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Akkus - Good 2 Know

 
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Kay-Dee
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Anmeldedatum: 08.04.2008
Beiträge: 2940
Wohnort: Hamburg Norderstedt
Alter: 49

BeitragVerfasst am: 09.09.2012, 12:08    Titel: Akkus - Good 2 Know

Akkus!

Warum verwenden wir Akkus?

NiMH-Akkus haben eine Nennspannung von 1,2V. Das lässt sie zunächst den "herkömmlichen" Batterien mit ihrer Spannung von 1,5V unterlegen erscheinen. Der Spannungsverlauf beim Entladen macht hier aber den Unterschied aus.
Ein NiMH-Akku hat einen sehr flachen Spannungsverlauf beim Entladen. Das bedeutet, dass die Spannung beim Gebrauch des Akkus fast bis zum Ende seiner Kapazität bei 1,2V bleibt. Erst zum Schluss fällt dann die Spannung sehr stark ab.

Entladen / Laden von NiMH-Akkus

Im Umgang mit NiMh Akkus sollte man einige beachten, für eine längere Nutzung immer vollständig entladen.
Die Entladeschluss Spannung sollte ca. 0,7-0,9 Volt sein, wenn man Nimh`s mit einem Ladegerät (Entladeschale) entlädt.
Nennspannung ist 1,2(5) V und Ladeschlusspannung 1,45 V
Nahezu alle erhältlichen NiMH-Akkus sind schnelladefähig.
Der Ladestrom wird dabei nach oben hin prinzipiell durch zwei Faktoren begrenzt:
Die durch den Ladestrom verursachte Wärmeentwicklung und die sichere Erkennung eines vollgeladenen Akkus. Hitze ist für NiMH-Akkus schädlich. Wenn sie beim Laden oder Entladen zu warm werden, wirkt sich das negativ auf die Lebensdauer aus. Wärme wird dabei deshalb erzeugt, weil die Übergangsstellen und Verbindungsleitungen im Akku einen ohmschen Widerstand bilden, der bei Stromfluß warm bzw. heiß wird und die elektro-chemische Umwandlung mit einem Wirkungsgrad von weniger als 100% pasiert. Wenn mit hohen Ladeströmen gearbeitet wird, ist eine sichere und vor allem schnelle Erkennung des Zustands "Akku vollgeladen" unabdingbar, da ab dem Zeitpunkt der Volladung der Akku keinen weiteren Strom mehr speichern kann und somit ein weiterhin anliegender Ladestrom eine große Verlustleistung erzeugt, wodurch der Akku sehr heiß wird. Gleichzeitig wird im Akku Sauerstoff erzeugt, der aufgrund der vergleichsweise großen erzeugten Mengen keine Zeit hat, wie bei niedrigen Strömen langsam absorbiert zu werden. Dadurch steigt der Innendruck
schnell stark an und bringt das Überdruckventil zum Bersten. Der Akku befindet sich dann in den ewigen Jagdgründen. Zudem ist dies wegen der austretenden Lauge nicht ganz ungefährlich.

Ladezeit / Ladestrom (wichtiges Auswahlkriterium beim Ladegerät)

Die Ladezeit läst sich mit Akkukapazität und Ladestom ungefähr berechnen.
Kapazität/Ladestrom = Ladezeit
1000mAh / 500mA = 2h
Temperaturbedingte Ladepausen verlängern die Ladezeit

Ein Ladestom von 1C hat sich bei einem großteil der aktuellen NiMh Akkus bewährt (Ladestom in höhe der Kapazität der Zelle), Ausnahmen sind hier spezielle Hochleistungszellen welche mit bis zu 3C geladen werden können

Aktuelle Beispiele hierfür

  • CS-Factory NiMH Akku 1,25V Micro AAA 780 SCS (3C = 2,4A Herstellerangabe)
  • CS-Factory NiMH Akku 1,25V Micro AAA 1050 (1,5C = 1,5A Herstellerangabe)
  • TRP Racing Power 747mah AAA Stock Spec (bis 3C = 2,2A Erfahrungswert durch Forenmitglieder)
  • 750 Wurks Akkus AAA r1 UHO (bis 4C = 3A Erfahrungswert durch Forenmitglieder)
  • 990 Wurks Akkus AAA r1 1.25V (bis 3C = 3A Erfahrungswert durch Forenmitglieder)


Die Akkus sollten sofort nach dem Laden verwendet werden, da sie im warmen Zustand die volle Leistung bringen.Idea

In Reihe geschaltete Akkus

Mini-Z Fahrzeuge benötigen mehr als eine einzige Akku-Zelle, da sie eine höhere Spannung benötigen. Dazu werden Vier Akkus in Reihe geschaltet, so dass sich die Einzelspannungen addieren.
Die Gesamtkapazität der in Reihe geschalteten Akkus entspricht aber nur der des Akkus mit der geringsten Kapazität. Das kann negative Folgen haben, wenn einer der Akkus eine geringere Kapazität hat als der Rest:
beim Entladen nimmt die Spannung eines Akkus langsam ab. Ist nun ein Akku schwächer als die anderen im gesamten Akkusatz, so kann er bereits vollständig entladen sein, während der gesamte Akkusatz noch über
genügend Spannung verfügt, um das Fahrzeug in dem es sich befindet weiter zu betreiben. Dadurch kann ein bereits vollständig entladener Akku auf eine Spannung von unter 0V fallen, er wird also sozusagen von den
restlichen Akkus im Akkupack negativ aufgeladen. Auch gute Akkus überleben das nicht lange (sie werden Irreversibel geschädigt)!

Das geschilderte Problem ist die häufigste] Ursache für defekte Akkus, daher:
Nur Akkus mit gleicher Kapazität und gleichem Ladezustand gemeinsam verwenden und einen solchen Akkusatz niemals vollständig Leersaugen.
Oft merkt man schon, wenn ein Akku eines Akkusatzes leer ist.
Das Fahrzeug Verliert deutlich an Performance. Es ist dann wichtig, sofort die Akkus Wechseln um den leeren Akku nicht zu schädigen.
Wegen des oben geschilderten Effekts hat es sich bewährt Akkus zu nummeriert und ab und zu ihre Kapazität zu testen. Bei starken Kapazitätsunterschieden die Akkus neu nummerieren (selektieren).

Ladegerät

Wer einen Universallader hat kann auf Ladeschalen zurückgreifen, Nachteil dieses Verfahrens:

  • Zellen werden in Reihe geladen (Der Ladevorgang orientiert sich an der schwächsten Zelle)
  • Keine thermische Überwachung
  • Durch die Gleichbehandlung "driften" die Zellen immer weiter auseinander


Lader mit Einzelschachtüberwachung.
folgende Merkmale sollte ein solcher Lader aufweisen

  • Laden/Entladen
  • Auffrischen
  • Sicherheitstimer
  • Temperaturüberwachung (wichtige Funktion das keine Zellen gegrillt werden)
  • DU-Abschaltung (Delta Peak)
  • Anzeigewerte: Spannung, Zustand, Status, Fehler, Kapazität (Nützlich fürs Zellen selektieren)


Lazy-Akku-Effekt ("Faule-Akku-Effekt") bei NiMH-Akkus

NiMH-Akkus besitzen, im Gegensatz zu den NiCd-Akkus, eigentlich keinen Memory-Effekt. Der Lazy-Akku-Effekt bleibt jedoch erhalten, weil dieser Effekt mit der Nickelelektrode zusammenhängt.
Er tritt auf, wenn man dem Akku nach dem Laden immer mehr oder weniger die gleiche Ladung entnimmt aber nie ganz entlädt. Auch hier vermindert sich die Spannung mehr oder weniger plötzlich um ca. 0,05 V, wodurch die Leistungsabgabe um ca. 8-10% sinkt, auch wenn der Spannungsabfall gering ist.
Beseitigen lässt sich der Lazy-Akku-Effekt, indem man den Akku ganz einfach bis auf ca. 1,0 V entlädt und dann wieder ganz normal auflädt, wobei dies gern mit höherem Strom erfolgen darf (min. 0,5C).



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