Werden AGM Batterien bei leicht niedrigerer Ladeschlussspannung trotzdem voll?

[JulianBuss]

Nun habe ich mal was für die echten Experten hier: Gegeben sei eine AGM Batterie die laut Hersteller eine Ladeschlussspannung von bei 20° benötigt.

Wenn sie aber nur mit z.B. 14,1V, aber dafür mit deutlich längerer Konstantspannungsphase (z.B. 8h statt 4h) geladen wird: Wird die Batterie wirklich vollständig geladen?

Es gibt ja ohne Ende Boote mit einem Diodenverteiler, wo an der Batterie effektiv eine deutlich niedrigere Spannung ankommt als von der Lichtmaschine abgegeben. Oder der Landstrom-Lader ist falsch konfiguriert, weil der Skipper nicht weiß, dass seine neuen AGMs eine höhere Spannung benötigen.

Dazu ein paar Thesen:

1. Ein Ladegerät schaltet von der Konstantstromphase in die Konstantspannungsphase um, wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist. Durch die Verringerung der Ladeschlussspannung verkürzt sich die Konstantstromphase also deutlich. Wenn sagen wir mal die eigentlich gewünschte Ladeschlussspannung von 14,6V bei einem Ladezustand von ca. 80% erreicht ist, wäre bei 14,1V ein deutlich niedrigerer Ladezustand - sagen wir mal 70% - erreicht.

Das könnte dann durch die längere Konstantspannungsphase ausgeglichen werden?

2. Durch die niedrigere Spannung fliesst in der Konstantspannungsphase weniger Strom in die Batterie. Es dauert länger, bis sie potentiell voll ist. Aber wie viel länger?

3. Könnte der Ladestrom durch die niedrigere Spannung so weit fallen, dass er nicht mehr ausreicht, um in der Batteriechemie irgendeine Wirkung zu erzielen - sie also nicht mehr wirklich voll laden zu können?

Ich möchte gerne verstehen, was in so einem Fall wirklich mit der Batterie passiert - der Hersteller wird ja einen Grund haben, warum er eine bestimmte Spannung als erforderlich ansieht und entsprechend auf die Batterien druckt.

[dete]

Moin Julian,
ja die Batterie wird voll geladen, dauert halt länger. Wie lange genau ist ohne sehr präzise Messtechnik nicht wirklich zu bestimmen.
Ein guter Kompromiss ist die in neueren Ladegeräten verwendete Methode ab einem bestimmten geringen Ladestrom die Batterie als voll zu betrachten und in Erhaltungsladung zu schalten . Üblicherweise ist der Wert 0,1% der Kapazität in A (bin mir nicht ganz sicher mit dem Prozent-Wert)

Ansonsten die Broschüre „immer Strom“ bei Victron herunterladen, da gibts eine Menge Erklärungen dazu.

Grüße
Detlef

[JulianBuss]

Zitat von dete

Ansonsten die Broschüre „immer Strom“ bei Victron herunterladen, da gibts eine Menge Erklärungen dazu.

habe ich natürlich bereits gelesen Aber eine konkrete Antwort - vor allem bzgl. der Dauer wie viel länger es dauert - habe ich dort auch nicht gefunden.

[Joggel]

Hallo
Ersteinmal, ich bin kein Experte.
Ich gehe davon aus das die Batterien auch voll werden wenn die Ladeschlußspannung nicht erreicht wird. Die Batterie ist voll wenn sie nur noch minimal Strom aufnimmt.
Ein Beispiel bei mir. Meine Geelbatterien bekommen im Frühling wenn es noch kalt ist, bis 29,2 Volt Ladespannung. Im Sommer wenn der Motorraum warm ist nur 24,2 Volt. Und werden auch voll.
Durch die Temperaturkompensation von 0,06 Volt je Grad.
Es dauert im Sommer länger als wenn es deutlich kälter ist. Ich nehme an das die Batterien eben vor zu viel Wärme durch den Chemischen Prozess geschützt werden sollen.
Fazit. Man kann die Ladeschlußspannung ausreizen, muß es aber nicht. Das ist meine Meinung, muß aber nicht jedem zusagen.
Gruß Joggel. Und jetzt lüncht mich.

[dete]

Ok, das mit der Broschüre dachte ich mir fast

Das Problem ist tatsächlich den ganz genauen Punkt der Volladung zu ermitteln, bei offenen Batterien geht es mit einem Säureheber bei AGM is das ja eher schwierig. In der Praxis ist es aber unerheblich, ob zu 99 oder 100% voll, daher ist die Strommessung eine gute Methode.

Grüße
Detlef

[JulianBuss]

Zitat von dete

Ok, das mit der Broschüre dachte ich mir fast

Das Problem ist tatsächlich den ganz genauen Punkt der Volladung zu ermitteln, bei offenen Batterien geht es mit einem Säureheber bei AGM is das ja eher schwierig. In der Praxis ist es aber unerheblich, ob zu 99 oder 100% voll, daher ist die Strommessung eine gute Methode.

Grüße
Detlef

Das muss man doch rechnen können. Wie viel Strom nimmt die AGM Batterie während der Konstantspannungsphase in der ersten, zweiten, dritten, vierten Stunde auf bei 14,1V gegenüber 14,6V? Kommt da I = U/R zum tragen bei gleichbleibendem Innenwiderstand von z.B. 4,5mOhm? Kann irgendwie nicht stimmen, da kommen ja seeeehr kleine Zahlen bei heraus.

Nehmen wir als Beispiel die 200Ah AGM Batterie. Konstantspannnungshase bei 14,6V entspricht - im erdachten Beispiel - 80%, es fehlen also noch 20% = 40Ah (Ladungsverluste mal außen vor gelassen). Nehmen wir weiter eine Konstantspannungsphase von 4h an.

Der Strom nimmt während der Konstantspannungsphase soweit ich bisher gelernt habe grob quadratisch ab.

Stark vereinfachtes Beispiel:

1. Stunde 20A
2. Stunde 10A
3. Stunde 5A
4. Stunde 2,5A

Summe 37,5A -> wird fast voll.

Wie würde sich das jetzt bei 14,1V verhalten? Wo sind die Elektrotechniker, wenn man sie mal braucht...?

Das mit dem Schweifstrom ist ganz bestimmt eine gute Methode. Können nur nicht alle Lader Und bei einem Solarlader hat das auch Nebeneffekte - wenn z.B. der Schweifstrom für 1m betrachtet wird, aber einfach mal 2 Minuten lang eine dicke Wolke am Himmel ist, funktioniert das Prinzip nicht.

[skibo]

Wenn ich als Batterie das hier lesen würde, würde ich, aus Prodest, keinen Strom mehr aufnehmen.

[Joggel]

Zitat von skibo

Wenn ich als Batterie das hier lesen würde, würde ich, aus Prodest, keinen Strom mehr aufnehmen.

Hallo Klaus
Du weißt was mit Streikenden passiert, die werden entlassen und können sich beim Recyclinghof melden.
Gruß Joggel

[skibo]

Als Batteriebetriebsratsmitglied genieße ich Kündigungsschutz.

[uli07]

Der hat immer so tolle Ideen und Fragen. Braucht er wohl für seinen Selbstdarstellerblock.

[Oldskipper]

Diese Überlegungen sind alle praxisfremd. Im Betrieb lade ich die Batterie unter Motor. Dann wirft Mutti den Föhn an oder es kocht einer Kaffee. Zwischendurch läuft das Bugstrahl oder die Ankerwinsch.
Die Batterie kommt quasi nie auf 100 Prozent bzw durchläuft so eine Ladezyklus niemals komplett.
Erst wenn alles abgeschaltet ist und nur noch das Ladegerät dran ist, ist es wie im Lehrbuch. Dann hängt auch keine Diode dazwischen.
Während der Nutzung des Bootes ist diese Überlegung damit hinfällig. Am Steg ohne Nutzung entfällt die Frage.
Ansonsten wird jede Batterie irgendwann voll, solange Strom hinein fließt. Das ist quasi immer der Fall, wenn die angelegte Spannung höher ist, als die Ruhespannung der Batterie.
Diese Absorptionsphase dient eigentlich nur dazu, durch leichte Überladung und zarte Gasbildung, Ablagerungen auf den Platten zu vermeiden und die Lebensdauer zu erhöhen. Mein Solarregler macht das alle 28 Tage, wenn keine Nutzung erfolgt.

[JulianBuss]

Zitat von Oldskipper

Ansonsten wird jede Batterie irgendwann voll, solange Strom hinein fließt. Das ist quasi immer der Fall, wenn die angelegte Spannung höher ist, als die Ruhespannung der Batterie.
Diese Absorptionsphase dient eigentlich nur dazu, durch leichte Überladung und zarte Gasbildung, Ablagerungen auf den Platten zu vermeiden und die Lebensdauer zu erhöhen.

Danke Oldskipper, das ist eine erstmal eine Antwort, mit der ich etwas anfangen kann.

[tritonnavi]

Zitat von JulianBuss

Nun habe ich mal was für die echten Experten hier: Gegeben sei eine AGM Batterie die laut Hersteller eine Ladeschlussspannung von bei 20° benötigt.

Wenn sie aber nur mit z.B. 14,1V, aber dafür mit deutlich längerer Konstantspannungsphase (z.B. 8h statt 4h) geladen wird: Wird die Batterie wirklich vollständig geladen?

Es gibt ja ohne Ende Boote mit einem Diodenverteiler, wo an der Batterie effektiv eine deutlich niedrigere Spannung ankommt als von der Lichtmaschine abgegeben. Oder der Landstrom-Lader ist falsch konfiguriert, weil der Skipper nicht weiß, dass seine neuen AGMs eine höhere Spannung benötigen.

Dazu ein paar Thesen:

1. Ein Ladegerät schaltet von der Konstantstromphase in die Konstantspannungsphase um, wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist. Durch die Verringerung der Ladeschlussspannung verkürzt sich die Konstantstromphase also deutlich. Wenn sagen wir mal die eigentlich gewünschte Ladeschlussspannung von 14,6V bei einem Ladezustand von ca. 80% erreicht ist, wäre bei 14,1V ein deutlich niedrigerer Ladezustand - sagen wir mal 70% - erreicht.

Das könnte dann durch die längere Konstantspannungsphase ausgeglichen werden?

2. Durch die niedrigere Spannung fliesst in der Konstantspannungsphase weniger Strom in die Batterie. Es dauert länger, bis sie potentiell voll ist. Aber wie viel länger?

3. Könnte der Ladestrom durch die niedrigere Spannung so weit fallen, dass er nicht mehr ausreicht, um in der Batteriechemie irgendeine Wirkung zu erzielen - sie also nicht mehr wirklich voll laden zu können?

Ich möchte gerne verstehen, was in so einem Fall wirklich mit der Batterie passiert - der Hersteller wird ja einen Grund haben, warum er eine bestimmte Spannung als erforderlich ansieht und entsprechend auf die Batterien druckt.

Der Hersteller druckt oftmals einen Bereich für die erhöhte Ladeschlussspannung auf die Batterie.
Auf einer Effekta AGM-Batterie, die ich habe steht diesbezüglich z.B. 14,4V - 15,0V drauf.

Interessant sind z.B. ein paar Ladeanweisungen der Fa. Exide, wo es um Kapazitätstests geht:

Dort heißt es (Zitat):

Kapazitätstest
Um sicherzustellen, dass die Batterie vor einem
Kapazitätstest (z.B. Abnahmetest in der Anlage)
voll geladen ist, können folgende IU-Ladeverfahren
angewendet werden:
Möglichkeit 1: Ladespannung gem. Tabelle 2,
≥ 72 h.
Möglichkeit 2: 2,40 V/Z, ≥ 16 h (max. 48 h),
gefolgt von Laden gem. Punkt
2.3, ≥ 8 h.

In der Tabelle 2 werden gängige Erhaltungsspannungen angebenen 2,23-2,25V/Z). Punkt 2.3 ist wiederum Erhaltungsladen.

Fazit: auch mit mindestens 72h Erhaltungsspannung (also rund 13,5V) hat man, vergleichbar mit schnelleren Ladearten bei höherer Spannung, die Voraussetzung für einen Kapazitätstest geschaffen.
Die Batterie ist dann gem. Exide voll geladen.

Mit jeder Ladeschlussspannung, die zwischen diesen beiden Spannungen liegt, geht das natürlich auch, nur müsste die Absorptionszeit bei z.B. 14,1V Ladeschlussspannung natürlich länger sein, als bei 14,4V.

Wie lang die Absorbtionszeit sein muss, damit man von einer voll geladenen Batterie ausgeht, kann man m.E. schlecht berechnen.
Exide geht in den o.a. Anweisungen auf Nummer sicher und nennt von vornherein relativ lange Zeiten, damit in jedem Fall sicher gestellt ist, dass eine Batterie bei einem Kapazitätstzest voll geladen ist.

Wenn man es genau wissen will, welche Absortionszeit bei welcher Ladeschlussspannung dafür mindestens nötig ist, muss man halt echte Kapazitätstest mit neuwertigen Batterien durchführen.
Dabei ist aber zu beachten, dass die notwendigen Absorptionszeiten, zusätzlich von der Ladestromstärke in der Konstantstromphase abhängig ist:
Je größer der Konstantstrom, desto länger muss die Absorptionsphase dauern.