Batterie und Ladegeraete
Welches Ladegerät kann verwendet werden? Geht mein altes Ladegerät auch für die GEL Batterie?
Wenn man 5 Leute fragt bekommt man 6 verschiedene Antworten welches das beste Gerät ist. Darum hier mal etwas Theorie zur Batterieladung.
Im Prinzip ist gibt es keinen grossen Unterschiede zwischen Blei-Säue-, Gel oder Vliesbatterie aber Einschränkungen. Eine Gel Batterie folgt den gleichen physikalischen Grundsätzen wie die Blei-Säure-Batterie. Je nach dem mit welcher Ladekennlinie das Ladegerät arbeitet ist es für beide oder nur für einen Batterietyp geeignet.
Die Aufladezeit einer dichten Blei-Säure-Batterie beträgt 12 bis 16 Stunden. Mit höheren Ladeströmen und einer mehrstufigen Lademethode kann die Ladezeit auf 10 Stunden oder weniger reduziert werden. Das mittlerweile sehr beliebte schnellladen einer Batterie bedeutet auch ihren schnellen Tod. Je schonender eine Batterie geladen wird desto länger lebt sie.
Ein mehrstufiges Ladegerät erzeugt zuerst eine Ladung mit Konstantstrom, die Zellenspannung erhöht sich auf einen vorgegebenen Wert. Die Stufe 1 dauert etwa 5 Stunden und lädt die Batterie auf 70%. Während der nachfolgenden Phase in Stufe 2 wird der Ladestrom allmählich reduziert, bedingt durch die zunehmende Sättigung der Zellen. Die 2. Phase dauert wiederum ca. 5 Stunden und ist entscheidend für das Wohlbefinden der Batterie.
Die 3. Phase wird Schwebladung bezeichnet und soll die Selbstentladung kompensieren.
Eine Batterie ist voll wenn die Spannungsschwelle erreicht ist und der Strom um einige % vom eingestelltem Wert abgesunken ist. Das funktioniert aber nur wenn die Spannung zuverlässig an der oberen Schwelle stehen bleibt. Die richtige Einstellung des oberen Schwellwertes ist sehr kritisch und bewegt sich zwischen 2,3V und 2,45V je Zelle. Die wichtigste Eigenschaft eines Ladegeräts ist die Präzision, mit der die exakte Spannung während des Ladezyklus erreicht wird.
Die Batterie sollte sich beim Laden nicht stark erwärmen. Eine höhere Themperatur der Batterie benötigt eine tiefere Spannungsschwelle.
Zu eine Impulsladung die vielfach als Allheilmittel angepriesen wird werden von den meisten Herstellern nicht befürwortet obwohl eine Verminderung der Sulfatierung eintritt wird über unerwünschte Nebeneffekte berichtet.
Blei-Säure-Batterien müssen in geladenem Zustand gelagert werden. Wenn die Batterei leer ist kann das Wasser sogar gefrieren.
Die Reinblei-Batterien von z.B. Hawker verlangen eine höhere Ladespannungsschwelle als die Bleisäure-Batterien. Eine Rein-Blei Batterie braucht im zyklischem Betrieb zum Laden 14,5-14,7 V. Wenn sie weniger Spannung bekommt wird sie nicht voll, und kann auch längere durststrecken nicht überbrücken. Folgen Sie für die Einstellungen den Vorschriften der Hersteller.
Die Gel-Batterie reagiert empfindlich auf zu hohe Ladespannungen. Somit kann ein Lagegerät welches mit Konstantstrom oder mit konstanter Ladeleistung arbeitet, die Spannung zu hoch fahren um den Strom einzustellen. Das ist für den Gel-Akku nicht gut. Ob das Ladegerät nun die Spannung zu hoch fährt oder nicht lässt sich meist nicht eindeutig erkennen. Somit sollte man darauf achten, dass das Ladegerät einen Hinweis enthält auch für Gel-Akkus geeignet. Diese Ladegeräte begrenzen dann die Ladespannung oder arbeiten mit einer Ladekurve die eine zu hohe Spannung nicht aufkommen lässt. Die Gel-Batterie sollte eigentlich nicht gasen da es keine Nachfüllmöglichkeit gibt. Wenn aber mit Gewalt eine zu hoher Ladespannung aufgebracht wird reagiert auch das Gel und es kann ein Schaden an der Batterie entstehen. Für die Blei-Säue-Batterien ist eine zu hohe Ladespannung auch nicht optimal kann aber durch nachfüllen von Wasser ausgeglichen werden.
Hier die gebräuchlisten Ladekennlinien.
I-Kennlinie Ladung mit konstantem Strom ohne Kontrolle der Spannung. Für GEL Batterein nicht geeingnet!
IU-Kennlinie Bis Erreichen der Gasungsspannung wird mit konstantem Strom geladen, danach Umschaltung auf U-Kennlinie, wobei die Grenzspannung unterhalb der Gasungsspannung liegt. Dadurch sinkt der Strom so stark ab, dass keine Überladung der Batterie auftreten kann.
U-Kennlinie Ladung mit konstanter Spannung. Wird die Grenzspannung erreicht wird automatisch der Strom heruntergeregelt.
W-Kennlinie Ladung nach Widerstandskennlinie, dies bedeutet sinkender Ladestrom bei steigender Ladespannung. Bei billigen Ladegeräten tritt Gasbildung mit Wasserverlust während des Nachladens auf. Für GEL Batterein nur bedingt geeingnet!
Wa-Kennlinie Wie Ladung nach W-Kennlinie, jedoch mit zeitlicher Abschaltung nach Erreichen einer Grenzspannung. Für GEL Batterein nur bedingt geeingnet!
Fazit:
Beim Ladegrät ist Sparen nicht der beste Weg. Ein gutes Ladegrät sollte die Ladespannung im oberen Bereich Begrenzen. Es sollte geeignet sein dauerhaft angeschossen zu bleiben. Dabei sollte das Gerät erkennen wenn die Batterieladung durch schleichenden Verbrauch absinkt und einen Ladevorgang initiieren. Es sollten Kontrolleuchten vorhanden sein die mindestens erkennen lassen ob die Batterie fertig geladen ist oder ob die Batterie nicht mehr voll geladen werden konnte.
Ein KFZ Ladegerät ist meistens ungeeignet weil die Stöme dieser Geräte zu hoch sind. Die Batterie wird bei zu hohen Strömen erwärmt wodurch die Ladesschlussspannung sich verändert. Der Ladestrom sollte maximal 10% der Kapapazität betragen. Z.B. 19 Ah --> max 1,9A Ladestrom.
Zu Laden über die BMW Bordsteckdose: Die Steckdose ist lt. BMW mit 2A belastbar. Der verlegte Querschnitt von 1,5A und auch eine 15A Sicherung lassen aber durchaus höhere Ströme zu.
Wer nicht sicher ist ob sein Ladegerät die erforderlichen Bedingungen erfüllt sollte das Gerät nicht dauerhaft an der Batterie lassen. Am einfachsten kann ein unsicheres Ladegrät über eine Steckdosenschaltuhr alle 7-14 Tage für 12 Stunden an die Batterei geschaltet werden. Sollte die Batterei nach den 12 Stunden deutlich warm geworden sein ist die Batterie hin oder das Ladegerät eine Entsorgung zuzuführen.
Unsichtbar und für die Batterei äusserst schädlich sind Rauschanteile im Ladestrom. Diese Rauschwerte die in den Billigladegeräten oft vorliegen und den Strom um 400% erhöhen können. Ein gutes primär getaktetes Ladegrät sollte Rauschwerte unter 5% haben. Ein Blick in die technischen Daten eines Ladegerätes sollte immer gemacht werden. Da dieses Rauschen oft im hochfrequentem Bereich stattfinden sind diese mit einfachen Mitteln nicht erkennbar. Wenn technische Daten nicht mitgeteilt werden ist das ein erster Verdachtsmoment.
