Batterieladung

Aus der Mikrocontroller.net Artikelsammlung, mit Beiträgen verschiedener Autoren (siehe Versionsgeschichte)
Wechseln zu: Navigation, Suche

(auch "Akkulogie")

Typen wiederaufladbarer Batterien bzw. Akkumulatoren[Bearbeiten]

  • Klassischer Blei-Säure-Akkumulator (oder auch Sammler genannt) Beispiel: klassische Autobatterie.
  • Blei-Gel-Batterie: Verwendung auch "über Kopf" in der Luftfahrt, Seefahrt
  • Nickel-Cadmium-Batterien
  • Nickel-Metallhydrid-Batterien
  • Lithium-Ion-Batterien
  • LiFePO4-Akkus -> Siehe: LiFePO4

Ladeverfahren Blei-Säure/Blei-Gel[Bearbeiten]

W Verfahren[Bearbeiten]

Ladung über die Widerstandskennlinie der Batterie und des Ladegerätes. Zu Beginn der Ladung wird der Ladestrom hoch sein und schliesslich gegen Null gehen, die Spannung steigt an und kann die Gasungsspannung deutlich überschreiten. Die üblichen billigen Ladegeräte für Autobatterien arbeiten nach diesem Prinzip. Hier muss nach Erreichen von etwa 14,4 V (bei Blei-Säure Batterien) die Ladung unterbrochen werden. Bei zu kräftigen Ladegeräten kann der Ladestrom sehr große Werte erreichen und die Batterie zerstören oder erhitzen. Es kann nicht die gesamte Kapazität der Batterie genutzt werden.

W-U0 Verfahren[Bearbeiten]

siehe Solarregler

I0 Verfahren[Bearbeiten]

Der Strom wird hier konstant gehalten. Die Batteriespannung kann schliesslich hohe Werte erreichen. Die Ladung muss bei Bleiakkumulatoren bei Erreichen der Gasungsspannung beendet werden. Die Kapazität kann nicht vollständig genutzt werden.

U0 Verfahren, bzw. W-U0[Bearbeiten]

Hier wird eine konstante Spannung von (typischerweise) 2,3 V pro Zelle auf die Batterie gegeben. Es kommt zu einem hohen Ladestrom, der das Ladegerät zu einer Begrenzung des Ladestromes bringen kann (dann W-Kurve). Der maximale Ladestrom muß auf den maximal zulässigen Strom laut Batteriehersteller begrenzt werden. Dieses Ladeverfahren wird z.B. bei Blei-Gel-Akkus in unterbrechungsfreien Stromversorgungen angewendet.

U0I0 Verfahren ("U Null")[Bearbeiten]

Hier wird eine Ladung mit konstantem Strom begonnen bis zu einer gewissen, von Batterietyp, Ladegerät und Temperatur abhängigen Spannung. Danach folgt eine längere Phase der Erhaltungsladung (U0), bei der die Spannung konstant unter der Gasungsspannung (etwa 13,8 V) gehalten wird. Dieses Verfahren ist geeignet die Batteriekapazität annähernd auszuschöpfen und schont die Batterie bzw. die Lebensdauer der Batterie.

Solarregler[Bearbeiten]

Solarladeregler unterbrechen oft einfach über ein Relais oder Power FET den Ladestrom wenn die Gasungsspannung erreicht wird. Wenn die Batteriespannung abfällt (unter einen bestimmten Wert) wird die Ladung erneut gestartet. Sie würden dann in die Kategorie der W-UO Ladegeräte fallen.

Ladeverfahren NiCd/NiMh[Bearbeiten]

Konstant-Strom zeitgesteuert[Bearbeiten]

Hierbei wird mit einem konstanten Strom über einen festen Zeitraum geladen. Die Ladung ist spätestens beim Erreichen des 1.4-fachen der Nennkapazität zu beenden. Dieser Wert findet sich meist auf dem Akku aufgedruckt. Formel: T=(C / I) * 1.4

Delta-U[Bearbeiten]

Dieses Verfahren wird bei modernen prozessorgesteuerten Ladegeräten angewendet. Der Akku wird mit einem vorgegebenen Ladestrom geladen, dabei wird die Akkuspannung überwacht. Sobald die Akkuspannung nicht mehr ansteigt oder leicht abfällt, wird der Ladevorgang beendet, bzw. auf Erhaltungsladung umgeschaltet. Der Vorteil hier ist, daß immer bis zum Erreichen der tatsächlichen Kapazität geladen wird. Beim Laden mit sehr starken Strömen sollte eine Sicherheitsabschaltung über Zeit, bzw. Akku-Temperatur erfolgen, falls der Ladeschluß nicht korrekt erkannt wird.


Projekte im Forum[Bearbeiten]

Anwendungshinweise[Bearbeiten]

  • Blei-Säure-Akkus nie trocken werden lassen.
  • Blei-Akkus immer im voll geladenen Zustand lagern.
  • Spannung bei Blei-Akkus NIE unter etwa 1,75V pro Zelle fallen lassen.
  • Zu hohe Ladeströme vermeiden. Datenblatt beachten!
  • Blei-Akkus nur für kurze Zeit über die Gasungsspannung bringen. Dieser Zustand sollte speziell bei versiegelten Akkus vermieden werden (Blei-Gel)

TODO[Bearbeiten]

  • Die Batteriekapazität und Verfahren zu deren Bestimmung
  • Batterielebensdauer, und Faktoren die diese beeinflussen.
  • Batterieauffrischer
  • Sulfatierung / Tiefentladung
  • Alterung
  • Selbstentladung
  • Regeneration tiefentladener und unbrauchbarer Batterien
  • Batteriespannung - Batteriekapazität Kennlinie

Weblinks[Bearbeiten]