Teilekunde Batterie: Nutzung, Ladung und Lagerung

[hg_filder]

Auch wenn ich damit den Leitfaden missachte: Anbei "meine" Zusammenstellung zum Thema Batterie/Akku im Boxer-Einsatz. Anmerkungen und Korrekturen sind willkommen.

Version 0.2 20.09.2016 Entwurf
Version 0.3 22.09.2016 Entwurf
Version 0.4 14.11.2016 Entwurf
Version 0.5 26.12.2016 Entwurf
Version 1.0 09.01.2017 Final in der DB (http://forum.2-ventiler.de/vbboard/showthread.php?71831)

Hans

[clapton]

Hallo Hans,
)(-:Dank für Deine Mühe. Alte Akkus grob durchgesehen, LiFePo durchgelesen, weil selbst LiFePo-Nutzer. Nach meinem Wissen alles richtig und kein Detail vergessen.
Weitermachen!
Gruß aus der Nachbarschaft
Wolfgang aus S

[hg_filder]

Neue Version (http://forum.2-ventiler.de/vbboard/showthread.php?69379-Teilekunde-Batterie-Nutzung-Ladung-und-Lagerung&p=854176&viewfull=1#post854176) eingestellt.

Dank mehrerer Hinweise per PN kleinere Änderungen.

Hans

[hg_filder]

Hallo,
falls keine Einwände mehr kommen, geht das Teil ind die DB.

Hans

[dr.fahrenheit]

Hallo Hans,

als Elektrolegastheniker habe ich aber doch noch eine Frage. Aufgrund deiner Beschreibung habe ich mir das Datenblatt der Kung Long 12V 18A angesehen.
Da steht:
Charging Methods at 25 C (77F )

Cycle use:
Charging Voltage
14.4 to 15.0V
Coefficient -5.0mv/ /cell

Maximum Charging Current
5.4A

Standby use:
Float Charging Voltage
13.5 to 13.8V

Demnach kann eine Ladespannung von 15,0 Volt angelegt werden, die die Batterie verkraften würde. Demnach könnte diese doch dauerhaft mit einem Behördenregler gefahren werden - wenn der bei 14,5 Volt "zumacht".

Bitte nicht gleich auf mich einschlagen, wenn ich mit dieser Interpretation total falsch liege und danke für deine / eure kritische Betrachtung im Voraus.

[hg_filder]

Hi,
die Frage ist jedoch, was passiert mit der Spannung, wenn die Batterie geladen ist? Eigentlich sollte dann die Spannung auf Erhaltungsladung umgestellt werden - macht der Boxer-Regler aber nicht. Drum mein Einwand. Was leider im Dokument der KL fehlt, wie lange sie mit der hohen Spannung geladen werden kann und ab wann es "ungut" für die Batt wird. Drum die Empfehlung des normalen Reglers.

Ein weitere Grund ist bei einem Tausch z.B. unterwegs: kann das die Ersatzbatt auch ab? Ich habe in den 24 Jahren nie Probleme mit dem normalen Regler gehabt (2x konvetionelle Batt, 1 x AGM).

Dennoch lasse ich den Einwand gelten. Habe von Ulli (VV01) ein gutes Dokument verlinkt bekommen: Odessy-Batterien (http://www.enersys-emea.com/reserve/pdf/DE-ODY-OM-011_1013.pdf)

Hier wird gesagt, dass bei einer Ladungsspannung unterhalb von 14,0 die Batt nicht komplett voll geladen werden würde. Die Ladezeit wird mit max. 8 Stunden (Korrektur: gilt nur bei kleinen Strömen < 8A , bei grossen Strömem >> 10 A runde 2 Stunden) angegeben - was im normalen Betrieb sicherlich kaum ein kritischer Faktor (Korrektur: dann vermutlich doch) ist. Nur: Diese Daten gelten für die Odessy Batt. Ist die Batterie vorher voll, ist die "Überspannung" jedoch ungut für die Batt.

Mein Problem ist und bleibt, dass sich der Boxer-Regler nicht an den Ladezustand der Batterie anpasst und die Spannung bei geladener Batt. herunterregelt.

Hans

[Tommy:-)]

Seit gut anderthalb Jahren habe ich eine Kung Long mit 22Ah im Einsatz, an deren Polen eine Spannung zwischen 14,5V und 15V meßbar ist.

Sie hat damit keinerlei Probleme, und sie ist in kürzester Zeit wieder randvoll.


...,
die Frage ist jedoch, was passiert mit der Spannung, wenn die Batterie geladen ist?

...

Mein Problem ist und bleibt, dass sich der Boxer-Regler nicht an den Ladezustand der Batterie anpasst.

Hans

Dein Problem ist und bleibt, daß Du das System LiMa & Co nur von der Spannung her denkst.

Der Regler paßt sich sehr wohl an den Ladezustand der Batterie an, er kontrolliert mit stoischem Gleichmut entstehende Spannungen.

Eine fast volle Batterie nimmt deutlich weniger Strom auf als eine gut entleerte.

Damit setzt sie dem Strom aus der LiMa, und nur den produziert diese, aus dessen Perspektive einen höheren Widerstand entgegen.

Gemäß einem Naturgesetz, beschrieben in der Formel R/I=U, bewirken sowohl ein steigender Widerstand als auch ein sinkender Strom eine steigende Spannung.

In der Folge registriert der Regler das Erreichen seines Arbeitsbeginns bei immer kleineren Drehzahlen und er reagiert entsprechend, der Strom aus der LiMa steigt nämlich linear mit der Drehzahl.

Damit sind die Ströme im Bordnetz immer optimal, weil die LiMa niemals zu viel Strom produzieren kann.

Lieber Hans, Du solltest schleunigst eindlich mal einen Crash-Kurs bei Jörg Hau (grüner Bereich) belegen.

Oder lies für den Anfang wenigstens seine Beschreibung der Funktion seines Reglers zum Selbstbau.

Danach wirst auch Du hoffentlich verstehen, daß der Serienregler 14V von D+ kontrolliert, das macht 13,6V an B+.

Der Behördenregler kontrolliert 14,8V an D+, das macht 14,4V an B+, das Maximum für Blei-Säure-Akkus.

Ohne Kenntnisnahme dieser belastbaren Fakten sind Deine mühsam erstellten Dokumente sowie Deine Posts zum Thema schlicht unbrauchbar.

[GdG]

Moin,

du liegst leider falsch: Die 14,4V - 15V Ladespannung beziehen sich auf den zyklischen Betrieb. D.h. laden mit eben jener Spannung bis zur Volladung und dann Abschaltung der Ladespannung und Entladung des Akkus bei der Nutzung bis zur Entladeschlußspannung.
Am Mopped sind die Angaben für den Standby-Betrieb mit ständig anliegender Ladespannung (floating-charge) maßgeblich und damit ist bei 13,8V Feierabend.
Hintergrund: bei V > 14V (je nach Bauform und Elektrodendotierung auch erst bei V > 14,4V [z.B. Odyssey Reihe]) beginnt nach erreichen der Ladeschlußspannung die (verstärkte) Gasentwicklung, was bei AGM Batterien zwingend zur kurz- bis mittelfristigen Zerstörung führt.
Von daher ist Behördenregler für die KungLong tödlich und für die Hawker zumindest grenzwertig und mit Sicherheit nicht gerade der Lebensdauer förderlich.

Grüße,
Jörg.

[MM]

Ich bin weder Elektro-Ing. noch Physiker.
Aber einen Akku mit dem Ersatzschaltbild eines einfachen Widerstandes gleichzusetzen, ist mehr als falsch. Wenn man in Google nach "bleiakku ersatzschaltung" sucht, findet man mehrere Quellen, die zeigen, dass die Wahrheit viel komplizierter ist. Und das bestätigen ja auch die Erfahrungen, die man in der Praxis machen kann.
Beispielhaft habe ich hier mal ein einfaches Modell ausgesucht:

http://www.basytec.de/simulation/Image24.gif


Wer sich die Mühe macht und sich da etwas einliest, merkt bald, dass das ein mehr als abendfüllendes Thema ist.

[Schiller]

Gemäß einem Naturgesetz, beschrieben in der Formel R/I=U, bewirken sowohl ein steigender Widerstand als auch ein sinkender Strom eine steigende Spannung.


Die Formel geht anders.

[FrankR80GS]

Die Formel geht anders.

Wer ernsthaft negiert, dass Spannung die einzig sinnvolle Regelgröße im System ist, hat das Ohm'sche Gesetz eh nicht verstanden.

[kurt49]

Jetzt hat sich der arme Tommy auch noch beim Ohmschen Gesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz) verschrieben ;)

[Pjotl]

Lieber Hans, Du solltest schleunigst eindlich mal einen Crash-Kurs bei Jörg Hau (grüner Bereich) belegen.

Oder lies für den Anfang wenigstens seine Beschreibung der Funktion seines Reglers zum Selbstbau.

Danach wirst auch Du hoffentlich verstehen, daß der Serienregler 14V von D+ kontrolliert, das macht 13,6V an B+.



Lieber Tommy,

abgesehen von den fachlichen Wirren solltest du schleunigst mal deinen angeschlagenen Ton ändern, sonst gibt es zwischen dir und mir eine ganz andere Form der Spannung!!! :oberl:

[Paul Kommer]

Hallo Hans,
Neben meine Komplimente für deine Arbeit)(-: doch noch ein Paar Frage;

-Laut #1 gibt es schon Version 0.3 dd 23-09-16
die erwähnte Link zeigt und öffnet leider Version 0.2 ?
-Die Tabelle "Ladezustand" seite 4, mit Akkuspannung usw; ist diese gültig für alle Akkutypen?
-Gibt es eine einfache Weise um die Restkapazität/Lebensdauer eines (altes) Akkus ab zu schätzen?


Grüsse,

Paul

[hg_filder]

Hallo Paul


Hallo Hans,
Neben meine Komplimente für deine Arbeit)(-: doch noch ein Paar Frage;

-Laut #1 gibt es schon Version 0.3 dd 23-09-16
die erwähnte Link zeigt und öffnet leider Version 0.2 ?


Ist nun das richtige drin



-Die Tabelle "Ladezustand" seite 4, mit Akkuspannung usw; ist diese gültig für alle Akkutypen?


Wenn du die Tabelle im von mir oben verlinkten Dokument mit meiner Tabelle aus Wiki vergleichst, wirst du Übereinstimmung feststellen. Ich denke, dass die Werte als Indikation gut ausreichen sollte.



-Gibt es eine einfache Weise um die Restkapazität/Lebensdauer eines (altes) Akkus ab zu schätzen?
Grüsse,
Paul

Hab ich leider für geschlossenen Batt. nicht.

Hans

[FrankR80GS]

....Gibt es eine einfache Weise um die Restkapazität/Lebensdauer eines (altes) Akkus ab zu schätzen?

Grüsse Paul

Hallo Paul, ein gutes Merkmal dafür ist die Säuredichte bei erreichter Ladeschlußspannung (14,3V). Je stärker verschlissen der Akku, desto geringer ist die Säuredichte. Alle Werte <1,2 g/cm³ sind schlecht.

Bei verschlossenen, AGM oder Gel-Batterien ist das natürlich eine ziemlich nutzlose Kenngröße. Deshalb müsste man ersatzweise den Strom bei Ladeschlußspannung heranziehen. Leider ist der abhängig von der Bauart, d.h. man sollte den Wert eines neuen Akkus gleichen Typs kennen. Je stärker der konstante Strom bei Ladeschluß vom Ausgangswert abweicht, desto stärker verschlissen der Akku.

Beide Kennwerte beruhen darauf, dass im Lauf der Zeit aktive Massen des Akkus als Bleisulfat gebunden wird und die Säure nach dem Aufladen nicht mehr die ursprüngliche Konzentration bzw. Dichte erreicht.

[Euklid55]

Hallo,

mir ist eine Batterie im Betrieb geplatzt. Dummerweise die Reste in die LIMA K100.
162114162115
Wie kann so etwas passieren?

Gruß
Walter

[hg_filder]

Theoretisch durch Überspannung und einem defekten Entlüftungs/Überdrückventil.

Hans

Nachtrag: Kurzschluss? Danach sehen aber die Anschlüssen nicht aus.

Nachtrag-2: Interner Kurzschluss?

[GdG]

Moin,

Die Bilder sprechen für eine Überlastung einer einzelnen Zelle. Das VdS Siegel verrät, daß es sich um einen für den Einsatz als Pufferakku in Alarmanlagen u.ä. gedachten gedachten Akku handelt.
Bei derartiger zweckentfremdeter Nutzung eines für den stationären Einsatz gedachten Akkus als Starterakku im Mopped => mit größter Wahrscheinlichkeit Zellenschluss durch Vibrationseinwirkung (abvibrierte Elektrodenteile, Schluß durch Schwingung, o.ä.). Dafür sind die Teile eben nicht konstruiert.
Nachrangig: Material-/Produktionsfehler.

Grüße,
Jörg.

P.S.
Externer Kurzschluß oder Überlastung führt normalerweise nicht zu derart auf eine einzelne Zelle beschränkte Schäden.

[hg_filder]

Nochmals kleine Änderungen (http://forum.2-ventiler.de/vbboard/showthread.php?69379-Teilekunde-Batterie-Nutzung-Ladung-und-Lagerung&p=854176&viewfull=1#post854176) eingefügt.

Geht dann demnächst in die DB - ausser, es werden noch Fehler gefunden.

Hans

[Q-bik]

Vielen Dank,

für deine Mühe Hans.

LG Gerhard

[GdG]

Moin,

in der Tabelle mit den CCA Werten auf Seite vier stimmt so einiges nicht:

* die 10Ah Headways (LiFePo) sind im normalen Impulsbetrieb (PHCA) mit max. 100A belastbar, einen normkonformen CCA Wert gibt es für die Teile überhaupt nicht. Die von dir angegebenen 200A sind die Pulsbelastbarkeit der mit 25C spezifizierten 8Ah Typen
* aktuelle 680er Hawker (VRLA-AGM Reinblei) sind mit 170A CCA spezifiziert, bei 520A PHCA
* die für die 'normalen' VRLA-AGM angegebenen 270A cca bedürfen einer Erklärung.
Zumindest bei der hier im Forum gerne hergenommene KungLong ist wieder der Wert für die Pulsbelastbarkeit (PHCA).
Einen CCA Wert gibt es zumindest für diesen Akku überhaupt nicht, da selbiger nur für den Betrieb bis -15°C spezifiziert ist. (CCA: -18°C) Ich hab auf die schnelle auch für keinen vergleichbaren Akku einen entsprechenden CCA Wert gefunden.

BleiSäure und Gel hab ich mir jetzt nicht näher angesehen.

Grüße,
Jörg.

[MM]

Vielleicht solltest du noch erwähnen, dass die klassischen Nass-Akkus wegen ihrer recht hohen Selbstentladung dankbar sind für gelegentliches Nachladen bei längerer Pause, während die anderen Typen das eher nicht brauchen.

[GdG]

Moin,

weiter im Text:

Der Absatz über die Entsulfatierungsfunktion bedarf der Überarbeitung:
* Sulfatierung tritt durchaus auch bei AGM und Gelakkus auf - lediglich das Abrieseln der Sulfatkristalle und die daraus resultierende Schlammbildung findet auf Grund des gebundenen Elektrolyts nicht statt.

Absatz 'externes Laden ...'
Die pauschal angesetzten 'maximal 2 Stunden laden' sind so nicht haltbar. Nur als Beispiel:
* schon ein fast vollständig entladener 16Ah Akku braucht z.B. am gängigen 5er ctek o.ä. mehr als 4h bis voll, bei 22Ah sind wir dann schon deutlich jenseits der 6h.

Absatz 'externes Laden eines tiefentladenen ...'
Was verstehst du unter 'handelsübliches Ladegerät' - gängige ctek's und ähnliche beherrschen das Reanimieren eines tiefentladenen Bleiakkus bei Beachtung der Bedienungsanleitung bei einem noch nicht dauerhaft geschädigten Akku eigentlich recht zuverlässig.

Lagerung:
Auch hier sollte erwähnt werden, daß das Geschriebene so nur für Bleiakkus gilt, LiFePo4 Akkus mögen genau wie LiPo's am liebsten zu 50 - 70% geladen gelagert werden. Zwar ist das bei LiFePo4 nicht so einfach wie bei LiPo's an der Zellspannung festzumachen, allgemein gilt aber für LiFePo4 3,1 - 3,2 V Zellenspannung als gute Lagerspannung.

Und last but not least:
Auch deas Kapitel Schnelladung sollte man auch noch etwas differenzierter betrachten. Für VRLA-AGM Reinblei Akkus wie die Odyssey Serie sind für hohe Ladeströme resp. eine Schnelladung durchaus nicht nachteilig.

Grüße,
Jörg.

[hg_filder]

Werde heute Abend mal drangehen, danke

Hans

[hg_filder]

Moin,

in der Tabelle mit den CCA Werten auf Seite vier stimmt so einiges nicht:

* die 10Ah Headways (LiFePo) sind im normalen Impulsbetrieb (PHCA) mit max. 100A belastbar, einen normkonformen CCA Wert gibt es für die Teile überhaupt nicht. Die von dir angegebenen 200A sind die Pulsbelastbarkeit der mit 25C spezifizierten 8Ah Typen


Hab mal eine weitere Tabellenspalte mit aufgenommen (PHCA) und die Daten für die 10Ah-Teile ergänzt.




* aktuelle 680er Hawker (VRLA-AGM Reinblei) sind mit 170A CCA spezifiziert, bei 520A PHCA


Das ist interessant: In den deutschen Dokumentationen der Batt. ist der von mir aufgenommene Wert drin, auf den amerikanischen Seiten deine Werte. Ich hab mal die Ami-Werte aufgenommen.



* die für die 'normalen' VRLA-AGM angegebenen 270A cca bedürfen einer Erklärung.
Zumindest bei der hier im Forum gerne hergenommene KungLong ist wieder der Wert für die Pulsbelastbarkeit (PHCA).
Einen CCA Wert gibt es zumindest für diesen Akku überhaupt nicht, da selbiger nur für den Betrieb bis -15°C spezifiziert ist. (CCA: -18°C) Ich hab auf die schnelle auch für keinen vergleichbaren Akku einen entsprechenden CCA Wert gefunden.


In der Version davor hatte ich noch einen Vermerkk für die 5 Sekunden drin. Muss ich irgendwie rausgeworfen haben ... Hab den Wert in die neue Spalte aufgenommen.



BleiSäure und Gel hab ich mir jetzt nicht näher angesehen.

Grüße,
Jörg.

Die Gel stimmt, die Blei-Säure hab ich auch angepasst.

Alle Änderungen kommen in die nächste Version.

Besten Dank
Hans

[hg_filder]

Neue Version 0.5 (http://forum.2-ventiler.de/vbboard/showthread.php?69379-Teilekunde-Batterie-Nutzung-Ladung-und-Lagerung&p=854176&viewfull=1#post854176) eingestellt.


Hans