Tipps zum Akku

 

Es handelt sich hier um allgemeine Ratschläge für üblicherweise in Pedelecs und Elektro-Roller verwendetete Akkus. Hinweise und Vorschriften des Herstellers haben Vorrang. Je nach Hersteller und Typ kann es Abweichungen geben, so können z. B. manche Akkus auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt geladen werden.

  • Die Temperatur beeinflusst die Chemie des Akkus. Mit sinkender Temperatur reduziert sich die entnehmbare Energie.
  • Blei-Akkus sollen voll geladen gelagert werden und zur Sicherheit einmal im Monat nachgeladen werden.
  • Li-Akkus sollten am besten nicht voll gelagert werden, optimal sind 50%-70%, die Selbstentladung ist sehr gering, aber Achtung es können im BMS oder den Balancern oder sonstwo im System geringe Ströme sogenannte Ruheströme fließen, so dass bereits nach ein paar Wochen eine Tiefentladung und Schädigung der Akkus eintreten kann. Eine Kontrolle und evtuelles Nachladen ist deshalb unbedingt erforderlich.
  • Der optimale Lagerplatz für einen Akku ist ein kühler frostfreier Raum.
  • Das Laden sollte optimalerweise bei Raumtemperatur stattfinden. Unter dem Gefrierpunkt sollte nicht geladen werden, da der Akku dann schlecht oder gar keine Energie aufnehmen kann, manche Akkus werden sogar geschädigt. Wenn der Akku frostig gelagert wurde, dann sollte er vor dem Laden ein paar Stunden bei Raumtemperatur "auftauen" können.
  • Nach dem Laden ist das Ladegerät vom Akku zu trennen, da ein gut gemeintes dauerhaftes Laden (je nach Ladetechnik) den Akku durch ständiges Überladen schädigen kann.
  • Auch wenn das Ladegerät vom Netz getrennt ist, soll es auch vom Akku getrennt werden, da es Rückströme geben kann, die den Akku entladen.



Der Blei Akku in Elektro-Rollern
(Version 1.2/02.09.2014)

Wenn bei Elektrorollern Bleiakkus zum Einsatz kommen, dann handelt es sich in der Regel um zyklenfeste Vlies-Akkus. Bei Vlies-Akkus spricht man auch oft von AGM-Akkus, AGM steht für absorbent glass mat. Das Vlies saugt die Schwefelsäure auf und bindet sie. Das Gehäuse ist verschlossen und mit einem Überdruckventil versehen, das sich bei starkem Gasen (verursacht durch Überladen) öffnet und nach dem Druckabbau wieder vollkommen schließt. Gase (Wasserstoff und Sauerstoff), die bei normalem Laden entstehen werden rekombiniert, so dass keine Gase austreten. Der Oberbegriff für diese Bauform ist VRLA, die Abkürzung steht für valve-regulated lead-acid. Die Bezeichnung „Silicon-Akkus“ rührt von der Beimengung von Silicium her. Die englische Übersetzung für „Silicium“ lautet „silicon“.

Bei emco kommen derzeit folgende AGM- Akkus zum Einsatz: Longex 12LCP-23

Die Kapazität, die ein voller Akku bis zum Erreichen der Entladeschluss-Spannung abgeben kann, wird in Amperestunden (Ah) angegeben. Sie hängt stark vom Entladestrom und von der Temperatur ab. Die Kapazitätsangabe der Hersteller bezieht sich meistens auf eine Temperatur von 25°C und einer Entladezeit von 2, 10 oder 20 Stunden (C2, C10 oder C20, bei Akkuvergleichen daher unbedingt die Datenblätter zu Rate ziehen). Bei einer kürzeren Entladezeit mit entsprechend höherem Entladestrom sinkt die zu entnehmende Kapazität, man spricht hier vom Peukert-Effekt. Bei einem Entladestrom, den ein Elektroroller im Betrieb benötigt sinkt somit die tatsächlich verfügbare Kapazität gegenüber der Nennangabe erheblich ab. Dieser Effekt tritt bei Li-Ionen Akkus so gut wie nicht auf. Dies ist auch der Grund, warum die Reichweite bei Li-Akkus bei gleicher Kapazitätsangabe größer ist. Natürlich spielt auch das geringere Gewicht eine Rolle.

Die Anzahl der Vollladezyklen, die ein Akku erreichen kann, hängt von der Entladetiefe ab. Meistens ist die Angabe auf einen Kapazitätsverlust von 20% bis 40% bezogen, wobei eine durchschnittliche Entladetiefe von 70% bis 80% vorausgesetzt wird. Auch hier unbedingt die Datenblätter zu Rate ziehen. In den meisten Datenblättern werden als Lebensdauer 300 Ladezyklen, selten sogar 500 - 600 Ladezyklen angegeben. Diese Werte sind jedoch reine Laborwerte, die in der Praxis nicht erreicht werden können. Der Entlade- und Ladebetrieb bei unterschiedlichen Temperaturen, wechselnden und hohen Belastungen und die Verschaltung zu einem 48V-Block in Kombination mit Ladegeräten, die üblicherweise aus Kostengründen nicht temperaturkompensiert arbeiten, reduzieren die Lebensdauer. Ebenso altern Akkus "kalendarisch", so dass nach ca. 3 Jahren ein Austausch notwendig ist. In der Praxis können mit guten Akkus in Elektrorollern durchaus mehr als 10TKm erreicht werden, bevor sie verbraucht sind.

Die Spannungsangaben der Hersteller in den Datenblättern beziehen sich oft auf eine Zelle und müssen daher bei 12V-Akkus mit 6 multipliziert werden, da ein 12V-Blei-Akku aus sechs Zellen zu je 2V aufgebaut ist.

Die hier gemachten Angaben sind Richtwerte und beziehen sich auf 12V-Akkus, die Klammerwerte auf 48V-Systeme. Die exakten Angaben sind den Datenblättern der Hersteller zu entnehmen.
Die Nennspannung beträgt 12V (48V)
Die Entladeschluss-Spannung, ab der eine Tiefentladung beginnt, liegt bei 10,8V (43,2 V). Je nach Einstellung schaltet der Controller schon früher ab, um die Akkus zu schützen. Ein weiteres Entladen durch brennende Lichter oder Ruheströme kann er nicht verhindern.
Die Ladeschluss-Spannung wird in den Datenblättern der Hersteller angegeben, sie darf nicht überschritten werden. Dies ist beim Ladegerät zu berücksichtigen, um eine Schädigung der Akkus zu verhindern. Da bei Raumtemperatur die Gasung bei 14,4V einzusetzen beginnt, liegt man auf der sicheren Seite, w
enn man die Ladeschluss-Spannung auf diesen Wert begrenzt.
Die Ladeschluss-Spannung hängt auch von der Umgebungstemperatur ab, sie steigt mit sinkender Temperatur. Die Abhängigkeit ist nicht linear und liegt bei ca. 4 mV/°C je Zelle. Dies ist auch ein Grund, warum Akkus bei tiefen Temperaturen nicht vollständig geladen werden, außer man verwendet ein Ladegerät mit Temperaturkompensation. In der Regel geben die Akkuhersteller die Ladeschluss-Spannung bei 25°C an. Aus diesem Grund arbeiten Ladegeräte mit niedrigeren Ladeschluss-Spannungen, um auch ein Überladen bei hohen Temperaturen zu verhindern. Pro 10°C sinkt bei 48V-Systemen die Ladeschluss-Spannung um ca. 1V.

Übermäßiges Gasen, das ein Öffnen der Sicherheitsventile bewirkt, wird durch Überladen mit zu hoher Spannung hervorgerufen. Durch das Entweichen der Gase (Sauerstoff und Wasserstoff) und damit der Feuchtigkeit, was bei herkömmlichen Blei-Akkus durch Nachfüllen von destilliertem Wasser ausgeglichen wird, kommt es zum Austrocknen. Beim Überladen kann sich der Akku auch so stark erhitzen, dass er zerstört wird (siehe Abb. 1). Aus diesem Grund darf nur ein vom Hersteller empfohlenes Ladegerät verwendet werden.

Der Bleiakku altert durch Sulfatierung seiner Bleiplatten, dieser Prozess beginnt sofort, wenn der Akku nicht voll geladen ist. Deshalb ist es am besten, wenn der Akku nach jeder Nutzung sofort wieder an das Ladegerät angeschlossen wird.

Ein neuer oder für längere Zeit unbenutzter Akku braucht ca. 5 Ladezyklen um seine volle Leistungsfähigkeit zu bekommen. Es müssen sich erst durch den festgelegten Elektrolyten hindurch Gaskanäle ausbilden.

Bei Blei- und auch bei Li-Ionen-Akkus wird meistens das IU-Ladeverfahren angewendet, das auch CCCV (constant current constant voltage) bezeichnet wird. Es verbindet das Konstantstrom- mit dem Konstantspannungs-Ladeverfahren. Zuerst wird mit einem konstanten Strom geladen. Der Ladestrom beträgt 0,1C bis 0,2C, bei Akkus mit 40Ah sind das 4A bis 8A. Gegenüber dem reinen Konstantspannungs-Ladeverfahren wird so eine Begrenzung des sonst hohen Anfangsladestroms bewirkt. Bei Erreichen der Ladeschluss-Spannung wird von Strom- auf Spannungsregelung umgeschaltet und in der zweiten Ladephase mit konstanter Spannung weiter geladen, dabei sinkt mit zunehmendem Ladestand des Akkus der Ladestrom selbsttätig ab. Bei Unterschreitung eines minimalen Ladestroms schaltet das Ladegerät ab.

 

Abbildung 1: thermisch zerstörte Akkus durch Überladung

defekte Akkus durch Überladung

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