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Autor Thema: Blei-Akkumulatoren: Ein paar Hintergrundinfos und ein Tipp zum Laden mit intelligenten Ladegeräten  (Gelesen 7360 mal)

Offline Lillifee

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Ich lade regelmäßig meine Batterien - auch während des normalen Fahrbetriebs im Sommer - mit einem dieser sogenannten "intelligenten Ladegeräte" auf (ca. monatlich).

Konkret verwende ich das CTEK MXS 3.6 - Sein Ladeprofil sieht laut Bedienungsanleitung so aus:



In den Phasen "Bulk" und "Absorption" kommen die beiden verbreitesten Batterie-Ladeverfahren für Bleiakkumulatoren zum Einsatz:
Das Konstant-Strom- (I-Ladung) und das Konstant-Spannungs-Ladeverfahren (U-Ladeverfahren).

Beim I-Ladeverfahren wird die Stromstärke konstant gehalten - Die Spannung steigt dabei kontinuierlich an.
Hintergrund: Je voller eine Batterie geladen ist, desto größer wird ihr Innenwiderstand - Soll über einen längeren Zeitraum die Stromstärke konstant gehalten werden muß die Spannung kontinuierlich erhöht werden.

Beim U-Ladeverfahren wird dagegen die Spannung konstant gehalten - Die Stromstärke sinkt dabei kontinuierlich ab.
Hintergrund auch hier: Je voller die Batterie geladen ist, desto größer wird ihr Innenwiderstand - Wird beim Laden einer Batterie eine konstante Spannung beibehalten fällt die Stromstärke stetig ab.

Nun gibt es ein paar gängige Faustformeln zum Laden von Blei-Akkumulatoren:

- Faustregel 1: Lade einen Blei-Akku stets nur mit einer Stromstärke von maximal einem Zentel seiner Kapazität
Beispiel: Meine Military Dryfit besitzen eine Kapazität von 50 Ah -> Ich sollte somit einen Ladestrom von 5 A nicht überschreiten.
Mein CTEK MXS 3.6 lädt mit maximal 3,6 A. Das passt also, wir haben sogar noch 1,4 A nach oben Luft:
In der Praxis wirkt sich das Ganze so aus, dass es eben ein wenig länger dauert, bis derselbe Ladezustand erreicht ist.

- Faustregel 2: Überschreite mit der Ladespannung nie die Gasungsspannung Deiner Batterie
(außer es im Batteriedatenblatt explizit so angegeben; bei manchen Einsatzgebieten/-zwecken kann eine leichte Gasung zur Durchmischung der Säure sogar durchaus erwünscht sein - z.B. bei stationäre Nassbatterien; Gel-Batterien werden allerdings grundsätzlich bei Gasung irreparabel beschädigt!).
Je nach Batterie und Umgebungsbedindungen wird zwischen 13,8 und 14,9 V (= 2,3 V und 2,48 V je Zelle) die Gasungsspannung erreicht -
Am verbreitetsten ist eine Gasungsspanung von 14,4 V bei 20°C.
Die Gasungsspannung bestimmt deshalb gleichzeitig die Ladeschlussspannung, bis zu welcher ein intelligentes Ladegerät den Blei-Akku (zumindest im I-Ladeverfahren) lädt.

Im Falle meines CTEK MXS 3.6:
In der Phase 2 "Bulk" wird meine Military Dyfit konstant mit 3,6 A geladen. Dabei steigt die Spannung kontinuierlich an.
Wird die fest im Gerät eingestellte Ladeschlussspannung von 14,4 V erreicht schaltet es vom I-Ladeverfahren auf das U-Ladeverfahren um (Phase 2: "Absorption")

- Faustregel 3: Ein Blei-Akkumulator ist dann vollständig geladen (oder defekt :D) wenn nur noch maximal 100 mA fließen

Das Erreichen dieses Wertes müsste eigentlich in Falle meines CTEK MXS 3.6 das Gerät erkennen und die Phase 3 "Absorption" beenden und in die Erhaltungsphase "Pulse" übergehen.
Nun hält sich CTEK aber leider mit exakten Angaben, nach welchen Parametern und Kriterien ihre Geräte die Ladung konkret steuern, meist recht bedeckt (auch auf entsprechende Anfragen hin - Damit ist nicht jeder glücklich: Ihr könnt ja 'mal danach googlen ;)).
Ich vermute aber, dass CTEK sich an dieser Stelle nicht an der Stromstärke sondern ebenfalls an der Spannung orientiert.
Hintergrund: Mit zunehmender Ladedauer steigt ja auch die Eigenspannung der Batterie an. Sie nähert sich dabei immer mehr der vom Ladegerät erzeugten Spannung. Der Punkt, an dem die Eigenspannung erstmalig die Ladespannung erreicht/kurzzeitig übersteigt, kann deshalb auch ein Indiz für den Ladezustand sein.
Ich denke, CTEK geht an dieser Stelle auf Nummer sicher: Die Ladeschlussspanung von 14,4 V darf auf keinen Fall überschritten werden damit niemals eine angeschlossene Batterie deshalb kaputt gehen kann.

Und ich vermute, das kann man auf alle anderen Hersteller intelligenter Ladegeräte übertragen.

Meine Gel-Batterien werden so allerdings leider ein bißchen zu früh abgeworfen und nicht vollständig geladen (geschätzt nur zu etwa 95%).

Zur finalen Voll-Ladung meiner Batterien gehe ich wie folgt vor:
1. Ladung des Blei-Akkus mit dem CTEK-Gerät bis dieses in die Erhaltungsladung geht
2. Ich belasse die Batterie einige Tage in der Erhaltungsladung
3. Ich führe manuell eine Konstant-Spannungs-Ladung durch indem ich ein Computer-Netzteil anschließe, welches auf meine Batterien abgestimmt ist (in meinem Fall: 14V, 5A):



Ich beende den Ladevorgang, wenn
- entweder eine Stromstärke von 100 mA unterschritten
- oder eine Ladespannung von 14,4 V überschritten wird
(Anmerkung: Das zweite kann mit dem verwendeten 14V-Netzteil nicht passieren).

Hier seht Ihr den Vorgang im zeitlichen Ablauf (dabei linkes Meßgerät: Stromstärke in mA; rechtes Meßgerät: Spannung in V):







Alternativ hänge ich das Netzteil auch schon einmal unbeobachtet einfach für ca. 12-24 h an die Batterien (Faustregel 4: Aber nur für max. 48 h !!!) - Anschließend sind meine Gel-Batterien wirklich voll.

Nebenergebnis:
Ich habe eine Ausgleichsladung durchgeführt, wie hier von meinem Batterien-Hersteller Excide / Sonnenschein auf S. 41 unter Punkt 6.6 Ausgleichsladung beschrieben: http://www.exide.de/Media/files/Downloads/IndustEuro/Operating%20Instructions/Handbuch%20-%20Gel_Teil%202_Ausgabe%2017_Jan_%202012.pdf
Mein Hersteller empfiehlt alle 3-12 Monate eine solche Ausgleichsladung (allerdings sogar mit einer etwas höheren Spannung).

Vielleicht ist dieser Ausgleichsladungs-Ansatz ja auch grundsätzlich für den ein oder anderen "Balancer" unter Euch interessant. :)-D

Gruß
Lillifee

P.S.: Zum Schluß noch ein einfaches Kriteriumn zur Beurteilung, wie gut eine Batterie bzw. deren Ladezustand noch ist:
Nach Beendigung eines Ladevorgangs sollte die Spannung der Batterie recht rasch auf einen Wert von um die 13,2 V zurückgehen, ...



... anschließend langsamer weiter runter auf einen konstanten Spannungswert zwischen 12,8 und 13,0 V. Dann ist die Batterie o.k. und vollständig geladen - Oder alternativ auch defekt. :D :)-D

Offline Lillifee

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Offline Lillifee

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Ein 12V-Ladegerät - Zwei identische 12V-Batterien ...
« Antwort #2 am: 01. Dezember 2015, 21:02 »
... dann kann man die beiden Batterien auch parallel schalten und gemeinsam in einem Rutsch laden:



Zuerst Plus-Pol mit Plus-Pol der Batterien und Minus-Pol mit Minus-Pol verbinden - Dann das Ladegerät anschließen (als wäre es eine Batterie):



Auf dem Bild verbindet das blaue Kabel die Plus-Pole und das braune die Minus-Pole
bei aktuell gemessenen 13,98 V und 195,3 mA (Aber ansonsten schaut besser nicht ganz so genau hin ;)).

Anmerkung:
In Serie geschaltet addiert sich die Spannung -> 24V,
parallel geschaltet der Strom -> Wenn bei dieser Schaltung die Stromstärke unter 200 mA fällt sind beide Batterien voll und man kann den Konstant-Spannungs-Ladevorgang beenden
(Zur Erinnerung: Beim Laden einer Einzel-Batterie lautete die Faustregel 100 mA).

Auf diese Art und Weise kann man z.B. auch zwei Batterien an nur ein Ladegerät in die Erhaltungsladung hängen - Oder z.B. zwei Batterien mit nur einem Pulser "versorgen" - Oder ...

Theoretisch könnte man x Batterien parallel schalten - Es hängt dann letztendlich vom Ladegerät ab, wieviele es schafft.

Zwei sollten aber eigentlich alle Ladegeräte locker versorgen können. :)-D  

Gruß
Lillifee

P.S.: Das könnte im Übrigen auch ein Grund sein warum sich diese "intelligenten Ladegeräte" zur Beendigung der U-Ladephase nicht an der Stromstärke orientieren:
Das mit der Intelligenz kann man dabei jetzt so oder so sehen ... ;):D:)-D

Offline Lillifee

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Re: Ein 12V-Ladegerät - Zwei identische 12V-Batterien - Nachtrag
« Antwort #3 am: 02. Dezember 2015, 06:05 »
Bei zwei Batterien in Serie geschaltet - wie z.B. im Iltis eingebaut - bestimmt immer die stärkere Batterie den Ladeschluss für beide.
Das bedeutet, dass, sobald die beiden Batterien eine (sei es noch so kleine) Differenz hinsichtlich ihres Ladezustandes aufweisen, die schwächere der beiden nie mehr vollständig geladen wird.
Das ist ein selbstverstärkender Effekt - Eine kleine Differenz zwischen den beiden Batterien wird im Laufe der Zeit von alleine immer größer, bis ganz am Ende die Schwächere ausfällt.

Nebenbei: Bei mir im Iltis weist nach einer gewissen Zeit immer genau die Batterie einen minimal schwächeren Ladezustand auf, die auf der BeifahrerSeite eingebaut ist (Deshalb tausche ich die beiden auch immer wieder einmal untereinander aus).
Ist das bei Euch eigentlich auch der Fall?

Das Parallelschalten der Batterien beim Laden wirkt dem genau entgegen:
Da sich der Strom immer den Weg des geringsten (Batterieinnen-)Widerstandes sucht wird immer die Schwächere Batterie bevorzugt geladen - Am Ende des Ladevorgangs (sofern keine Batterie defekt ist) sollten deshalb unabhängig davon, wie es vorher aussah, beide Batterien den (nahezu) identischen Ladezustand aufweisen
(Mit einer Getrennt-Ladung bekommt man das gar nicht so gut hin).

Gruß
Lillifee :)-D

Offline Pz Karl

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Re: Ein 12V-Ladegerät - Zwei identische 12V-Batterien - Nachtrag
« Antwort #4 am: 02. Dezember 2015, 18:41 »
Servis Lillifee,
danke für die vielen detaillierten fachlichen Infos. Besonders zu empfehlen der Letzte Tipp mit der Parallelschaltung der Batterien. Sehr sinnvoll und praktisch da man ja in der Regel über ein 12V Ladegerät verfügt. Das ganze ist ja auch jetzt für all jene interessant deren Ilse sich schon zum Winterschlaf zurückgezogen hat.    Gruß PzK

Offline Lillifee

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Intelligentes Ladegerät will Batterie nicht laden
« Antwort #5 am: 03. Dezember 2015, 23:39 »
Freut mich, Karl!

Sobald eine tiefentladene Batterie nur noch eine sehr geringe Spannung aufweist
verweigern häufig die intelligenten Ladegeräte ihren Dienst (in der Regel ab 8V abwärts).

Ein paar Optionen:

"Vorladen" der Batterie für ein paar Stunden mit Hilfe eines alten Ladegerät (Konstantstrom oder Konstantspannung) bzw. - falls nicht verfügbar - alternativ mittels eines Computernetzteils mit einer Ausgangsspannung zwischen 9V und 14V.
Anschließend Batterie zum Fertigladen ans intelligente Ladegerät hängen.

Parallelschaltung der leeren mit einer funktionierenden 12V-Batterie und laden mit dem Ladegerät wie im Beitrag zuvor beschrieben.

Da man allerdings nie weiß, ob die betreffende Batterie nicht doch eine Macke hat (und was dann bei Parallelschaltung mit einer bis dahin noch funktionstüchtigen 12V-Autobatterie passieren wird ;)):
Parallelschaltung der leeren Autobatterie mit einer kleinen handelsüblichen 9V-Batterie - Das genügt meist um das daran angeschlossene intelligente Ladegerät zum Laden zu überreden.

Entsorgen. :D

:)-D

Offline Lillifee

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Re: Intelligentes Ladegerät will Batterie nicht laden
« Antwort #6 am: 04. Dezember 2015, 07:52 »
Ach so - Vergessen: Sobald das Ladegerät das Laden anfängt kann man in der Regel eine eventuell verwendete "Starter-Batterie" wieder abklemmen. :)-D

Offline AixIlBombi

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Re: Intelligentes Ladegerät will Batterie nicht laden
« Antwort #7 am: 04. Dezember 2015, 08:09 »
Hast Dir viel Mühe mit der Recherche gemacht!

Danke Dir!
Mit 183 besten Grüßen

Kornel

[¨üü\\__
\'Ö\'--\'Ö\' Iltis power...
---
Die fast unlösbare Aufgabe besteht darin, weder von der Macht der anderen, noch von der eigenen Ohnmacht sich dumm machen zu lassen.
Th. W. Adorno - Minima Moralia

Offline Lillifee

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Zitat von: Lillifee
Konkret verwende ich das CTEK MXS 3.6 - Sein Ladeprofil sieht laut Bedienungsanleitung so aus:



Der Hersteller meiner dryfit-Batterien empfiehlt dagegen (auf den Seiten 20-21) eine solche IUIa-Ladekennlinie ...

... mit folgenden Werten:

Zitat von: Exide
4.2.2 dryfit Gel-Batterien

IUIa-Ladekennlinie mit folgenden Parametern:
I1:   12 – 18 A/100Ah
U :   2.35 V/Zelle bei 30°C
I2:   1,1 – 1,6 A/100Ah (d.h. 9% des Anfangsladestrom)
      Zeit für I2:   1- bis 4-std, abhängig von der Hauptladezeit (siehe Abbildung 12)


(Anmerkung: Ich habe die Werte einmal grob in obiges Diagramm übernommen)

Man kann zwar die Exide-Phase "T1" mit der CTEK-Phase "Bulk" und die Exide-Phase "T2" mit der CTEK-Phase "Absorption" in grundsätzliche Übereinstimmung bringen - Das war's dann aber.

Wobei ich auf der anderen Seite aber auch absolute Skrupel habe, meinen Batterien (und sei es nur kurzzeitig) 16,2V Ladespannung anzutun:
Aus diesem Grund folge ich nicht der Hersteller-Empfehlung sondern starte eine zweite U-Ladung (sobald das CTEK meint, seine Arbeit sei verrichtet) um meine Batterien vollzuladen (s.o.). :)-D

Gruß
Lillifee

P.S.: Und hier noch ein Link für die ganz Harten, zum "Ganz-Tief-Abtauchen" in die Materie (:P):
Laden, Ladezustand; Dr. Heinz Wenzl; 19.12.2011; Vorlesung - TU Clausthal B)

Offline Pz Karl

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Servus Kameraden,
habe die Erfahrung gemacht, daß mit meinem elektronisch geregelten Gerät die geschlossene Bleibatterie irgendwie nicht voll geladen wird. Eignet sich wohl besonders für GEL Batterien. Die Info mit den 16,2V finde ich da sehr interessant, denn mein altes Ladegerät fährt mit der Spannung auch in diesen Bereich. Werde das einfach mal ausprobieren. Wenn mein Iltis längere Zeit - ca 2 Wochen ohne Knochen steht, zeigt das Voltmeter nur noch eine Spannung von ca 22V Hat da jemand entsprechende Erfahrung mit Selbstentladung der EXIDE Batterien, denn die Batterie von meinem Scchlepper hat selbst nach Monaten diesen Effekt nicht.
Noch zur Wiederbelebung von tiefentladenen Batterien - da ist ein Labornetzgerät mit Spannugs und Stromregelung praktisch. Wenn dann diese Batterie nach dem laden noch mal schonend entladen, und nochmal geladen wird, ist die fast wie neu.
Gruß PzK



Offline Lillifee

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Zitat von: "Pz Karl"
Servus Kameraden,
habe die Erfahrung gemacht, daß mit meinem elektronisch geregelten Gerät die geschlossene Bleibatterie irgendwie nicht voll geladen wird. Eignet sich wohl besonders für GEL Batterien. Die Info mit den 16,2V finde ich da sehr interessant, denn mein altes Ladegerät fährt mit der Spannung auch in diesen Bereich. Werde das einfach mal ausprobieren.


Das IUIa-Ladeverfahren - Das mit den 16,2 V am Ende der dritten Ladephase - ist eigentlich eine typische Ladekennlinie für Staplerbatterien (Übliche Anforderung bei denen: "Nach 8h müssen sie wieder voll sein" ).
Es handelt sich dabei in der Regel um Nassbatterien, die in der dritten Ladephase bewusst zur Gasung gebracht werden (da Ladestrom über 14,4 V) -> Verschlüsse sind zu öffnen.

Ich weiß nicht, warum Exide diese Beladung bei Ihren Gel-Batterien empfiehlt:
In der kompletten Standard-Literatur liest man, dass Gel-Batterien kaputt gehen sobald man sie zur Gasung bringt
-
Deshalb scheue ich Ladespannungen über 14,4 V wie der Teufel das Weihwasser. 8-)
Andererseits müsste ein so renommierter Hersteller wie Exide/Sonnenschein wissen, was er tut: Ich wüsste kein Unternehmen die mehr Ahnung von Gel-Batterien haben / bessere Gel-Batterien herstellen (Nicht ohne Grund beliefer(te)n die auch die BW).

Das wollte ich nur gesagt haben.

Zitat von: "Pz Karl"
Wenn mein Iltis längere Zeit - ca 2 Wochen ohne Knochen steht, zeigt das Voltmeter nur noch eine Spannung von ca 22V Hat da jemand entsprechende Erfahrung mit Selbstentladung der EXIDE Batterien, denn die Batterie von meinem Schlepper hat selbst nach Monaten diesen Effekt nicht.


Das muß nicht zwingend an der/den Batterie(n) liegen - Da könnte auch etwas Deinen Knochen brücken (Defekte LIMA-Isolierung oder ähnliches):
Hast Du einmal gemessen, ob Strom fließt, wenn der Knochen draußen ist?

Zitat von: "Pz Karl"
Noch zur Wiederbelebung von tiefentladenen Batterien - da ist ein Labornetzgerät mit Spannugs und Stromregelung praktisch. Wenn dann diese Batterie nach dem laden noch mal schonend entladen, und nochmal geladen wird, ist die fast wie neu.
Gruß PzK

(tu)

Offline Pz Karl

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Servus H.
die Halterung der Lima ist erneuert, und ich glaube eher daß, wie Du schon beschrieben hast, eine der Batterien verhungert ist denn sie tut sich auch beim Laden schwer, und deren Spannung fällt in Ruhe stärker ab. Hat vielleicht auch ne Macke. Schau mer mal. Ich mache mal Meldung wenn ich mehr weiss. Gruß KH

Offline Lillifee

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Wiederbelebung von Blei- und Bleigel-Akkumulatoren
« Antwort #12 am: 08. Dezember 2015, 07:46 »
Hallo Karl-Heinz,

o.k. - halt uns mal auf dem Laufenden. Evtl. ist für Dich dieser Artikel hier auch hilfreich (Ich finde den gut - Fachlich kompetent! (tu)):

Wiederbelebung von Blei- und Bleigel-Akkumulatoren; Wolfgang Gellerich

Gruß
Lillifee

Offline Treckermann

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Hallo Lillifee,

habe Deine Infos mit Interesse gelesen.

Würde mir auch gerne so eine Ladegerät kaufen, um jetzt in Winter für meinen erst vor ein paar Wochen erstandenen 79er Iltis die Batterien wieder auf Vordermann zu bringen!!

Finde aber im Netz nur noch die Variante 3.8.
Ist das ev. schon das Nachfolgemodell?
Erfüllt dass auch alle wichtigen Kriterien?

LG Treckermann

Offline Pz Karl

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Re: Wiederbelebung von Blei- und Bleigel-Akkumulatoren
« Antwort #14 am: 16. Dezember 2015, 21:26 »
Servus Männer,
denke mal, daß wie schon vermutet, die eine Batterie in der Reihenschaltung nicht voll geladen wurde, und sich das im Laufe der Zeit verschlechtert. Habe jetzt einfach mal die zweite Batterie an dem alten Ladegerät nochmal extra 14 Std. lang geladen bis sie wie die erste 15,8 V erreicht hat. Mehr ging nicht, und dabei bewegte sich der Ladestrom bei ca 0,8 A ( geht mit neuem Gerät nicht )
Jetzt haben beide eine Ruhespannung von ca 12,8 V die ganz langsam gleichmäßig bei beiden nach unten abfällt ( 0,01 V nach mehreren Tagen )
Es gibt da ja viel graue Theorie, aber bei den geschlossenen Batterien tappt man im Dunkeln, denn der Zustand einer Zelle kann eigentlich nur mit Hilfe der Säuremessung genauer bestimmt werden.Nachfüllen des Elektrolyten geht auch nicht.
In 4 Wochen lade ich dann nochmal parallel wie von Vo. beschrieben. Denn eine Ausgleichsladung habe ich 3 Jahre nicht gemacht. Das sollte man tun - Gruß KH