Spis treści:
- 1 Richtiges Laden ist entscheidend
- 2 Moderne Batterie- und Akkuladetechnik
- 3 Wie lange muss eine Gel-Batterie geladen werden?
- 4 Ladeverfahren für Gelbatterien mit modernen elektronischen Ladegeräten
- 5 Möglichkeiten zur Verbindung mehrerer Akkus während des Ladevorgangs.
- 6 Wie wird eine Gel-Batterie geladen – FAQ
Nicht nur die Kapazität des Akkus entscheidet über seine Lebensdauer, sondern auch die richtige Ladetechnik!
Richtiges Laden ist entscheidend
Der heutige Artikel ist ein Leitfaden für die korrekte Durchführung des Ladevorgangs für Blei-Gel-Batterien.
Moderne Batterie- und Akkuladetechnik
Wie die Batterien und Akkus sind auch die Ladegeräte ein Bereich, der sich technologisch weiterentwickelt. Moderne Ladegeräte basieren auf Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern, die den Ladevorgang in Echtzeit genauestens überwachen, um das bestmögliche Endergebnis zu gewährleisten. Im Gegensatz zu klassischen Trafogleichrichtern, bei denen der Ausgangsstrom mit der Zeit exponentiell abnimmt, liefern elektronische Ladegeräte den Ladestrom sequenziell – der Ladevorgang selbst ist in der Regel in mehrere Stufen unterteilt, nämlich Entschwefelung, Sanftanlauf, Laden mit maximaler Leistung, Absorption und Unterstützung der Spannung nach dem Ladevorgang.
Die intelligente Ladetechnologie ist so konzipiert, dass sie genaue Messungen der Batterieparameter vornimmt, um sicherzustellen, dass die Batterien so lange wie möglich halten. Einige Gel- und AGM-Batterien erfordern möglicherweise besondere Ladebedingungen. Beim Laden von Gel-Batterien sollte darauf geachtet werden, dass die Ladespannung 14,4 V nicht übersteigt, da sich bei Überschreitung dieser Spannung Luftblasen in der Gel-Elektrolyt-Struktur bilden können, was zu irreversiblen Schäden an der Batterie führt.
Wie lange muss eine Gel-Batterie geladen werden?
Die meisten Hersteller von Gelbatterien und Akkus empfehlen, dass die Zahl, die den Ladestrom (in Ampere) angibt, nicht mehr als 25 % der Zahl betragen sollte, die die Batteriekapazität (in Amperestunden) angibt. So sollte beispielsweise eine Gel-Batterie mit einer Kapazität von 20Ah mit einem Dauerstrom von höchstens 5A geladen werden, um eine möglichst lange Lebensdauer zu gewährleisten. Bei älteren Batterietypen, d. h. bei Bleibatterien mit flüssigem Elektrolyt, wird hingegen empfohlen, den Ladestrom um eine Größenordnung niedriger anzusetzen als die Kapazität. Daraus folgt, dass bei einer 20Ah-Batterie mit flüssigem Elektrolyt der Ladestrom 2A nicht überschreiten sollte.
Ladeverfahren für Gelbatterien mit modernen elektronischen Ladegeräten
Der Ladevorgang von Gelbatterien, der mit Mikroprozessor-Ladegeräten durchgeführt wird, besteht aus mehreren Phasen.
Die erste Phase umfasst die Entschwefelung des Akkus, die durch eine Messung der Spannung und Kapazität vorangegangen wird. Je tiefer der Entladungsgrad des Akkus, desto höher ist sein Schwefelgehalt. In diesem Prozess wird die verlorene Kapazität des Akkus durch die impulsartige Stromzufuhr wiederhergestellt. Anschließend erfolgt der Soft-Start, bei dem der Ladestrom etwa der Hälfte des maximalen Ladestroms für einen Akku mit bestimmter Kapazität entspricht, um sicherzustellen, dass der Akku in der Lage ist, elektrische Ladung aufzunehmen. Wenn der Akku bereits stark abgenutzt oder irreparabel beschädigt ist, wird der Ladevorgang abgebrochen.
Der nächste Schritt besteht darin, den Akku mit dem maximalen Strom für eine bestimmte Kapazität (z. B. 5A für eine Kapazität von 20Ah) bis zu einem Ladestand von 80% aufzuladen, wobei die zulässige Akkutemperatur (für Gelbatterien etwa 38°C) nicht überschritten wird.
Nach der Hauptladephase folgt die Absorptionsphase, die den Ladevorgang des Akkus abschließt, indem die restlichen 20% der Kapazität aufgeladen werden und die Spannung an den Klemmen des Akkus im Bereich von etwa 14,1V bis 14,4V (je nach Einstellung des Ladegeräteprogramms im Mikroprozessor) gehalten wird. Der Ladestrom wird allmählich reduziert, bis der Akku fast vollständig aufgeladen ist.
Probleme mit der Absorptionsphase können aufgrund einer teilweisen, dauerhaften Sulfatierung des Akkus auftreten. Da der Akku aufgrund seiner internen Widerstände automatisch (sehr langsam) entladen wird, geht das Ladegerät nach vollständiger Aufladung in den Spannungserhaltungsmodus über und hält die Spannung an den Klemmen des Akkus auf einem Niveau von etwa 13V aufrecht.
Es ist zu beachten, dass die Gesamtladezeit des Akkus vom Entladungsgrad abhängt. Unter Berücksichtigung einer Ladeeffizienz von 90% – wenn z.B. eine Gelbatterie mit einer Kapazität von 20Ah bis zu 50% ihrer Kapazität entladen ist und die maximale Stromstärke des Ladegeräts 5A beträgt – beträgt die Ladezeit bis zur vollen Kapazität ungefähr 2,5 Stunden. Dies kann je nach Schwefelgehalt des Akkus verlängert werden.
Möglichkeiten zur Verbindung mehrerer Akkus während des Ladevorgangs.
Der Ladestrom und die Ladespannung hängen nicht nur von den Batterieparametern ab, sondern auch von der Anzahl der Batterien und der Art ihrer Verbindung. Bei einer Parallelschaltung werden die gleichen Pole miteinander verbunden (z. B. der “+”-Pol der Batterie Nr. “n” mit dem “+”-Pol der Batterie Nr. “n+1” und ebenso der “-“-Pol der Batterie Nr. “n” mit dem “-“-Pol der Batterie Nr. “n+1”). Die Batterien werden dann mit der gleichen Spannung geladen, und die resultierende Kapazität ist die Summe der Kapazitäten aller an dasselbe Ladegerät angeschlossenen Batterien.
Wenn Sie z.B. drei Batterien mit einer Kapazität von 20Ah und einer Nennspannung von je 12V parallel anschließen und mit den Ausgangsklemmen des Ladegeräts verbinden, erkennt das Ladekontrollsystem dies als eine Batterie mit einer Nennspannung von 12V und einer Kapazität von 60Ah. Hochentwickelte Ladegeräte können mehrere Paare von Ausgangsklemmen enthalten, und in diesem Fall ist der Gesamtladestrom die Summe der Ströme, die von den einzelnen an das Ladegerät angeschlossenen Batterien aufgenommen werden. Bei einer Reihenschaltung hingegen sind die Batterien mit unterschiedlichen Klemmen miteinander verbunden (z. B. Zum Beispiel: die “-“-Klemme der Batterie “n” mit der “+”-Klemme der Batterie “n+1” und die “-“-Klemme der Batterie “n+1” mit der “+”-Klemme der Batterie “n+2”), wobei zu beachten ist, dass die Klemme der ersten Batterie mit höherem Potenzial (“+”) weiterhin mit dem Pluspol der Stromversorgung des Ladegeräts und die Klemme mit niedrigerem Potenzial der letzten Batterie (“-“) weiterhin mit dem Minuspol (Erde) des Ladegeräts verbunden sein muss. Bei einer solchen Verbindung addieren sich die Spannungen der Batterien, aber ihre Gesamtkapazität ändert sich nicht. Schaltet man die oben genannten Batterien in Reihe, so ergibt sich eine vom Ladegerät gemessene Spannung von etwa 36 V. Wählen Sie eine Anschlussmethode, die mit den Hardware-Fähigkeiten des Ladegeräts kompatibel ist.
