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hgebauer

Akku-Meister

  • »hgebauer« ist der Autor dieses Themas

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1

18.11.2014, 19:17

Was ist das: Zyklisch oder "stand by use"?

Hallo Tom.
In einem Fachbuch (zum Thema Elektrische Bootsantriebe) finden sich folgende
Aussagen zu Bleibatterien:
1. "Von Zeit zu Zeit müssen alle Bleibatterien ein Gasladung erfahren um wieder vollständig aufgeladen zu sein".
2. "Viele Versuche....haben gezeigt, daß Schnelladung sogar die Brauchbarkeitsdauer einer Batterie deutlich verlängert" Und weiterhin...haben gezeigt, daß Schnelladung einen sehr positiven Effekt auf die Lebenserwartung von Akkumulatoren hat". (Unter "Schnelladung" versteht der Autor Ladestöme von 1C in der Hauptladungsphase).
3. "Es ist eine alte Erfahrung, dass diejenigen Batterien eine besonders gute Performance aufweisen, die regelmäßig und viel benutzt werden. Eine Batterie, die nur alle paar Wochen entladen wird, altert merklich schneller, als eine die täglich "ran" muß.
4. "Frisch geladen ist einfach besser. Schon nach wenigen Zyklen werden Sie feststellen. daß eine soeben schnell geladene Batterie "knackiger" ist, als wenn der Ladevorgang schon einige Tage zurückliegt. Durch das Laden mit hohem Strom wird die aktive Masse schneller gebildet. Sie nimmt dadurch ein größere Oberfläche ein".
Kannst Du diese Aussagen bestätigen?
Der Hintergrund: Wir planen für unseren Segelclub ein Boot mit Elektroantrieb auszurüsten, das nur alle paar Wochen zum Einsatz kommt (Und das logischerweise auch nur im Sommerhalbjahr). Ist das nun zyklischer Betrieb oder "stand by use"? Wie sollen wir die Batterien laden (immerhin 4 x 100 Ah in Reihe) und mit welcher Lebensdauer können wir rechnen?
Beste Grüße
Helmut

Bandit1973

Akku-Meister

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2

18.11.2014, 19:49

Hallo Tom.
In einem Fachbuch (zum Thema Elektrische Bootsantriebe) finden sich folgende
Aussagen zu Bleibatterien:
1. "Von Zeit zu Zeit müssen alle Bleibatterien ein Gasladung erfahren um wieder vollständig aufgeladen zu sein".
Na, ich denke damit wird versucht Säureschichtung zu verhindern...also nicht ganz falsch
Bei AGM oder Gel Akkus allerdings unnötig und Kontraproduktiv

2. "Viele Versuche....haben gezeigt, daß Schnelladung sogar die Brauchbarkeitsdauer einer Batterie deutlich verlängert" Und weiterhin...haben gezeigt, daß Schnelladung einen sehr positiven Effekt auf die Lebenserwartung von Akkumulatoren hat". (Unter "Schnelladung" versteht der Autor Ladestöme von 1C in der Hauptladungsphase).
Unter "Schnelladung" versteh ich auch mehr als 1C, wenn dabei die Gasungsspannung nicht überschritten wird. leider braucht es dazu sehr Potente Ladegeräte
in deinem Fall 100A und mehr bei 57V!!!!!!!!!!

3. "Es ist eine alte Erfahrung, dass diejenigen Batterien eine besonders gute Performance aufweisen, die regelmäßig und viel benutzt werden. Eine Batterie, die nur alle paar Wochen entladen wird, altert merklich schneller, als eine die täglich "ran" muß.
Aber nur wenn sie sofort wieder geladen wird ;-)

4. "Frisch geladen ist einfach besser. Schon nach wenigen Zyklen werden Sie feststellen. daß eine soeben schnell geladene Batterie "knackiger" ist, als wenn der Ladevorgang schon einige Tage zurückliegt. Durch das Laden mit hohem Strom wird die aktive Masse schneller gebildet. Sie nimmt dadurch ein größere Oberfläche ein".
Logisch... Frisch geladen = Oberflächenspannung, vor einiger Zeit geladen = Selbstentladung

Kannst Du diese Aussagen bestätigen?
Der Hintergrund: Wir planen für unseren Segelclub ein Boot mit Elektroantrieb auszurüsten, das nur alle paar Wochen zum Einsatz kommt (Und das logischerweise auch nur im Sommerhalbjahr). Ist das nun zyklischer Betrieb oder "stand by use"? Wie sollen wir die Batterien laden (immerhin 4 x 100 Ah in Reihe) und mit welcher Lebensdauer können wir rechnen?
Beste Grüße
Helmut
in einem Elektroboot wird IMMER Zyklische Entladung gegeben sein...
Also drauf achten WELCHE Akkus ihr de reinstellt!!!
Ist es möglich, die Akkus während der Nichtbenutzung Solar zu puffern?
am ende der Saison dann Volladen, kurzzeitig hoch belasten, und dann in eine kühle Ecke stellen bis zum nächsten Frühling.....

Tom

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3

18.11.2014, 20:26

Hallo,

ich antworte mal den Punkten entsprechend:

zu 1.: "Gasladungen" werden heute nur noch zur Durchmischung des Elektrolyten, also zur Aufhebung der Säureschichtung bei Akkus mit flüssigem Elektrolyten durchgeführt. In früheren Jahren, als noch flächendeckend Antimon als Härtungszusatz bei der Bleilegierung verwendet wurde, hat man oft Ladespannungen oberhalb der Gasungsschwelle angewendet, um Bleiakkus richtig voll zu laden. Das wird heute aber kaum noch gemacht, bzw. die Gasungsschwelle liegt heute meist deutlich über 14,8V (bei sechszelligen 12V-Akkus). Es ist aber auf jeden Fall sinnvoll, Bleiakkus regelmäßig uch mal mit etwas höherer Ladespannung als normal zu laden, um Sulfatierung abzubauen. Bis in die Gasung sollte das aber nicht reichen, denn dann überwiegen doch schnell die Nachteile.

zu 2.: Hohe Ladeströme bewirken in der Tat die Bildung feinerer und damit reaktiverer Kristallstrukturen. Der Innenwiderstand sinkt dadurch und die Neigung zur Sulfatierung wird gemindert.

zu 3.: Naja, das sehe ich nicht so. Wenn ein Bleiakku gut aufgeladen und kühl gelagert wird, kann er sehr alt werden. Jede Ladungsänderung ist für den Akku hauptsächlichen mit mechanischem(!) Stress verbunden und kostet daher Lebensdauer. Aus diesem Grund sind sogenannte "Akku-Jogger" auch der größte Blödsinn. Dieser Glaube, dass "Benutzung" einem Akku gut tut, dürfte aus Beobachtungen von NiCd-Akkus herrühren, die längeren Stillstand in der Tat schnell mit Leistungsabfall quittiert haben. Aber das ist ein völlig anderes Thema.

zu 4.: Ja, das stimmt.

Der beschriebene Fall beschreibt einen Mischbetrieb, teils Stand-By, teils zyklisch. Darauf muss bei der Aufladung geachtet werden: Eine lang anhaltende Ladung darf nur bei deutlich verringerter Ladespannung erfolgen, jedoch muss nach einer starken Entladung mit hoher Ladespannung geladen werden, um das Bleisulfat wieder schnell und vollständig aufzulösen. Die Lebensdauer hängt stark von der jeweiligen Entladetiefe und dem einhalten der soeben genannten Ladebedingungen ab. Ohne nähere Daten zur Benutzung kann die Lebensdauer aber nicht ansatzweise geschätzt werden.

Im Elektroauto haben sich Bleiakkus im Vergleich zu anderen Akkutechnologien leider als unterlegen erwiesen, denn die Zyklen sind meist zu tief und optimale Betriebsbedingungen für Bleiakkus (umgehende und starke Wiederaufladung) nur schwer zu realisieren. Wenn es das Budget hergibt, empfehle ich hier eher NiCd- oder Lithium-Akkus.

Grüße, Tom

hgebauer

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4

30.11.2014, 20:52

Hallo Tom, hallo "Bandit".
Erst mal herzlichen Dank für Eure Ausführungen. Das hilft schon mal eine Menge weiter.
Zum Einsatzprofil der Akkus mache ich noch folgende Angaben:
1. Jährlich 12 Entladungen aber nur bis auf 80% der Nennkapazität (also 20% Entnahme). Ausnahmsweise auch mal bis auf 60%.
2. I. d. R. kommt die Batterie nach einem Einsatz (der sich über den ganzen Tag hinzieht) mit dem Boot aus dem Wasser und dann innerhalb einer Stunde ans Ladegerät, ausnahmsweise auch mal erst nach 20 Stunden.
3. Entladungen nur im Sommerhalbjahr.
4. Zum Aufladen steht ganzjährig "Landstrom" zur Verfügung (Boot liegt außerhalb der Einsätze an Land).
5. Zum Wiederaufladen stehen mindestens 14 Stunden zur Verfügung meist aber Wochen.
6. Das Boot überwintert im Freien; die Batterie soll dabei eingebaut bleiben: Also Temperaturen bis zu -25°C.
7. Das Ladegerät kann permanent in Betrieb bleiben. Der Strom ist immer da.
8. Hohes Gewicht der Batterien (100 bis 150 kg) ist nicht schädlich. (Im Gegenteil, ist wegen des Bootstrimms eher erwünscht).

Wir haben vor, die Batterien permanent an einem Ladegerät zu lassen, das nach Volladung auf Erhaltensladung umschaltet. Ladegerät so dimensioniert, daß die Hauptladung mit etwa 0,2 C erfolgt. Für die "Einwinterung" haben wir keine besonderen Aktionen vorgesehen. Arbeitsablauf also: Nach dem Anlanden das Ladegerät einstecken. Auch über den Winter dran lassen. Wenn Nassbatterien, dann ein mal im Jahr Aqua dest. nachfüllen. Sonst nichts!
Gäbe es eine bessere praktikable Strategie?
Bei dieser moderaten Beanspruchung der Batterien ist uns ist auch nicht klar ob sich der Mehrpreis für AGM- oder gar Gel-Batterien rechnet. (Der von Li-Akkus rechnet sich sicher nicht). (Wenn die Prospektangaben für Naßbatterien stimmen und sie 200 Zyklen machen, leben sie 17 Jahre, hihi).
Fragen an "Bandit":
Warum Solar, wenn Strom zur Verfügung steht? Vorteil?
Warum am Ende der Saison nach Volladung noch mal kurz hoch belasten? Warum das? Die Akkus sind dann doch nicht mehr voll geladen, was ja für die Wintereinlagerung schädlich sein soll.

Beste Grüße
Helmut

Tom

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5

30.11.2014, 21:16

Klingt doch gut. Allerdings muss man aufpassen, dass der dauerhaft angeschlossene Lader einerseits mit ausreichend hoher Spannung lädt und andererseits bei Dauerversorgung die Akkus nicht überlädt. Das ist ein Anwendungsspagat, den nicht jeder Lader beherrscht.

Ob man AGM, Gel- oder Nass-Batterien nimmt, ist ziemlich egal. Nur eben keine Starterbatterien verwenden, die sind hierfür denkbar ungeeignet.

Grüße, Tom

hgebauer

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6

30.11.2014, 22:06

Hm, welche Dauerspannung würdest Du wählen? Hatte an Deinen Power-Lader gedacht. Den gibts ja lt. Datenblatt auch als PB 1000-48. Da ist aber die "float-charge-voltage" mit 13,8 V bzw. 55,2 V etwas hoch. Sonst ideales Gerät.
Keine Starter-Batterien ist eh klar.

Tom

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7

30.11.2014, 22:23

Der große Power-Lader scheint mir hier eher nicht so geeignet zu sein, da er keine dauerhafte Erhaltensladung beherrscht. Der kleine 10A-Lader kann das viel besser. Die Dauerladespannung sollte - soweit bei der Erhaltensladung eine Dauerladespannung auf den Akku gegeben wird - 13,5V nicht überschreiten.

Grüße, Tom

hgebauer

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8

01.12.2014, 08:47

Hm, jetzt bin ich aber verunsichert: Im Datenblatt des Powerladers steht doch ausdrücklich "Float" (= Erhaltensladung). Was macht das Gerät nun wirklich?
Zum BC-1210: Was macht der nun genau, wenn nach Unterschreiten von 13,0 V wieder geladen wird? Welche Spannung wird da angelegt? Frage nur interessehalber, denn den 1210 können wir eh nicht nehmen, weil wir ja ein 48 V-System haben.
Aber wichtig war mir Deine Aussage, daß eine Dauerladespannung 13,5 V (= 54 Volt bei 4 in Reihe) nicht überschreiten sollte. Danke.

Beste Grüße
Helmut

Tom

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9

01.12.2014, 15:07

"Tom's Powerlader 1kW" ist ein Gerät, dass ich frech aus Taiwan zukaufe. Mitgeliefert wird eine englische Bedienungsanleitung. Herrje, was habe ich schon für Nachfragen nach deutschen Anleitungen oder Erklärungen bekommen, wie die diversen Ladeprogramme bei dem Ding genau arbeiten. Ich wollte die englische Anleitung sogar schon mal eindeutschen. Weil der Verkaufserlös bei dem Gerät im Verhältnis zum Preis aber lächerlich gering ist und sich die Anleitung dann vermutlich auch noch bei meinen Wettbewerbern wiederfindet, hab ich's dann doch lieber gelassen. -|-

Es scheitert auch schon an der nötigen Forschung, was die Kiste beim Laden in den verschiedenen Programmen überhaupt tut. Der Hersteller konnte mir da jedenfalls außerhalb der englischen Anleitung nicht weiterhelfen. Soweit ich das beobachten konnte, beendet der Lader die Ladung nach getaner Arbeit, was einer längeren Ladungserhaltung natürlich zuwiderläuft. Außerdem braust ständig der Lüfter, was einem Dauerbetrieb auch nicht gerade entgegenkommt.

Was er am besten kann ist Laden und das tut er mit Freude und mächtig hohem Strom.

Der kleine BC-12120 arbeitet so, dass er mit 14,2V lädt, oder gar nicht. D.h., er beendet die Ladung wenn der Ladestrom eine bestimmte Grenze unterschreitet. Sinkt die Akkuspannung dann unter 12,8 - 13V, schaltet er wieder 14,2V auf den Akku, bis der Mindestladestrom wieder unterschritten wird. Und so weiter, und so fort... Das funktioniert erstaunlich gut. Da ein voll geladener Akku kaum noch Strom aufnimmt, sind die intervallmäßigen 14,2V-Phasen sehr kurz und stören nicht. Die Akkuspannung sinkt dann immer sehr schnell auf Werte unter 13,5V, braucht aber deutlich länger, um auf weniger als 13V abzusinken, bevor der Lader wieder kurz einschaltet.

Grüße, Tom

Bandit1973

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10

02.12.2014, 08:35

Hmm.... für diesen, doch sehr "Speziellen" Anwendungsbereich,
würd ich mich mal in Batterie und Ladetechnik für Gabelstapler, Hubwagen, Kehrmaschinen, etc.... einlesen....

da gehts auch um Traktionsbatterien jenseits von 12V, möglichst DeepCycle-Fähig, und deren schnelle und vollständige Aufladung!!!
Und Haltbar sollten die auch sein, da keine Firma alle paar Wochen Stillstand wegen defekter Batterien haben möchte!!!

Bandit1973

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11

02.12.2014, 08:42


Fragen an "Bandit":
Warum Solar, wenn Strom zur Verfügung steht? Vorteil?
Warum am Ende der Saison nach Volladung noch mal kurz hoch belasten? Warum das? Die Akkus sind dann doch nicht mehr voll geladen, was ja für die Wintereinlagerung schädlich sein soll.

Sorry, hab das ganz überlesen.....
Nunja, Solarenergie erscheint nicht auf der Stromrechnung, und zur reinen Erhaltungsladung, reichen kleine Paneele.

Die kurzzeitige Hochstrombelastung wurde hier schon öfter erklärt.
Dadurch bilden sich viele kleine Sulfatkristalle, anstelle einiger weniger grosser.
Diese können im Frühling relativ einfach durch Volladung der Batterie wieder abgebaut werden.
d.H. über den Winter brauchst GAR KEINE Erhaltung, nur einen kühlen Platz für die Batterie.
Und der ist bei Überwinterung im Freien ja gegeben :D :D

LG: Roman

hgebauer

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12

03.12.2014, 18:17

Hallo Roman, hallo Tom.
Hmm.... für diesen, doch sehr "Speziellen" Anwendungsbereich,
würd ich mich mal in Batterie und Ladetechnik für Gabelstapler, Hubwagen, Kehrmaschinen, etc.... einlesen...
Genau das ist ja nicht unser Anwendungsprofil. Wir haben eben nicht tägliche Entladungen ( nur 12 pro Saison!) und nur ausnahmsweise etwas tiefere (auf 60%) Entladungen, sonst nur auf 80%. Übereinstimmend mit der Belastung bei Traktionsanwendungen sind aber kurze Belastungen mit hohen Strömen (für einige Minuten bis 1 C).
Auch aus wirtschaftlichen Gründen werden wir keine (sündteure) Traktionsbatterie nehmen, sondern eher eine (günstige) Verbraucherbatterie oder gar eine Starterbatterie. Auch wenn die dann ein Jahr früher ihr Leben aushaucht ist das immer noch günstiger. Nur einen überraschenden Ausfall können wir nicht brauchen.
Tom hat hier mal was geschrieben, daß es auch Batterietypen gibt, die ein Kompromiß zwischen Zyklenfestigkeit und hoher Strombelastbarkeit sind. (Finde leider den Beitrag nicht mehr).Ich denke das könnte das Richtige für uns sein. Toms Wissen ist gefragt!

Den Einsatz stelle ich mir unter Berücksichtigung Eurer Empfehlungen so vor:
Sommerbetrieb - Ständig am Ladegerät angeschlossen lassen, bzw. das Ladegerät nach jedem Einsatz sofort wieder an das Stromnetz anstecken (IU0U-Ladegerät mit einer niedrigen Erhaltensladungsspannung, unter 4 x 13,5 Volt)
Einwintern (im Nov.) - Kurzzeitige hohe Strombelastung, dann Ladegerät und alle Verbraucher abtrennen (Batteriehauptschalter aus)..
Winter (bis März) - Batterie abgetrennt im Boot lassen (bis - 25 °C möglich), sonst nichts.
Saisonbeginn - Ruhespannung prüfen (war die Selbstentladung nenneswert?), Säurestand prüfen, Ladegerät anschalten.

Hintergrund ist auch, daß das "Personal" eine möglichst einfache Handlungsanweisung (Merkblatt) erhalten soll.

Das wäre eine bequeme Strategie, aber erreicht die Batterie dabei auch ihre maximal mögliche Lebendauer?

Beste Grüße
Helmut

Tom

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13

03.12.2014, 18:33

Klingt alles plausibel und machbar. Ich bin mir eigentlich sicher, dass es so optimal ist.

Zu diesen Hybrid-Batterien: Das sind Starterbatterien in AGM-Technik, die können beides ganz gut, also hohe Ströme abgeben und zyklische Lasten ertragen. Ich müsste jetzt selbst recherchieren welche Typen das genau sind, aber die gibt's eigentlich von alle großen Batterieherstellern. Ich sag aber mal so: Billig sind die nicht! Insofern denke ich auch nicht, dass sich die für Euch lohnen würden. Dann lieber die billigsten Starterbatterien kaufen, die man bekommen kann, möglichst große Kapazitäten auswählen und die dann nach einem Jahr, wenn nötig, austauschen. Ich hatte mal 12V/100Ah von Banner, die Starting-Bull-Typen, die kosteten rund 100,- Euro. Die Varta Silver Dynamic AGM 12V/95Ah kostet dagegen 250,- Euro. Schwer zu sagen, welche von den beiden nach 5 Jahren wirtschaftlich günstiger ist: Zwei AGM, oder fünf normale.

Grüße, Tom

hgebauer

Akku-Meister

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14

09.12.2014, 12:17

Hallo Roman.
Du hast geschrieben:

Die kurzzeitige Hochstrombelastung wurde hier schon öfter erklärt.
Dadurch bilden sich viele kleine Sulfatkristalle, anstelle einiger weniger grosser.
Diese können im Frühling relativ einfach durch Volladung der Batterie wieder abgebaut werden.
d.H. über den Winter brauchst GAR KEINE Erhaltung, nur einen kühlen Platz für die Batterie.
Und der ist bei Überwinterung im Freien ja gegeben :D :D

LG: Roman
Wie solle diese "Hochstrombelastung" erfahrungsgemäß sein? Welcher Strom und wie lange?

Herzlichen Dank für die vielen Hinweise (auch an Tom).

Helmut

Bandit1973

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15

09.12.2014, 20:35

"erfahrungsgemäss" kann man da nix sagen, ich würd mal "Schätzen"....
1C-2C etwa 5-10sec......

Man will ja nicht den Ladezustand runterziehen, sondern eben nur Kristallisationskeime legen, und zwar möglichst viele kleine....

Torsten

Akku-Meister

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16

18.11.2019, 22:18

zu 1.: "Gasladungen" werden heute nur noch zur Durchmischung des Elektrolyten, also zur Aufhebung der Säureschichtung bei Akkus mit flüssigem Elektrolyten durchgeführt. In früheren Jahren, als noch flächendeckend Antimon als Härtungszusatz bei der Bleilegierung verwendet wurde, hat man oft Ladespannungen oberhalb der Gasungsschwelle angewendet, um Bleiakkus richtig voll zu laden. Das wird heute aber kaum noch gemacht, bzw. die Gasungsschwelle liegt heute meist deutlich über 14,8V (bei sechszelligen 12V-Akkus). Es ist aber auf jeden Fall sinnvoll, Bleiakkus regelmäßig uch mal mit etwas höherer Ladespannung als normal zu laden, um Sulfatierung abzubauen. Bis in die Gasung sollte das aber nicht reichen, denn dann überwiegen doch schnell die Nachteile.

Hallo,
das ist mal wieder so eine Frage zum ansammeln von Wissen: Von welchen Jahren reden wir, wenn wir vom flächendeckenden Antimon-Härtungszusatz bei Bleilegierungen sprechen? Gibt es heutzutage überhaupt noch Batterien mit Antimon? Wenn ja, wo trifft man derlei Kandidaten an - wohl nicht mehr bei dem Gros der handelsüblichen Starterbatterien oder?
Grüße

Tom

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17

19.11.2019, 11:44

Hallo,

das ist mal wieder so eine Frage zum ansammeln von Wissen: Von welchen Jahren reden wir, wenn wir vom flächendeckenden Antimon-Härtungszusatz bei Bleilegierungen sprechen? Gibt es heutzutage überhaupt noch Batterien mit Antimon? Wenn ja, wo trifft man derlei Kandidaten an - wohl nicht mehr bei dem Gros der handelsüblichen Starterbatterien oder?

Grüße

Hallo,

das ist eine gute Frage, leider kaum zu beantworten, wenn man über keine besonderen Interna der Batterieherstellern verfügt. Ich kann dazu jedenfalls keine belastbaren Angaben machen, außer der, dass im Laufe "der letzten Jahrzehnte" Antimon als Blei-Härtungszusatz zunehmend durch Kalzium ersetzt wurde. Bei welchen Batterien das in welchem Maße der Fall ist und seit wann, weiß ich leider auch nicht. Es dürfte in der praktischen Anwendung aber auch keine besondere Rolle spielen.

Grüße, Tom