Ladeschlußspannung

Vielleicht ist dieser Link hilfreich!?

Bei NiCd Akkus kann man per Spannung nicht bestimmen, ob sie vollständig geladen ist. Man kann die Temperaturerhöhung der Zelle messen oder messen, wann die maximale Spannung wieder sinkt, um dies festzustellen. Am einfachsten geht das Laden, wenn die Zellen einfach mit einem Strom von 10 % der Kapazität geladen werden für 12-15 Stunden. Mit diesem Strom kann man auch 30 Stunden oder dauernd laden, ohne dass die Zellen Schaden nehmen.

73, Peter - HB9PJT

Begrenzung der Ladespannung zerstört den Akku, weil beim Erreichen der Schlussspannung nur noch ein ganz kleiner Strom fliesst. Der Strom muss mindestens 5-10 % der Kapazität betragen, sonst nimmt der Akku Schaden. Auch ist es nicht möglich, eine bestimmte Spannung zu bestimmen als Grenzspannung für das Laden. Die Spannung hängt zu stark von der Temperatur ab. Und wenn der Akku voll ist, sinkt die Spannung. Wird NiCd Akku nie voll geladen, ergibt sich der Memory Effekt.

Wenn Du schnell laden willst, dann must Du die Temperatur vom Akku als Abschaltkriterium verwenden oder den Punkt, wo die Spannung wieder zurück geht.

Ich lade meine Portabel-Akkus mit 10% Strom. Da kann ich bequem mit der Hand die Temperatur fühlen und die Temperaturerhöhung problemlos fühlen, wenn der Akku voll ist.

73, Peter - HB9PJT

Hallo,

durch die grundsätzlichen Unterschiede in der Akkuchemie bei verschiedenen Akkutypen braucht auch jeder Akku unterschiedliche Behandlung beim Laden.

Bleiakkus werdeen mit Konstantspannung geladen, der Akku sorgt (in gewissen Grenzen) selbst für die Begrenzung des Ladestroms. Lithium Zellen (LiPo, LiIo) werden mit Konstantspannung und begrenztem Strom geladen (benötigen also etwas aufwendigere Ladetechnik als Bleiakkus) Beide Akkutypen haben eine definierte Ladeschlussspannung.

Nickelzellen (NiCd, NiMh) haben einen völlig anderen inneren Aufbau. Du kannst die Zellen (wie schon erwähnt) mit Konstantstrom (10-15% C) laden und gut ist. Wenn Du vom Strom her höher gehen willst, brauchst Du eine Abschaltung, weil der Akku selbst sich gegen den höheren Strom nicht so "wehren" kann, wie z.B. ein Bleiakku. Die Abschaltung wird entweder Temperaturgesteuert (einfachste Möglichkeit, aber nicht wirklich sicher, da von der Umgebungstemperatur abhängig) oder nach Delta-Peak realisiert. Es gibt für NiCd auch Pulsladesysteme, die nach einem etwas anderen Verfahren arbeiten (aber nciht für heute erhältliche NiMh Akkus geeignet sind).

Früher haben wir Fahrakkus im Modellbau mit zeitgesteuerten Ladegeräten geladen. Also kurz gerechnet, bei 1,2 Ah Kapazität und knapp 5A Ladestrom plus Reserve, dann knapp 20 Minuten geladen. Danach haben die Zellen gut gekocht. Gehalten haben sie ungefähr 60 Zyklen... Also Leistung ohne Ende, aber sehr frühzeitiger Tod. Bei Akkus die im Rennen verwendet werden aber egal, weil die eh nach spätestens 20 Zyklen aus dem Programm geflogen sind. Also nicht wirklich Akkuschonend das Ganze.

Dann kamen die Delta-Peak Ladegeräte. Die gehen teilweise mit noch höheren Strömen und ausgeklügelter Technik ans Werk. Es wird der Spannungsabfall der Zelle bei Ladeschluss gemessen. Das sind zwischen 20mV/Zelle (NiCd) und 8mV/Zelle bei guten NiMh-Zellen. Das Ladegerät überwacht die Akkuspannung und schaltet in dem Moment ab, wo der eingestellte Deltapeak erreicht wird. Manche dieser Geräte überwachen gleichzeitig die Temperatur und die Spannungen der Einzelzellen. Akkulebensdauer mit dem Verfahren und extremen Strömen (9-10A sind da keine Seltenheit) beträgt etwa 80 - 120 Zyklen.

In der Praxis arbeitet man nicht mit diesen extremen Strömen. Aber es gibt zwei Faktoren, die einen Akku in kürzester Zeit plattmachen (immer bezogen auf Nickelzellen!):

1. falsches Laden, will heißen, überladen (also z.B. zeitgesteuert, oder einen Akku an 10%C einfach hängenlassen). Das hat extreme Lebensdauerverkürzung zur Folge. Genauso akkutödlich ist es auf Dauer, mehrere Zellen (bei Packs) in Reihe zu laden, ohne sie zumindest zwischendurch mal anzugleichen)

2. Laden von halbleeren (oder halbvollen) Akkus, wie das zum Beispiel bei schnurlosen Telefonen passiert. Da muss der Akku über Monate nur den bereich von 100% bis ca. 80% abdecken. Die Folge ist, dass der Akku nach kürzester Zeit den Geist aufgibt.

Eigentlich gibt es keinen Grund, Akkuzellen frühzeitig sterben zu lassen. Es gibt am Markt einen Haufen ICs, die den Aufbau eines einfachen Delta-Peak Ladegerätes fast ohne periphere Bauteile erlauben. Das ist allemal sicherer, als wenn einem nach zwei oder drei Tagen ein Akku hochgeht, der an einem 10%C Lader hängt (insbesondere NiMh-Akkus!).

Ansonsten haben die üblichen Verdächtigen auch gute Ladegeräte im Programm, teilweise mit Einzelzellenüberwachung (was ich immer vorziehen würde bei hohen Strömen). Wichtig ist auch daran zu denken, die Zellen vor dem Laden auf ihre Entladeschlussspannung zu entladen (also auf 0,8V/Zelle bei NiMh und 0,6V/Zelle bei NiCd).

73 de Stefan, DO7SKE

Hallo,

Die wesentliche Info vorab: die Spannung, die ein NiCd (oder NIMh) - Akku im vollgeladenen Zustand erreicht, ist von etlichen Faktoren abhängig und kann daher nicht zur Vollerkennung genutzt werden.

Einflußkriterien sind unter anderem:

** der Aufbau der Zelle selbst (schnellade / nicht schnelladefähig --> Innenwiderstand) sowie das Alter, NiCd's werden mit zunehmendem Alter hochohmiger, somit steigt bei gleichem Ladestrom die Klemmenspannung.

** Zelltemperatur (NiCd - Akkus haben einen negativen Temperaturkoeffizienten)

** Art des Ladevorgangs (Schnell / Normalladung)

** Art der vorangegangenen Entladung (Teil / Voll / Selbstentladung), sowie der damit einhergegangene Entladestrom

Wie hier schon erwähnt wurde, eignet sich zur Ladung nur entweder die Konstantstrommethode (üblicherweise 0,1C = 1/10 der Nennkapazität) oder Schnelladung mit Vollerkennung nach dem delta peak - Verfahren, wenn der Akku voll wird, geht die Klemmenspannung bei konstantem Ladestrom um einige mV zurück, dies wird zur Voll - Erkennung genützt (Stichwort sample & hold). Der Ladestrom sollte in diesem Fall mindestens 1C betragen, da der Spannungsknick sonst zuwenig ausgeprägt ist.

Brauchbare Informationen finden sich auch hier --> *klick*

Wie DO7SKE angemerkt hat, sind geeignete Ladeverfahren vor allem im Modellbau verbreitet, die haben bei den elektrisch angetriebenen Modellen sehr bald die Notwendigkeit erkannt, da die Akkus sonst kaum brauchbare Zyklenzahlen erreicht haben (der obige link stammt auch aus dieser Ecke).

Für weniger "radikale" Anwendungen ist auch dieses Ladesystem anwendbar --> *klick*.

Hallo, auch wenn sicher einige anderer Meinung sind, würde ich die Akkus bis 1,45-1,5V/Zelle laden. Ein Regler wie z.B. der L200 kann sowas. Spannung einstellen auf Umax und den Strom auf den für die Akkus höchst zulässigen Wert. Ne andere Variante, ist aber schon einige Jahre her: Ein Taktgeber der alle halbe Minute ein Relais anziehen lässt. Der Schließer legt eine Reihenschaltung von einem Lastwiderstand und einem Elko an den Akku. Übersteigt die Akkuspannung den eingestellten Schwellwert wird der Taktgeber "festgehalten", wenn nicht fällt das Relais wieder ab und gibt mit seinem Öffner den Ladestrom wieder frei bis zur nächsten Messung. 73 de Reinhard DL5ZA

... wobei zu berücksichtigen ist, dass die Relais-Lösung nur bei NiCd-Zellen halbwegs zufriedenstellend funktioniert (Impulsladung). NiMh-Zellen nehmen so eine Behandlung extrem übel.

73 de Stefan, DO7SKE

Hallo Stefan, war nicht von NC-Zellen die Rede? Und unter "Impulsladung" verstehe ich aber auch was anderes als ne halbe Minute laden und dann messen und wieder weiter laden. Wenn ich z.B. bei meinem Akkuladecenter von ELV die Zellenspannung beobachte dann wird die auch periodisch getestet...egal ob nun NiCd oder NiMh.

Du hast recht, es war von NiCd Zellen die Rede, sorry, mein Fehler

Manche Schnelladegeräte unterbrechen den Ladestrom auch zum Messen kurzzeitig (1 sek. pro Minute). Andererseits lässt sich auch ohne abschalten des Ladestroms der Delta-Peak messen.

73 de Stefan, DO7SKE