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EMV Guru

Akku-Versteher

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21

12.11.2014, 23:24

Strommessung Power-Pulsar

Guten Abend Tom,

habe ich bei meiner Betrachtung etwas übersehen oder ist mir ein Denkfehler unterlaufen? Eine überschlägige Einschätzung finde ich sinnvoll, allein schon zur Plausibilisierung des zu erwartenden Meßergebnisses.

Aber o.k. überredet, werde nächste Woche mal mit einer aktiven Stromzange nachmessen.

Gruß

Carsten

EMV Guru

Akku-Versteher

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22

13.11.2014, 07:20

Strommessung

Hallo Tom,

ist nur der Strom oder auch die Spannung interessant? Vermutlich ist der Strom der entscheidende Faktor für die Wirksamheit. In welchen Größenordnungen liegt eigentlich die Kapazität (in Farad) einer Autobatterie?

Gruß

Carsten

Tom

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23

13.11.2014, 08:52

Zunächst mal geht es um die maximale Strom-Impulsspitze. Die Spannung ist ja leicht mit einem Oszilloskop zu messen, beim Strom wird's schon schwieriger. Ich hatte seinerzeit über ein 1cm kurzes gerades Stück 6mm²-Kupferdraht als Shunt gemessen. Ein solcher Shunt scheint mir hinreichend impedanz- und Induktionsarm zu sein, um so eine Messung durchzuführen. Bei Stromspitzen über 300A ist auch die zu messende Spannung ausreichend groß.

Kann man die elektrostatische Kapazität eines chemischen Stromspeichers überhaupt messen? :?:

Grüße, Tom

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24

16.11.2014, 10:32

elektrostatische Kapazität eines chemischen Stromspeichers

Hallo Tom,

es gibt so weit ich weiß Methoden die Kapazität über eine Impedanzmessung zu ermitteln. Eine einfachere Möglichkeit wäre die Kapazität einer ungefüllten, bzw. mit destiliertem Wasser gefüllten Batterie zu messen. Allerdings weiß ich nicht wie stark die Dielektrizitätszahl Epsilon r von Schwefelsäure sich von der von destiliertem Wasser unterscheidet. Wenn man die Zahl der Platten und deren Abstände kennt läßt sich der Kapazitätswert überschägig ausrechnen. Ich schätze jedoch, daß die Kapazität einer Batterie erst bei relativ hohen Frequenzen im zweistelligen MHz Bereich zum tragen kommt. Dies hat zur Folge, daß bei steilen Pulsflanken und hohen Pulsfrequenzen der Strom ein teil des Stromes als Blindstrom durch die Kapazität des "Bleiplattenkondensators" fließt also der Desulfatierung nicht zu gute kommt.

Ich werde mal nach HF Simulationsmodellen suchen.

Gruß

Carsten

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25

16.11.2014, 10:54

Wann ist Ladeschluß, gibt es in der Lade Spannung/Zeit Kurve charakteristische Merkmale?

Hallo Tom,

ich sammle erste Erfahrungen mit Deinem Pulser.

Akku: Varta Blue 45Ah, Alter unbekannt

Der Akku wurde vor im Frühjahr einige Tage tiefentladen (vergessene Innenbeleuchtung). Danach drehte der Anlasser nicht mehr so stark und ich vermute, daß der Anlasser bei frostigen Temperaturen meinen Punto nicht mehr starten wird.

Ich habe den Akku zunächst nach Deiner Anleitung voll geladen und dann den Pulser angeschlossen. Von Anfang an leuchtete nur die grüne LED und die Spannung stieg von 13,47V täglich linear um ca. 200mV an. Nach über drei Tagen liegt die Spannung nun bei 14,3V. Wie lang sollte ich den Akku noch weiter laden? Gibt es in der Ladekurve am Ladeschluß (vollständige Sulfatauflösung) irgendwelche charakteristischen Knicke?

Gruß

Carsten

Tom

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26

16.11.2014, 12:18

Leider nicht. Je nach vorherigem Sulfatierungsgrad, Kapazität und Selbstentladerate des Akkus muss man die nötige Zeit für die Desulfatierung abschätzen. Die Klemmenspannung gibt dabei zumindest bzgl. der letzten beiden Parameter gute Hinweise. Wenn die Klemmenspannung über 14V liegt, ist der Akku zumindest voll geladen und seine Selbstentladerate überschreitet nicht den effektiven Ladestrom des Power-Pulsars. Soweit ist also alles im grünen Bereich.

Nun geht es also noch um die Abschätzung, wie lange man dem Akku die 14,xV zumuten kann, ohne dass negative Nebenwirkungen (Zellenkorrosion, Gasung) den gewünschten Desulfatierungserfolg überwiegen. Durch die ausschließliche Ladung mit extrem kurzen Impulsen kann man bei Temperaturen bis max. 20°C Bleiakkus durchaus RMS-Klemmenspannungen bis zu 14,8V über einen Zeitraum von mehreren Wochen zumuten, und zwar unabhängig davon, ob es sich um welche mit flüssigem oder wie auch immer gebundenem Elektrolyten handelt. Die Gasung kann wegen des geringen effektiven Ladestroms des Power-Pulsars (~100mA) selbst innerhalb dieses langen Zeitraums kaum Wasser zersetzen. Dafür reicht die übertragene Energiemenge einfach nicht aus. Auch wird sich der Akku, anders als mit normalen Ladegeräten, wegen der geringen zugeführten Energiemenge nicht erhitzen. Auch deshalb bleibt die Belastung des Akkus während einer mehrere Wochen andauernden "Überladung" sehr gering. So ist es also durchaus möglich und sinnvoll, den Akku über vier Wochen ohne jede Gefahr von schädlichen Einwirkungen am Power-Pulsar angeschlossen zu lassen. Akkus bis zu 120Ah sind innerhalb dieser Zeit in jedem Fall völlig desulfatiert. Bei größeren Blöcken oder der Zusammenschaltung mehrerer Akkus sind aber auch längere Einwirkungszeiten problemlos möglich.

Die drei LEDs geben nur die ungefähre Höhe der Impulsspannung wieder. Soweit ein Akku nicht so stark sulfatiert ist, dass er schon fast als taub zu bezeichnen wäre, wird unabhängig vom Sulfatierungsgrad immer die grüne LED leuchten. Allerdings kommt es öfter vor, dass völlig desulfatierte Akkus die Impulsspannung wieder stark ansteigen lassen, so dass dann zum Ende hin die gelbe LED leuchtete. Dieser Anstieg ist ein starker Hinweis auf das fast völlige Fehlen von Kristallisationskeimen. Dieses Phänomen tritt jedoch erstaunlicherweise nicht bei jedem Akku auf.

Grüße, Tom

EMV Guru

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27

17.11.2014, 22:05

Ladespannung schwankt

Hallo Tom,

ich habe seit heute früh einen anderen zuvor nach Deinen Anweisungen voll geladenen Akku Panasonic LC-RC1217p an den Pulsar angeschlossen und beobachte, daß die Spannung nicht nur steigt sondern innerhalb einer Stunde um 50 bis 100mV fällt um danach wieder anzusteigen. Kennst Du diesen Effekt?

Dieser Akku hat übrigens ein erstaunliches Alter von 14 Jahren, trotz keiner besonders fürsorglichen Behandlung. Ich benutze diesen Akku in meinem Motorrad BMW R100G/S. Der Originalakku hat 25Ah, der Panasonic Akku ist also unterdimensioniert. Ich habe den Akku im Winter nie ausgebaut. Im Frühjahr sprang das Motorrad in den ersten Jahren ohne zusätzliche Ladung an, in den letzten Jahren mußte ich im Frühjahr nachladen. Kannst Du Dir erklären wie ein Akku trotz schlechter Behandlung so lange hält? Mir fällt lediglich ein, daß der Akku für seine Kapazität mit einem sehr hohen Anlasserstrom belastet wird, was wie ich von Dir gelernt habe zu der Bildung feiner Kristallstrukturen sorgt.

Mal schauen wie es dem Akku nach der Pulsar Anwendung gehen wird.

Gruß

Carsten

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EMV Guru

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28

19.11.2014, 06:25

Maximale Klemmspannung 14,8V

Durch die ausschließliche Ladung mit extrem kurzen Impulsen kann man bei Temperaturen bis max. 20°C Bleiakkus durchaus RMS-Klemmenspannungen bis zu 14,8V über einen Zeitraum von mehreren Wochen zumuten,
Hallo Tom,

heißt das, daß RMS Klemmspannungen über 14,8V vermieden werden sollen? Mein 18Ah Panasonic Gelakku liegt nach zwei Tagen Bepulsung schon bei 14,63V Klemmspannung.

Gruß

Carsten

Tom

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29

19.11.2014, 09:23

Keine Angst: Viel höher wird die Klemmenspannung kaum ansteigen. Falls doch bringt eine längere Bepulsung intakter Akkus nichts mehr und sollte beendet werden.

Dass die Klemmenspannung eines bepulsten Akkus nicht nur ansteigt, sondern bisweilen auch wieder abfällt, ist mir auch schon öfter aufgefallen. Eine gesicherte Ursache kann ich dafür aber leider auch nicht nennen.

Grüße, Tom

EMV Guru

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30

20.11.2014, 07:24

Hohe Spannung beim pulsen

Hallo Tom,

ich habe nun den dritten Akku (28Ah AGM Panasonic) an den Power Pulsar angeschlossen. Dieser Akku ist erst ein Jahr alt und wurde wenige Male aus ca. 20% Restkapazität entladen, stand dann allerdings mehrere Monate leer herum (11,7V als ich dies bemerkte). Dieser Akku hat nur noch eine geringe Kapazität und einen erhöhten Innenwiderstand. Die RMS Spannung stieg bei diesem Akku am Pulsar von 13, V innerhalb 20 Minuten auf 14,6V an. Nach 8 Stunden verharrt die Spannung bei 14,77V. Ist eine weitere Bepulsung auf diesem Spannungspegel sinnvoll?

Ich bin etwas verwirrt, der erste Akku eine aätere 45Ah Varta Autobatterie zeigt einen langsamen Anstieg von 13,5 auf 14,4V über mehr als 4 Tage, bei einem 18Ah Panasonic Bleigel Akku waren es nur 2 Tage und der 28Ah AGM Panasonic Akku benötigte für diesen Anstieg nur 20 Minuten?

Gibt es von Dir irgendwo eine Zusammenfassung was Nutzer des Pulsares aus den unterschiedlichen Spannungsverläufen schließen können?

Gruß

Carsten

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Tom

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31

20.11.2014, 12:18

Zitat

Gibt es von Dir irgendwo eine Zusammenfassung was Nutzer des Pulsares
aus den unterschiedlichen Spannungsverläufen schließen können?
Nein, so etwas existiert bisher noch nicht. Ich hätte auch nicht gedacht, dass es jemals nachgefragt wird. ^^ Ich habe mir über die Spannungsverläufe ehrlich gesagt bisher nur sehr begrenzte Gedanken gemacht. Ich halte es für wichtig, einem Akku auf jeden Fall genug Zeit zur Desulfatierung zu gaben und darunter verstehe ich durchaus mehrere Wochen. Der sorgenvolle Blick auf die Entwicklung der Klemmenspannung führt da nicht weiter. Gerade wenn Akkus wegen Sulfatierung schon unter starkem Kapazitätsverlust leiden, kann man kaum noch etwas daran verderben, es kann eigentlich nur noch besser werden. Also erst mal kräftig bepulsen und dann, nach gegebener Zeit, eine Kapazitätsmessung durchführen, um den Erfolg der Desulfatierung zu ermitteln.

Grüße, Tom

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32

21.11.2014, 08:12

Kapazitätsmessung

Ich habe einen 14 Jahre alten 18Ah Panasonic Gelakku ca. 2 Tage mit dem Pulsar bepulst.
Also erst mal kräftig bepulsen und dann, nach gegebener Zeit, eine Kapazitätsmessung durchführen, um den Erfolg der Desulfatierung zu ermitteln.
Hallo Tom,

eine Kapazitätsmessung dauert relativ lang. Wie gut ist eine Innenwiderstandsmessung geeignet z.B. mit dem Yato Tester um den Erfolg zu prüfen?

Gruß

Carsten

Tom

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33

21.11.2014, 09:18

Leider gar nicht. Zwar ist der Innenwiderstand bei sulfatierten bzw. verschlissenen Akkus meist auch erhöht, aber die Ursachen dafür sind andere. Insofern lässt sich aus der Vergrößerung des Innenwiderstand gegenüber dem Neuzustand des Akkus - zumindest bei weniger als 50% Gesamtsulfatgehalt - nicht auf die Schwere der Sulfatierung zu schließen. Die Messung des Innenwiderstands ist daher einzig wegen der Bequemlichkeit ihrer Durchführung sexy, der damit verbundene Erkenntnisgewinn geht aber leider gegen Null. Außerdem: Wer weiß schon, wie hoch der Innenwiderstand eines Akkus im Neuzustand mal war?

Eine Kapazitätsmessung dauert zunächst mal durch den Zyklus Vollladung -> Entladung -> Vollladung wenigstens drei Tage. Zudem wird ein passendes Kapazitätsmessgerät benötigt (meist wird man ein programmierbares Ladegerät dafür verwenden), welches sich auch nicht gerade in jeder Garage findet. Und zuletzt, und das empfinde ich als den unangenehmsten Teil einer Kapazitätsmessung, wird der zuvor sorgsam desulfatierte Akku brutal auf Null entladen, also auf die maximal zulässige Entladetiefe, was natürlich seiner Gesundheit auch nicht gerade zuträglich ist. Besonders wenn es sich um ein "angeschossenes" Exemplar handelt, das man aus einem jämmerlichen Zustand vielleicht wieder auf 70 oider 80% seiner Nennkapazität gebracht hat, möchte man ja durch eine Kapazitätsmessung das Erreichte nicht gleich wieder riskieren. Aber es nützt leider nichts, denn außer einer Messung der Akku-Kapazität kenne ich keinen Weg, um den Sulfatierungszustand eines Bleiakkus hinreichend genau zu ermitteln.

Im Übrigen sind zwei Tage wirklich zu kurz. Dein Akku ist schon 14 Jahre alt, Also schon etwa 10 Jahre vor dem Recycling auf der Flucht. :D Lass den mal ein bis zwei Wochen angeschlossen und mache dann Deine Messungen. Angst um den Akku brauchst Du bei diesem Alter nicht mehr haben. Wunder würde ich da aber auch nicht mehr erwarten...

Grüße, Tom

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34

21.11.2014, 10:54

Hallo Tom,

der 14 Jahre alte 18Ah Panasonic Bleigelakku ist für sein Alter noch sehr fit und startet meine BMW R100G/S immer noch gut, wenn auch nicht mehr mit dem gleichen Drehvermögen des Anlassers beim Neuzustand. Daher möchte ich ihn nicht unnötig voll entladen. Der Innenwiderstand ist etwas besser geworden, aber auffällig ist die hohe Leerlaufspannung über einen Tag nach Trennung des Pulsars von 12,97V! Eine so hohe Leerlaufspannung habe ich bei einem Bleiakku noch nicht gesehen.

Ich werde den Akku kühl überwintern im Frühjahr nochmal bepulsen und dann im Motorradfahrbetrieb schauen ob sich das Startverhalen verbessert hat.

Der Kanditat für den ich den Pulsar eigentlich gekauf habe ist ein 1,5 Jahre alter Panasonic AGM 28Ah Akku der weinige Entladungen auf ca. 20% gesehen hat, jedoch versehentlich mehrere Monate auf 11,7V entladen im Keller stand. Den werde ich nun ein paar Wochen bepulsen und dann die Kapazität messen.

Gruß

Carsten

Tom

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35

21.11.2014, 11:05

... aber auffällig ist die hohe Leerlaufspannung über einen Tag nach Trennung des Pulsars von 12,97V! Eine so hohe Leerlaufspannung habe ich bei einem Bleiakku noch nicht gesehen.
Die Ursache einer hohen Ruhespannung ist der über die Jahre durch Gasung eingetretene Wasserverlust. Hierdurch hat sich die Elektrolytdichte erhöht, was sich natürlich auch unmittelbar in der Spannungslage bemerkbar macht. Entgegen der verbreiteten Meinung, dass eine hohe Ruhespannungslage ein positives Qualitätsmerkmal von Bleiakkus ist, kann man daher vom Gegenteil ausgehen.

Grüße, Tom

EMV Guru

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36

21.11.2014, 11:30

Wasserverlust hohe Leerlaufspannung / Ruhespannung

Danke Tom, wieder was gelernt. Schade, daß man bei einem Gelakku nicht nachfüllen kann. Nach 14 Jahre ist ein Wasserverlust jedoch wohl kam vermeidbar, es wir selbst bei Nichtgebrauch über die Zeit auch Wasser durch den Kunststoff diffundieren.

Sonnige Grüße aus Frankfurt

Carsten

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26.11.2014, 20:04

Strommessung Power-Pulsar, Megapulse und IVT Akku Trainer

Ich habe heute die Ströme des Microcharge Power Pulsars gemessen um weiteren Diskussionen eine solide meßtechnische Basis zu geben. Mein Ergebnis deckt sich mit meiner überschlägigen theoretischen Betrachtung:

Der “Ladestrom“ der Speicherdrossel L1 ergibt sich aus ihrem Kupferwiederstand, dem Drain-Source Widerstand des FET T1 und dem Shunt Widerstand (in Summe ca. 1 Ohm). Daraus folgt ein “Ladestrom“ von ca. 1,35A. Bei der Entladung wird der “Entladestrom“ vom ESR des Elkos C5 und dem Widerstand der Diode D6 begrenzt (zusammen einige 100mOhm?).

Die erwarteten Pulsströme des Power Pulsars bewegen sich also um im Bereich von etwas über einem Ampere was sich mit meinen Meßergebnissen deckt.

Die viel höheren Stromwerte anderer Messungen sind mit Sicherheit falsch. Meßaufbauten mit Shunts ohne differenzielle Tastköpfe sind bei hohen Anstiegszeiten (beim Pulsar 200ns!) sehr störanfällig. Man braucht einen großen Aufwand und viel Erfahrung um mit solchen Aufbauten verlässliche Ergebnisse zu erzielen, aber auch die Messung mit Differenztastkopf birgt einige Tücken.

Da ich ohnehin beim Messen war habe ich auch noch die Stromwerte des Megapulsers und des IVT Akku-Aktivators ermittelt.

Meßaufbau:

Der IVT und der Megapulser wurden direkt mit der Autobatterie verbunden, der Pulsar einpolig mit einem ca. 20cm kurzen Laborkabel verlängert, da die Stromzange vom Innendurchmesser nicht auf die Pulsar Anschlußkabel paßte. Beim Pulsar leuchtete nur die grüne LED, gelb war dunkel.

Autobatterie: Berga 66Ah, seit 2007 zyklisch betrieben (nicht im Auto), 12,7V Leerlaufspannung
Oszilloskop, Stromzange: Le Croy 1Gs, Le Croy AP015 30A (50A Peak) / DC-50MHz Bandbreite

Die Meßwerte bitte nicht zu genau nehmen, da ich grob vom Oszilloskop abgelesen bzw. die Stromflächen für C/Puls geschätzt habe. Außerdem hat die Stützung des Megapulsers sowie die Kabelverlängerung beim Pulsar einen kleinen Einfluß. Die Zeit T ist die Pulsdauer bis zum Abklingen auf ca. 10-20% des Pulsmaximums. Der Stromwert des IVT liegt außerhalb des spezifizierten Meßbereichs der Sromzange.

Meine persönliche Bewertung:

Pulsstrom Peak & Risetime:
Pulsar und Megapulse vergleichbar (1-2A), beim IVT deutlich höher (> 50A, geschätzt >70A)

Pulsstrom RMS: Pulsar und Megapulse vergleichbar, beim IVT sehr gering

"Pulsladekapazität" bei typischem Gebrauch:
Beim IVT wird keine nennenswerte Kapazität übertragen, Pulsar und Megapulse sind vergleichbar

Mein persönliches Fazit, meine offenen Fragen:

IVT: Zum desulfatieren wohl weniger geeignet, es sei denn die hohen Pulsströme sollten überproportional wirksam sein? Gut geeignet für Akkus, die über längere Zeit stehen, bzw. sehr langsam entladen werden.

Megapulser & Pulsar: Die RMS und Peak Stromwerte liegen in einer ähnlichen Größenordnung. Die Desulffatierungswirkung sollte daher wenn man sich nur den Strom betrachtet bei beiden Pulsar vergleichbar sein, vorausgesetzt die deutlich unterschiedliche Pulsbandbreite und Pulsfrequenz haben keinen Einflußauf das Desulfatierungsergebnis? Allerdings bleibt beim Megapulser die RMS Spannung auf 13,5V, beim Pulsar steigt die Spannung bis auf 15V an. Welchen Einfluß hat das auf die Desulfatierungswirkung?

Anwendung: Der Power Pulsar ist praktisch für die Überwinterung bzw. Regeneration von Akkus, der Megapluser und IVT zweckmäßig zum dauerhaften Einsatz in gestützen Systemen bzw. im Kfz. Da der Megapulser parallel zum Kfz Bordnetz eingesetzt werden muß wird ein Teil des Pulsstromes ins Kfz Bordnetz abfließen ( Höhe?) Der Megapulser arbeitet nur über 12,9V, es ist also ein zusätzliches Erhaltungsladegerät/DC Stromversorgung erforderlich. Der IVT arbeitet bis ca. 10,5V.

Meßergebnisse und daraus abgeleitete Berechnungen:

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26.11.2014, 20:16

Kurve Strommessung Power-Pulsar


Die Pulsbreite schwankt gelegentlich. Im RMS Strom ist auch der Ladeerhaltungsstrom enthalten.

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26.11.2014, 20:17

Kurve Strommessung Megapulse


Die Nulllinie liegt auf dem C4 Strich links unten, man sieht den negativen Versorgungsstrom und die postiven Pulse

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26.11.2014, 20:18

Kurve Strommessung IVT Akku Trainer



Spitze vermutlich wegen Übersteuerung gekappt. Werte über 30A/50A im Übersteuerungsbereich der Stromzange! Möglichwerweise Ursache für die Schwingungen auf der abfallenden Flanke. Diese Messung bitte mit Vorsicht genießen.

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