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CG175

Akku-Kennenlerner

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1

15.08.2013, 14:39

Batterie explodiert

Hallo Zusammen,

nach langer Suche im Netz nach informationen scheint dieses Forum doch das hilfreichste zu sein.

Zu meinen Problem:

Ich bin im Bereich der Landtechnik zuhause, und uns sind nun innerhalb der letzten Monate mehrere Starterbatterien explodiert. Glücklicherweise noch ohne Personenschaden. Folgende Fakten kann ich liefern:

- Alle Batterien vom selben Hersteller und gleiche Kapazität

- Explosion direkt beim Anlassen

- verbaut in unterscheidlichen Maschinentypen

- eingebaut in 2011/2012 explodiert in 2013

- Saisonaler Einsatz, dh 3 Monate arbeit, 9 Monate Stillstand

- Explosion nicht nach der Stillstandszeit, sondern nach mehreren Wochen einsatz.

- Es sind Wartungsfreie/arme Batterien

- Es befindet sich ein Eletronischer Batterietrennschalter an der Batterie. Typ Iveka Motobreaker

Hat jemand eventuell eine Idee?

Danke für eure Hilfe!

Tom

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2

15.08.2013, 15:23

Hallo,

explodierende Starterbatterien sind eigentlich sehr selten. Mir ist jedenfalls bis heute noch nichts derartiges untergekommen.

Was kann die Ursache sein? Zunächst mal muss überhaupt einmal etwas Explosives vorhanden sein und dafür kommt nur Knallgas in Frage. Die meisten erinnern sich aus dem Chemieunterricht, dass Knallgas ein äußerst explosives Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff ist. Nun entstehen Wasserstoff und Sauerstoff bei der elektrolytischen Wasserzersetzung und genau das findet auch bei starker Überladung von Bleiakkus statt. Es bildet sich Knallgas! Unter normalen Betriebsbedingungen entsteht Knallgas in Bleiakkus aber nur in so geringen Mengen, dass sich kaum je eine explosionsfähige Mischung bildet. Hier muss also wirklich eine starke und dauerhafte Überladung stattfinden, die sich auch in einer spürbaren Erhitzung der Batterie äußert. Auch sollte in der Batterie entstehendes Knallgas durch die Entlüftungsöffnung ins Freie gelangen können, also auch mal prüpfen, ob die Entlüftungsöffnung offen ist.

Das allein ist aber noch kein Grund für die Explosionen, denn gleichzeitig muss noch eine ausreichende Zündenergie vorhanden sein. Hier kommt als Ursache Gitterkorrosion in Frage, die ebenfalls verstärkt bei Überladung enbtsteht. Die durch starke überladungsbedingte Korrosion angegriffenen Gitter und Zellenverbinder werden streckenweise sehr dünn und erhitzen sich dann bei plötzlichem hohem Stromdurchsatz, wie er beim Anlassvorgang vorkommt, so stark, dass es zur Entzündung des Knallgasgemisches in der Batterie kommen kann. Auch ist durch gebrochene Gitter oder Verbinder innerhalb der Batterie eine Funkenentstehung denkbar.

Fazit: Ladespannung prüfen! Sie sollte zwischen 13,8 und 14,5V liegen. Vermutlich ist der Lichtmaschinenregler defekt, was zur Überladung der Starterbatterie mit nachfolgend erhöhter Explosionsgefahr führt.

Grüße, Tom

CG175

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3

16.08.2013, 07:20

Hi Tom,

Mir kommt die sache auch recht merkwürdig vor. Einen defekten Regler an der Lcihtmaschine würde ich ausschließen (lasse ich aber prüfen), da es sich um mehrere verschiedene Fahrzeuge handelt. Meine Lösungsansätze waren bislang:

- Könnte die Batterie nicht explodiert, sondern geplatzt sein?

- statische Aufladung der Batterie, und eine Explosion im Inneren der Batterie?

Was mich ein wenig grübeln lässt, ist die Frage, woher kommt das Knallgas? Knallgas entsteht beim Laden, nicht beim Entladen. Die Maschinen haben vorher über Nacht gestanden und wurden nicht geladen. Folglich kann kein Knallgas in der Luft um die Battierie gewesen sein. Das Gas muss sich in der Batterie befunden haben. Dann fehlt nur noch die Zündung. Könnte man sich vorstellen, dass die Batterie über die lange (ca. 9 Monatige) Stillstandszeit stark sulfatiert ist? Durch die Reaktivierung und regelmäßiges Laden / Entladen könnte dann eine Leitende Verbindung in der Batterie entstehen?

Tom

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4

16.08.2013, 09:28

Den Unterschied zwischen geplatzt (kommt nur bei stark entladener Batterie im strengen Frost vor, wenn der Elektrolyt gefriert) und explodiert sieht man schon deutlich. Bei ersterem gehen nur ein paar Risse durchs Gehäuse, bei letzterem liegen Einzelteile explosionstypisch meterweit verstreut herum.

Statische Aufladung im innern der Batterie? Mir fällt kein Wirkmechanismus ein, wie diese dorthin gelangen sollte.

Knallgas entsteht bei genauer Betrachtung nicht nur beim (Über-)Laden, sondern auch bei der Lagerung oder normaler Entladung, jedoch in sehr geringem Maße, das kaum je eine Konzentration erreicht wird, welche explosiv sein könnte.

Übrigens gibt es noch eine zweite Möglichkeit für starke Überladung mit entsprechender Knallgasentwicklung: Zellenkurzschluss! Solche Schäden stehen manchmal am Ende eines harten Batterielebens, wenn eine Zelle durch verbogene oder gebrochene Gitter und Zellenseparatoren einen inneren Kurzschluss aufweist. Dann wird aus einem sechszelligen 12V-Akku einer mit fünf Zellen und 10V. Bietet man diesem dann die üblichen 14V Ladespannung an, fangen die verbliebenen fünf Zellen natürlich ordentlich an zu kochen.

Zitat

Könnte man sich vorstellen, dass die Batterie über die lange (ca. 9 Monatige) Stillstandszeit stark sulfatiert ist? Durch die Reaktivierung und regelmäßiges Laden / Entladen könnte dann eine Leitende Verbindung in der Batterie entstehen?
Das kann auch passieren. Allerdings stimmt dann definitiv etwas mit der Entlüftung nicht, wenn sich innerhalb der langen Standzeit Knallgas in explosionsfähiger Menge ansammeln konnte.

Grüße, Tom

CG175

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5

16.08.2013, 11:01

Hi,

so eine richtige Lösung habe ich auch noch nicht. Ich denke ein erster Schritt wäre eine Begutachtung der Einbausituaion und das öffnen einer Batterie aus der gleichen Serie und gleichen Alters. Kennst du oder ein Mitleser ein geeignetes Institut oder eine Firma?

Bandit1973

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6

16.08.2013, 18:23

Theoretisch Überlegung......
Ist es möglich dass die Batterie intern falsch beschaltet ist durch Bleiabbröckelung, Gitterdefekt o.Ä.)???
d.H. 5 zellen in Reihe laden die 6. Zelle... Diese Kocht natürlich.
Beim Starten, durch die hohe Stromaufnahme, entsteht irgendwo ein kleiner Lichtbogen (in der Batterie, oder am Startermotor/Magnetschalter,Relais)..... BUMM

CG175

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7

19.08.2013, 07:59

Möglich, eber entsteht beim Kochen ein zündfähiges Gas? Ich dachte das entsteht nur beim (über)laden

Tom

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19.08.2013, 08:40

Also 'kochen' im Wortsinne tun Bleiakkus natürlich nicht. Man nennt's halt nur so, wenn durch Überladung eine lebhafte Gasentwicklung entsteht. Das hierbei entstehende Gas ist aber immer durch elektrolytische Zersetzung von Wasser erzeugtes Knallgas.

Grüße, Tom

CG175

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9

19.08.2013, 11:26

Sehe ich auch so. Nur wird ja gar nicht geladen. Die Maschine wird ohne vorheriges Laden einfach gestartet. In dem Moment explodiert dann der Akku. Momentan kommen mir da auch kaum noch Ideen. Momentan favorisiere ich:

- statische Aufladung des Akkus, dadurch Ladung der Batterie und Ausgasung

- oder Tiefentladung über der langen Standzeit, dadurch Ausdfall einer Zelle. Ladung von 11 statt 12 Zellen, dadurch zu hohe Spannung und mehr Gaserzeugung.

Tom

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10

19.08.2013, 11:40

Statische Aufladung wird man ausschließen können, denn zum einen gibt es innerhalb der Zellen keine ausreichend hohen Spannungen von mehreren hundert oder gar tauscend Volt und zum anderen ist der innere Isolationswiderstand der Zellen hierfür viel zu niedrig, als dass nicht irgendwie doch vorhandene hohe Spannung binnen kürzester Zeit gefahrlos abfließen würden. Also keine explosionsauslösende Funkenbildung durch Spannungsüberschläge. Von realistischeren Möglichkeiten der Erreichung ausreichender Zündtemperaturen war ja weiter oben schon die Rede.

Viel weiter als bis hier werden wir ohne weitere Daten aber nicht kommen.

Grüße, Tom

CG175

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11

19.08.2013, 14:09

Eine andere Richtung:

Könnte ein zu hoher Strom für das platzen oder explodieren Sorgen? Habe eine Einbaurichtlinie für den Motor geschaut, dort wird ein Widerstand der Starterhauptleitung im Milli Ohm Bereich gefordert. Der Widerstand ist aber nicht vorhanden, da Leitung sehr kurz (1m)und sehr dick (70mm²) ?

Tom

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12

19.08.2013, 17:03

Natürlich führt ein Kurzschlussstrom zu Batterieschäden. Aber bis etwa 1.000A Stromentnahme sind bei Starterbatterien unktitisch. Das müssen sie schon abkönnen. Zumindest für wenige Sekunden.

Grüße, Tom

Bandit1973

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13

19.08.2013, 17:41

Einbaurichtlinie für den Motor ........., dort wird ein Widerstand der Starterhauptleitung im Milli Ohm Bereich gefordert.
:cursing: :cursing: :cursing: :cursing: :cursing: :cursing: :cursing:

Und Wozu bemühe ich mich dann eigentlich alle Kabel so dick wie möglich, so kurz wie möglich und mit geringstmöglichen Übergangswiderständen zu verlegen??????

Ich denke damit ist gemeint "MAXIMAL xx mOhm" !!!!
Da sonst der Spannungsabfall zu gross wird!!!

Der Startermotor ist ja kein "Kurzschluss" (obwohl er nahe dran ist :D )

CG175

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14

20.08.2013, 07:20

@Bandit: Laut Richtlinie muss der Gesamtwiderstand der Starterhauptleitung inkl Überganswiderstände im folgenden Breich leigen:

12V Netz: 1-2,0 mOhm

24V Netz: 1-1,8 mOhm

Das ist der genaue Wortlaut. Warum das so ist, weiß ich aber auch noch nicht.

Tom

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15

20.08.2013, 08:54

Was sagt denn der Hersteller des Fahrzeugs dazu?

Grüße, Tom

CG175

Akku-Kennenlerner

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16

20.08.2013, 10:14

genau genommen bin ich der Hersteller

Tom

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17

20.08.2013, 10:50

OK, anders gefragt: Was sagt der Verfasser der genannten "Richtlinie" zur Richtlinie? Warum mindestens 1mOhm?

Normalerweise ist jeder Widerstand an dieser Stelle unwillkommen und nur weil Supraleitung ;) so teuer ist, benutzt man die etwas billigeren - aber immer noch kostspieligen - dicken 70mm²-Kabel.

Grüße, Tom

CG175

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18

20.08.2013, 12:25

Das versuche ich im Moment rauszubekommen.

Ob es als Strombegrenzung gedacht ist? In der selben Richtlinie steht:

" Die Batteriekapazität ist für den Strarter nicht relevant. Wichtig ist, dass der max. zulässige Kälteprüfstrom nicht überschritten wird. Sollte trotzdem eine größere Batterie verwendet werden müssen, so muss der Leistungswiderstand entsprechend erhöht werden.

Tom

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19

20.08.2013, 12:34

Klingt verdächtig nach deutschen Ingenieuren. :whistling: Da wird der Anlasser wegen der beim Anlassvorgang einbrechenden Batteriespannung nicht auf 12V sondern eine niedrigere Spannung ausgelegt und die darf, wenn eine "stärkere" Batterie eingebaut wird, ja bloß nicht überschritten werden, sonst raucht's eventuell. Zumindest im Hirn des zuständigen Ingenieurs...

Manchmal sollten wir einen Seitenblick riskieren, wie Asiaten Schaltungen auslegen: Da wird üblicherweise ein Transistor, zugegeben etwas hemdsärmelig, gleich mit drei Funktionen belegt, statt wie bei uns drei Transistoren - strikt nach Lehrbuch - für eine Funktion anzustellen.

Grüße, Tom

Bandit1973

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20.08.2013, 17:49

Tja, aber durch die "Unterdimensionierung" kann man im Anlasser Kupfer sparen, und Kupfer ist Teuer.....
Das war vermutlich kein Deutscher Ingenieur, sondermn Schotte!!!!!! ;( ;(

Wenn man dann noch einen Klingeldraht als Hauptkabel verwendet, um den geforderten Leitungswiderstand zu erreichen, hat man wieder Kupfer gespart...Ausserdem Spart man auch noch Heizkosten!!!!!!
Also alles gut....ODER ????? ?( ?( ?( ?(



Was aber immer noch nicht erklärt, warum die Batterie sich zerlegt!!!!!!
Bei dieser vorgehensweise würde doch eher der Starter Rauchzeichen abgeben, wenn man ein "richtiges" Kabel verwendet!!!!!!