtig, eine einigermaßen praxistaugliche Last zu erzeugen, so etwa ab 40A. Das sind dann zwei mal jeweils 10 Stück parallel geschaltete 12V/50W-Halogen-Reflektorlampen, wobei die beiden 10er-Gruppen dann in Reihe geschaltet werden, um 24V zu erreichen. Die Dinger kosten ja mit einfachen Keramik-Steckfassungen fast nichts, wenn man sie nicht gerade im Baumarkt kauft. Damit teste ich meine Akkus schon seit Jahren.

Während der Entladung wird dann in regelmäßigen Intervallen die Spannung aller Einzelzellen gemessen und aufgeschrieben. So ermittelt man die defekten Zellen. Wäre natürlich schön, wenn die Zellen wirklich nur sulfatiert sind, dann kriegt man sie mit etwas Geduld in der Regel wieder flott.

Nochmal zum Spannungseinbruch nach dem Anschluss der Akkus an das Ladegerät: Das ergibt m.E. keinen Sinn. Die Leerlaufspannung eines Akkus geht nach Einschalten eines Ladestroms ja nicht runter, sondern sofort rauf ( U = I x R ).

Kann es sein, dass Dein Ladegerät die Batterie erst "vermisst" und dann erst nach einer kleinen Weile mit der Ladung beginnt?

Grüße, Tom

Spartaner117

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12.07.2016, 21:39

OK, dann werde ich mir wohl noch so nen Pulsar hertun müssen. Armer Tom :D

Aber nachdem die Kiste bei mir die meiste Zeit nur rumsteht, macht das sicher Sinn, denn so eine Batterie kostet ja doch "etwas" Geld

Ich meinte die Leerlaufspannung des Ladegeräts bzw das, was am Ladegerät angezeigt wird. Ohne Akku zB 14,4V, Akku dran, dann sinkt die am Netzgerät angezeigte Spannung auf die Spannung des Akkus

Tom

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12.07.2016, 22:48

Ich meinte die Leerlaufspannung des Ladegeräts bzw das, was am Ladegerät angezeigt wird. Ohne Akku zB 14,4V, Akku dran, dann sinkt die am Netzgerät angezeigte Spannung auf die Spannung des Akkus
Aaachsooo! Das liegt dann natürlich an der Strombegrenzung des Netzteils, welches die Spannung in dem Maße runter regelt, wie der Strom steigen würde.

Grüße, Tom

Spartaner117

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03.08.2016, 10:53

Nach längerer Standzeit (vom letzten Post bis heute) habe ich nochmal geprüft.
Die schwächste Zelle bricht unter starker Belastung (Hydraulikpumpe gegen gesperrtes Ventil) auf 1,860 Volt ein. Alle anderen liegen aber auch bei 1,87x
Spricht das dann für Sulfatierung?

Außerdem noch die Frage:
Mit welcher Spannung würde man das sogenannte "Aufkochen" (also sehr langes Laden mit kleinem Konstantstrom) durchführen?

Und würde bei Verwendung des Pulsars auch die Säure vor sich hin blubbern? Ich möchte den Pulsar so oder so kaufen, aber wenn mit dem Pulsar auch noch der beim oben erwähnten "Aufkochen" auftretende Säurenebel ausbleiben würde, wäre das noch ein gutes Argument extra für den Pulsar

Tom

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03.08.2016, 14:59

Ob die Zellenspannung 1,86 oder 1,87V beträgt dürfte auf Grund von nur 1/100stel Volt Unterschied wohl unerheblich sein. Da kann man weder von Sulfatierung, noch überhaupt von einem Problem sprechen.

Da der Power-Pulsar nur einen mittleren Ladestrom von 0,1A abgibt, kann man damit kaum Gasung erzeugen. Da löst sich bestenfalls mal so hin und wieder ein winziges Bläschen von den Platten und sucht nach Sonnenschein. Austretender "Säurenebel" kann damit sicher ausgeschlossen werden. :D

Grüße, Tom

Spartaner117

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03.08.2016, 16:38

Meinst du damit, dass die Batterie eigentlich tiptop ist? Ich dachte immer, die Spannung soll nicht unter 24V einbrechen?

Tom

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03.08.2016, 20:02

Ob die Batterie "tiptop" ist, kann ich so natürlich nicht beurteilen. Ich wollte nur feststellen, dass man nicht anhand von einer sich um ein hundertstel Volt unterscheidenden Zellenspannung gleich einen Defekt diagnostizieren kann. Die Aussagekräftigste Akkuprüfung ist in jedem Fall eine komplette Entladung nach vorheriger Voll-Ladung bei Protokollierung der entnommenen Kapazität. Wenn sich dann bei einem Entladestrom von C10 die volle Nennkapazität ergibt, ist der Akku ziemlich sicher "tiptop".

Grüße, Tom

Spartaner117

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03.08.2016, 21:19

Ah, ok, jetztet. Ich hatte mich noch auf deine erste Antwort bezogen, hinsichtlich der Möglichkeit, dass nur einzelne Zellen kaputt sein könnten. Ist das dann mit der Belastungsprüfung und Vermessung aller Zellen einzeln ausgeschlossen, oder?

Ich würde jetzt also so vorgehen bei dem Akku mit 12 Zellen und 250Ah:

1. Laden des Akkus mit dem originalen Stapler-Ladegerät (24V, 40A) bis zu dessen Abschaltung.
2. Dann nochmal Nachladen mit einem Labornetzgerät (welches ich vorher ohne angeschlossene Batterie auf 28,8V einstelle bei ca. 25°C konstant in der Werkstatt), bis nur noch minimaler Strom fliesst, um die Batterie wirklich randvoll zu machen. Bei welchem Stromfluß kann man das dann abschalten bzw als Voll werten?

3. Dann mit Halogenlampen o.ä. eine Entladung durchführen mit ca. 25A Entladestrom (0,1C, 10C wäre vermutlich etwas viel?)
Laufen lassen, bis die ersten Zellen um 1,75V stehen, richtig? Zeit mal Strom gibt Kapazität.

4. Dann nochmal voll laden mit Stapler-Ladegerät
5. 3-4 Wochen Pulsen mit dem Pulsar
6. Danach nochmal mit einem Labornetzgerät vollpumpen (wieder ohne angeschlossene Batterie auf 28,8V eingestellt bei ca. 25°C konstant in der Werkstatt), auch wieder bis nur noch minimaler Strom fliesst, um die Batterie wirklich randvoll zu machen.
7. Dann erneuter Entladetest wie oben.

Ist das soweit richtig?

Tom

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03.08.2016, 21:57

Genau. :)

C10 entspricht C/10, also 0,1C.

Grüße, Tom

Ewald

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04.08.2016, 21:08

Nach meinen persönlichen Erfahrungen mit eher zarten neuwertigen Bleiakkus kann ich nur mit moderateren Entladeströmen von C/20, annähernd die Nennkapazit bei einer Entladeschlußspannung von 1,8 Volt pro Zelle ausschöpfen. Einen guten WP18-12 AGM Akku von Kung Long, konnte ich mit C40 sogar deutlich über seine offizielle Nennkapazität entladen.



Um die Entladeschaltung des abgebildeten Imax B6 nicht zu überlasten, liegt bei 12 Volt Betriebsspannung auch dessen natürliche Grenze bei max. 0,5 Ampere Entladestrom.

Bei meinem Arbeitgeber wurden die teuren Traktionsbatterien von sämtlichen Gabelstaplern und Ameisen leider schon mehrmals gnadenlos tiefentladen. An den schon schwer geschädigten 24 Einzelzellen (48 Volt 560 Ah) eines 9 Jahre alten Staplers von Jungheinrich, führte ich im Frühjahr an einer wassergekühlten elektronischen Last eine kontrollierte Entladung mit 20 Ampere Konstantstrom (ca. 960 Watt) durch. Nach nur knapp 4 Stunden und ungefähr 4 Kwh verheizter elektrischer Energie, sanken beinahe zeitgleich zwei Zellen unter 1,6 Volt ab. Nur wenige Minuten später war die gewählte Entladeschlußspannung von 43,2 Volt (durchschnittlich 1,8 Volt pro Zelle) erreicht, worauf ich die Last abschaltete. Obwohl diese Akkus im wesentlichen ihr Ablaufdatum erreicht habe, wird der Stapler noch täglich in der Halle benützt.

Früher wurde je nach Nutzung nur alle zwei bis vier Wochen geladen, aber mittlerweile muss er schon mehrmal wöchentlich zum Ladegerät, welches dummerweise auch schon nach durchschnittlich zwei Stunden wieder automatisch abschaltet. Mit max. 2,45 Volt Konstantspannung pro Zelle und niedrigen Ladeströmen weiterzuladen, könnte ich wahrscheinlich noch bis zu 30% mehr Ladung in die Akkus drücken. Allerdings steigt dann aufgrund gröberer Kristallbildung möglicherweise auch die Gefahr, dass der Innenwiderstand schleichend noch hochohmiger wird. Bleiakkus für zyklische Einsatzbedingungen sind leider nicht ganz so pflegeleicht, wie Standby Stromversorgungen und KFZ Starterbatterien.

PS: Bei höheren Betriebsspannungen und Lasten > 20 Ampere, sind Glühlampen zum Entladen eine sehr gute Wahl. Vor allem braucht man sich damit auch nicht so viele Gedanken, um deren ausreichende Kühlung zu machen.

Spartaner117

Akku-Kennenlerner

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14

23.09.2016, 10:51

So ähnlich habe ich es jetzt auch gemacht...

Junsi 4010 Duo Modellbauladegerät. Dieses Gerät habe ich deswegen gewählt, weil ich dort vollautomatisch von Ausgang 1 (Batterie) zu Ausgang 2 (24V-Lampen-Array) entladen lassen kann, und bei Erreichen der Ladeschlußspannung automatisch auf Laden an Ausgang 1 umschalten lassen kann. Das ergab mit meiner Batterie nach Volladung mit dem mitgelieferten Ladegerät und Entladung am Junsi eine Kapazität K20 von 220Ah (von 240Ah Sollkapazität), ich kann also nicht meckern und werde damit (leider für den Admin^^) auch keinen Pulsar benötigen.

Leider hat sich damit herausgestellt, dass das "Schwächeln" nicht an der Batterie lag. Daraufhin habe ich mit mehreren markenbezogenen Staplermonteuren gesprochen und leider erfahren, dass diese Ameise schon immer etwas schwach auf der Brust war bzgl Drehmoment, weil als Plattformfahrzeug mehr Wert auf die Endgeschwindigkeit gelegt wurde als auf die Steigungsbewältigung.

Heisst für mich jetzt, ich werde schauen, ob ich an der Übersetzung was basteln kann.

Ewald

Akku-Meister

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15

26.09.2016, 21:13

Ameisen und Gabelstapler bei meinem Arbeitgeber, werden nur in der völlig geraden Werkshalle und zu Parkplätzen bewegt. Allerdings äußern sich die Probleme der schwächelnden Traktionsbatterien, überwiegend beim hydraulischen heben von Lasten >300 Kg.

PS: Wer eher kleinere Bleiakkus bis max. 15 Zellen mit max. 60 Watt prottokolliert enladen will, bekommt sogar "für kleines Geld" ganz brauchbare Konstantstrom Entlader.