Ein bisschen Akkukunde

[Chronos]

Da ein Disput über Akkus im Coronastrang fehl am Platze war und eine Moderatorin bereits die Augenbrauen hochgezogen hatte, ziehe ich den folgenden Beitrag hierher in einen neuen Strang:

Bist du doof oder was? Wusstest du nicht, dass man Bleisäurebatterien im Winter mit höherer Spannung laden sollte? Willst du dich wieder lächerlich machen mit deiner Ignoranz? Vermutlich gibt es dafür keine Qualitätskontrolle, also wenn die Theorie fehlt, muss die Praxis falsch sein.

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Punkt 2.2.4

Natürlich ist mir die Thematik mit der Ladecharakteristik von Bleiakkus sehr wohl bekannt. Es ging nur um den falschen Satz, im Winter sei die Spannung aus der Lichtmaschine nicht ausreichend, denn die Spannung aus der Lichtmaschine ist - ausschließlich von der Drehzahl abhängig - im Winter exakt gleich hoch wie im Sommer.

Das Problem liegt an der temperaturabhängigen Spannungs-Strom-Charakteristik des chemischen Vorgangs im Bleiakku.

Bei niedrigen Temperaturen benötigt dieser chemische Prozess zu Beginn des Ladevorgangs eine etwas höhere Spannung, um einen bestimmten Ladestrom zu erzeugen.

Nun ist es so, dass bei einem "leeren" Bleiakkus bei niedrigen Temperaturen die übliche Spannung aus der Lichtmaschine aufgrund des dann sehr hohen Innenwiderstands des Akkus noch keinen ausreichenden Ladestrom (I = U/Ri) im Akkus bewirkt und daher die Ladung sehr schleppend oder gar nicht in Gang kommt.

Ein kleines Beispiel aus der Praxis soll dies illustrieren:

Ein völlig entladener 12-V-Bleigel-Akku zeigte bei einer angelegten Ladespannung von 15 V keine Ladestrom-Aufnahme mehr. Anscheinend tot.

Bei Erhöhung der Ladespannung in Bereiche um die 20...25 Volt begann plötzlich ein Strom zu fließen und nach kurzer Zeit stieg dieser Ladestrom so hoch an, dass die Spannung herunter geregelt werden konnte und sich der normale Ladestrom einstellte. Der Akku hatte sich also quasi "regeneriert" und konnte wieder ganz normal betrieben werden.

Merksatz: Nicht nur die Ladespannung ist ein Kriterium, sondern vor allem auch der mögliche sich einstellende Ladestrom.

Auf die Auto-Akkus bezogen: Im Winter bei tiefen Temperaturen reichte früher die Spannung aus der Lichtmaschine prinzipbedingt nicht aus, um bei einem stark entladenen Akku sofort den nötigen Ladestrom fließen zu lassen. Der Akku war also viel zu hochohmig geworden.

Heute kein Thema mehr, da aufgrund der elektronischen Regelung und der heutigen Drehstrom-Lichtmaschinen immer ausreichend Spannung an den Akku angelegt wird, so dass sich immer ein ausreichender Ladestrom einstellen kann.

I (Ladestrom) = U (Akkuspannung) / Ri (Innenwiderstand des Akkus).

[antiseptisch]

Warum hast du mich dann so blöd angemacht und so getan, als wüsste ich das alles gar nicht? Das war wieder mal reine Profilneurose von dir. Ich beschäftige mich seit zehn Jahren mit der Thematik. Und jetzt beantwortest du Fragen, die ich gar nicht gestellt habe. Das ist mir alles bekannt. Fakt ist, dass die meisten neuen Autos auch heute noch keinen temperaturabhängigen Laderegler haben, und bei winterlichen Temperaturen chronisch unterladene Batterien haben. Kann jeder feststellen, wenn er sich ein modernes elektronisches Ladegerät kauft. Und selbst wenn es ein modernes Auto ist: Die Fahrstrecken allein sind oft viel zu kurz, um eine ausreichende Ladung sicherzustellen. Nicht nur Spannung und Strom sind die relevanten Größen, sondern vor allem ZEIT. Bei einer Batterie, die nie richtig voll geladen wurde, braucht man allein schon mindestens 48 Stunden, um sie am Ende mit kleinem Strom richtig voll zu laden. Das weißt du auch. Musst aber trotzdem erstmal deine Profilneurose raushängen lassen. Lass es einfach in Zukunft.

[Swesda]

..[Vollzitat]...

Wieder einmal ein toller Beitrag. Ich bin kein Fachmann, aber es scheint alles sehr plausibel und die Formel zum Schluss sollte wirklich jeder mit nur ein bisschen Schulbildung kennen.

Eine Frage hierzu: Bei meinem Kastenwagen ist eine 100AH Zusatzbatterie zur Versorgung der "Camping-Verbraucher" vorgesehen (Beleuchtung, Kühlschrank, TV, Handyladung). In einschlägigen Foren wurde dringend ein sogenannter Ladebooster empfohlen, speziell für Fahrzeuge mit Euro 6 Motore, weil bei denen angeblich die Ladeleistung der Lichtmaschine vorzeitig abgeregelt wird. Tatsächlich wird die Batterie am 230V Stromnetz voller geladen als während der Fahrt über die LiMa.

ich habe mir gehorsam ein solches Gerät angeschafft, nur um festzustellen, dass der angeblich "einfache" Einbau so trivial auch wieder nicht ist. Jetzt liegt es herum und ich weiß nicht, ob sich der Einbauaufwand wirklich lohnt. Die "Fachleute" in den Camperforen widersprechen sich auf fürchterliche Weise. Was sagst du dazu?

Hier ist es:



Vielen Dank schon mal!

[Chronos]

Bei dieser Gelegenheit gleich noch so eine Irritation aufgrund prinzipieller Unterschiede zwischen Primärzellen und wiederaufladbaren Sammlern (Akkus).

Jeder kennt elektronische Gerätschaften, die mit den üblichen AA-Batterien ("Mignon") betrieben werden. Sei es eine Funk-Wanduhr, eine Badezimmerwaage, ein Foto-Blitzgerät - oder was auch immer.

Dann geht man im Vertrauen auf die mechanischen Abmessungen und der vollen Überzeugung dazu über, anstatt der üblichen Primärbatterien wiederaufladbare Akkus (Ni-MH o.ä.) einzusetzen und wundert sich dann, dass diese Akkus viel schneller "leer" erscheinen, als man eigentlich aufgrund der Kapazität (bis zu 2.000 mA/h) erwarten sollte.

Die Ursache des Problems liegt in den prinzipiell unterschiedlichen Zellenspannungen von Primärzellen ("Batterien") und Akkus.

Bei den üblichen Primärzellen liegt die Zellenspannung bei etwa 1,55 Volt, während sie beim vollgeladenen Akku bei maximal 1,25 Volt liegt.

Das benutzte Gerät ist jedoch so ausgelegt, dass es bei einer Spannung der bereits schon tiefentladenen Primärzelle von 1,2 Volt bereits den Betrieb einstellt, ein Akkus aber mit dieser Spannung noch sehr viel seiner Ladung enthält.

Die Folge: Trotz noch fast "vollem" Akku funktioniert das Gerät nicht mehr und es wird schlussgefolgert, dass der Akku nichts tauge.

Fazit: In der Beschreibung oder den technischen Daten des Gerätes nachschauen, ob es auch für Akkus geeignet ist.

[Swesda]

...Fakt ist, dass die meisten neuen Autos auch heute noch keinen temperaturabhängigen Laderegler haben, und bei winterlichen Temperaturen chronisch unterladene Batterien haben. ...

Das ist Fakt, weil du es behauptest? Und was ich bereits mehrfach betont habe, die Beschäftigung mit einer Sache führt auch dann nicht automatisch zu guten Ergebnissen, wenn sie 10 Jahre dauert. Du ahnst nicht mit was sich Menschen ihr Leben lang beschäftigen und nur Unfug dabei heraus kommt. Diese Argumentation ist also definitiv zu schwachbrüstig.

Nach allem was man mir erzählt, und in diesem Punkt widersprechen sich die Fachleute überhaupt nicht, ist die Ladeleistung moderner Lima/Akku-Kombinationen auch für sehr tiefe Temperaturen von < -20° völlig ausreichend. Der Akku in meinem Kastenwagen wird auch im Hochsommer von der LiMa nicht voll aufgeladen. Das ist überhaupt keine Frage der Außentemperatur sondern hat ganz andere Ursachen.

[Chronos]

Warum hast du mich dann so blöd angemacht und so getan, als wüsste ich das alles gar nicht? Das war wieder mal reine Profilneurose von dir. Ich beschäftige mich seit zehn Jahren mit der Thematik. Und jetzt beantwortest du Fragen, die ich gar nicht gestellt habe. Das ist mir alles bekannt. Fakt ist, dass die meisten neuen Autos auch heute noch keinen temperaturabhängigen Laderegler haben, und bei winterlichen Temperaturen chronisch unterladene Batterien haben. Kann jeder feststellen, wenn er sich ein modernes elektronisches Ladegerät kauft. Und selbst wenn es ein modernes Auto ist: Die Fahrstrecken allein sind oft viel zu kurz, um eine ausreichende Ladung sicherzustellen. Nicht nur Spannung und Strom sind die relevanten Größen, sondern vor allem ZEIT. Bei einer Batterie, die nie richtig voll geladen wurde, braucht man allein schon mindestens 48 Stunden, um sie am Ende mit kleinem Strom richtig voll zu laden. Das weißt du auch. Musst aber trotzdem erstmal deine Profilneurose raushängen lassen. Lass es einfach in Zukunft.

Aufgrund beruflicher "Vorbelastung" bin ich bei Fragen zu "Strom" eben gewohnt, sehr präzise zu formulieren (und ich beschäftige mich seit über50 Jahren mit der Thematik, um auf diese deine Anmerkung einzugehen....).

Auch wenn du im Prinzip recht hattest, war deine Formulierung

...Die Spannung aus der Lichtmaschine ist im Winter nicht hoch genug.

nunmal eine herrliche Vorlage.

Im Winter ist die Spannung aus der Lichtmaschine halt nunmal genauso hoch wie im Sommer, aber sie reicht aufgrund der tiefen Temperaturen eben nicht für einen erforderlich hohen Ladestrom aus.

Cool down. Ist besser für dein Nervenkostüm....

[wtf]

Ich verneige mich vor Deiner Fachkompetenz und Deinen soliden Erläuterungen.

[Chronos]

(....)

Eine Frage hierzu: Bei meinem Kastenwagen ist eine 100AH Zusatzbatterie zur Versorgung der "Camping-Verbraucher" vorgesehen (Beleuchtung, Kühlschrank, TV, Handyladung). In einschlägigen Foren wurde dringend ein sogenannter Ladebooster empfohlen, speziell für Fahrzeuge mit Euro 6 Motore, weil bei denen angeblich die Ladeleistung der Lichtmaschine vorzeitig abgeregelt wird. Tatsächlich wird die Batterie am 230V Stromnetz voller geladen als während der Fahrt über die LiMa.

Ohne mich nun en detail mit dieser Situation beschäftigt zu haben und auch die genauen Umstände nicht zu kennen, vermute ich entweder eine vorzeitige Abregelung der Lichtmaschinenspannung, die dann eben nicht mehr für Vollladung ausreicht.

Oder aber es liegt an der Verkabelung der ganzen Geschichte und den damit verbundenen Übergangswiderständen, die dann der Regelelektronik fälschlicherweise eine zu hohe Ladeschlussspannung vortäuschen und den Saft herunteregeln lassen.

Ferndiagnosen sind immer sehr unzuverlässig und daher bitte ich um Nachsicht.

Aber grundsätzlich folgende Empfehlung: Leitungslängen und -querschnitte sowie Verbindungen überprüfen, und messen, messen und nochmals messen, damit die Lichtmaschinen-Regelung einen möglichst niedrigen Innenwiderstand des Akkus "sieht".

[wtf]

Ich habe alles mögliche an Votronic-Geraffel in meinem Reisewagen. Eventuell mußt Du bei dem oben gezeigten Gerät die Art der zu ladenden Batterie einstellen, resultierend in unterschiedlichen Ladespannungskurven. So ist das jedenfalls bei meinem MPPT-Regler, der verschiedene Einstellungen (AGM, Blei, LiPoFe) hat.

[Swesda]

Ohne mich nun en detail mit dieser Situation beschäftigt zu haben und auch die genauen Umstände nicht zu kennen, vermute ich entweder eine vorzeitige Abregelung der Lichtmaschinenspannung, die dann eben nicht mehr für Vollladung ausreicht.

Oder aber es liegt an der Verkabelung der ganzen Geschichte und den damit verbundenen Übergangswiderständen, die dann der Regelelektronik fälschlicherweise eine zu hohe Ladeschlussspannung vortäuschen und den Saft herunteregeln lassen.

Ferndiagnosen sind immer sehr unzuverlässig und daher bitte ich um Nachsicht.

Aber grundsätzlich folgende Empfehlung: Leitungslängen und -querschnitte sowie Verbindungen überprüfen, und messen, messen und nochmals messen, damit die Lichtmaschinen-Regelung einen möglichst niedrigen Innenwiderstand des Akkus "sieht".

Am speziellen Fahrzeug liegt es nicht (ist praktisch fabrikneu), das sei angeblich ein grundsätzliches technisches Problem bei Euro 6 Fahrzeugen mit intelligentem Lademanagement.