Warngerät
gegen Tiefentladung von Windenakkus
Um nach einer Saison oder gar früher
einen
Akkuwechsel zu vermeiden, ist ein Warngerät gegen Tiefentladungen
von
Windenakkus eine
sinnvolle Möglichkeit dieses zu verhindern. Da eine
Tiefentladung eine der negativen,
schädlichen
Eigenschaften für einen Bleiakku ist. Er
reagiert darauf mit einem irreparablen, immer
größer werdenden Ri und
einer Verringerung seiner Kapazität.
Wirkungsweise: Da sich mit der Entladung
die Säuredichte verändert, was wiederum
den Ri der Batterie vergrößert, wird der größere
Spannungseinbruch vom Gerät erkannt und signalisiert ihn.
Verwendet habe ich wie bereits bei
meinem Modellsucher einen Pieco mit gesamter Elektronik und
Gehäuse eines Einbruchwarngerätes.
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Die Wirkungsweise des Gerätes beruht im
wesentlichen auf
der inneren
Widerstandsänderung des Akkuns und des daraus resultierenden
Spannungsabfall.
Da sich mit der Entladung die
Säuredichte verändert, was
wiederum den Ri der Batterie vergrößert, wird der
größere Spannungseinbruch vom
Gerät gemessen und signalisiert.
Vor
Jahren wurde die Säuredichte mit einem Aräometer
(Gewicht/Volumen) gemessen. was eine sehr genaue Aussage des
Ladezustandes erbringt, dieses wird heute durch die praktizierten
Messmöglichkeiten kaum noch gemacht.
Wieder einmal habe ich, wie in
vielen meiner
entwickelten Schaltungen das ICL 7665 verwendet. Es hat eine
interne Referenzspannung und ist somit weitestgehend Temperatur- und
Spannungsstabil.
Der Spannungsteiler für die Eingänge des IC`s ist mit drei
Festwiderständen
gemacht, zur Einstellung habe ich einem Spindeltrimmer verwendete.
Als akustischen Kontroller wurde ein
Piezo mit
seiner vorhandenen Elektronik aus einem Fenster- und Türen-
Alarmgeber
(cá 2EURO im
Baumarkt) verwendet. Siehe auch hier
unter Nachtrag. Dieser soll den möglichen Weiterbetrieb der Winde
durch
einen lauten
Sirenenton verhindern.
Ist der Warnton zu laut, kann dem mit
einem
Vorwiderstand von 47 ... 470 Ohm wie im SB eingezeichnet,
abgeholfen
werden.
Die Piezoansteuerelektronik muss aber dann mit einem Elko abgeblockt
werden. Im SB 10uF.
Die beiden 1N 4148 Dioden dienen als Verpolungsschutz.
Gleichzeitig wird
bei der einen die
Elektronik für die Kontrollsignale vor Spannungsspitzen
geschützt, indem der 10uF Elko
die
Glättung
vornimmt. Den eingebauten Schalter habe ich verwendet und dem SB
entsprechend verdrahtet. Der Reedkontakt in der Piecoelektronik kann
verbleiben. Ich
habe ihn ausgebaut und kann ihn eventuell in einer anderen Schaltung
mit
dem Magneten des Alarmgebers verwenden.
Die
Kontrolle findet in 2 Stufen statt.
Wobei in der ersten, optischen Stufe, die LED als Vorwarnung (je nach Einstellung) bei 10,5 ... 11 V erlischt. Was bei einer Belastung der Winde noch keine Tiefentladung signalisiert. Wohl aber, dass der Akku sich der Entladung nähert.
Die zweite, schon kritische Stufe
signalisiert
akustisch mit dem Piezo die erreichten (je nach Einstellung) 10
... 10,3 V
(R=1k) bzw die Vorwarnung 10 ... 10,5 V
(R=1,2k), die je nach Einstellung und Wahl der
Widerstandswerte, die Entladung signalisiert.
Meine Empfehlenswerte zur
Einstellungsdifferenz, von der ersten zur
zweiten Stufe beträgt 0.5
V. Dann wäre der Widerstand zwischen den beiden
Eingängen des ICL 7665
1,2k.
Bei einer weiteren Betätigung der
Winde unter Last,
mit erfolgtem Signalton, kann der Akku einen Schaden nehmen. Um dieses
zu vermeiden, sollte ein
Akkuwechsel oder
eine
baldigste Aufladung erfolgen. Auf keinen Fall erst z. B. nach einer
Woche, wenn wieder die Winde gebraucht wird! Dann
erfolgt durch die 0,3% /Tag stattfindende Selbstentladung
eine Tiefentladung!
Die geringe Belastung, wie z. B. das
Aufwickeln der
Leine,
kann aber bedenkenlos gemacht werden.
Da der Autoakku, wie bereits erwähnt, eine
relativ große Selbstentladung hat, sollte bei längeren
Lagerungen nach einigen Monaten eine geregelte Aufladung erfolgen. Die Selbstentladung beträgt etwa
100%
/ Jahr. Das sind etwa 0,3% / Tag.
Es wird deshalb ein leerer Akku allein durch das Lagern bis
zum nächsten Wochende geschädigt, wenn er erst dann wieder
gebraucht und geladen wird!
Die Einstellung des Gerätes wird am
Besten an einem
regelbaren Netzgerät gemacht, indem das akustische Signal bei
10 V (oder etwas höher ...10,4V)
einsetzt.
Grundlagen in der E.-Technik sind dabei vorteilhaft, besonders um den passenden Signalpunkt "Akku leer" einzustellen. Als Hilfe kann der Kaltstrom zu Hilfe genommen werden, der bei einer Batterie besagt, dass die Spannung auf 10 V absinkt. Also wäre der Ri nach dem ohmschen Gesetz 2V / 700A = 2,86mOhm bei einem intakten, geladenen Akku. Da die Winde aber nur z. B. 350A bei Volllast aufnimmt, wäre der Akku beim erreichen der Klemmspannung von 10V entladen.
Bei längeren Ladungen mit einer
höher eingestellten
Ladeschlußspannung, tritt ein Gasen im Ladeendbereich auf.
Deshalb ist es
besser die Ladeschlußspannung auf 14,3 V ein zu stelllen.
Weil sonst eine
(wenn auch minimale) Elektrolyse stattfindet. die zu der Gasung
führt.
Es findet dann die Spaltung des Wassers im Elektrolyten statt, der dies
in
Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Diese Gase ergeben das bekannte
Knallgas
und es besteht Explosionsgefahr.
Der Grund wiederum liegt darin, dass im Ladeendbereich keine
elektrochemische
Umwandlung der Platten mehr stattfindet und die weiterhin
zugeführte
elektrische Energie zu dieser Elektrolyse führt.
Danach muss meistens destilliertes Wasser nachgefüllt
werden, da sonst
die nicht mehr im Elektrolyten stehenden Plattenteile die
Kapazität verkleinern
und auch die Platten zerstören.
Man erkennt, dass eine
gewisse Komplexität für die Messung und Bestimmung des
Entladepunktes bei einem
Bleiakku besteht. Zumal sich der Ri, wie auch die Kapazität
mit der
Gesamtbetriebszeit und Alter ständig negativ verändert (
Lade-
Entladezyklen und
Lagerzeit).
Ebenfalls
entsteht eine schnellere Alterung durch unsere Zweckentfremdung der
Windenakkus. Es sind die am laufenden Band stattfindenden Hochstarts
ohne
sofortige Nachladung. Da für eine PKW konzipierte Batterie
hierbei nicht
die im PKW erforderliche ständige Zwischenladung, Aufladung
bekommt. Dieses kommt
schon einer Vergewaltigung nahe.
Fazit:
Eine rechtzeitige Unterbrechung der Entladung, und
möglichst baldige Wiederaufladung
trägt zu einer längeren Lebenszeit bei,
wobei
dieser
Akkukontroller beitragen soll.
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im Dez. 2009 Hg