Ein DIY-Aktivator für Bleiakkus

Blei-Akkumulatoren werden immer noch häufig in Fahrzeugen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV), Anwendungen für erneuerbare Energien und vielem mehr eingesetzt. Diese Batterien sind für verschiedene Anwendungen praktisch, weil sie in kurzer Zeit viel Strom liefern können. Allerdings verlieren sie oft an Effizienz, weil der Sulfatierungsprozess die für das Laden und Entladen notwendige chemische Reaktion verhindert. Eine Lösung ist die Verwendung eines Aktivators, um die Kapazität von Blei-Akkumulatoren, deren Leistung nachgelassen hat, wieder zu beleben und wiederherzustellen.

Die Schaltung

Natürlich könnten Sie einen Aktivator für Bleiakkus im Internet kaufen, aber es macht mehr Spaß, eine eigene Lösung im Labor zuhause. zu entwickeln. Elektor hat 2017 eine Schaltung für genau diesen Zweck vorgestellt. Das Prinzip war einfach: Der Akku wurde für 100 μs mit einem Strom von etwa 100 A belastet. Diese Belastung wird alle 30 s wiederholt.
  Schauen wir uns die Schaltung von Jan Lichtenbelt etwas genauer an: Der Mikroprozessor generiert Pulse mit einer Länge von 100us. Diese Pulse schalten den MOSFET T1 ein und werden alle 30s wiederholt. Die verschiedenen Schaltungsteile sind klar erkennbar: Spannungsversorgung, MOSFET-Shunt-Last, einstellbare Spannungsteiler und die Steuerung mit Anzeigen (über den mikrocontroller).
 

"In Reihe mit diesem MOSFET ist ein Shunt an die Batterie angeschlossen, der durch eine Diode gegen Verpolung geschützt ist. Der theoretische Spitzenstrom bei Verwendung eines Shunts von 50 mΩ beträgt etwa 100 A für einen 6V-Bleibatterie. Um einer Verfälschung des (Spannungs-)Messwerts durch den hohen Last-Strom vorzubeugen, erfolgt die Spannungsmessung an den Batterieklemmen mit separaten Kabeln (Vierpunktmessung). Die beiden Stromkreise sind unabhängig voneinander und werden nur an den Klemmen mit Batterieklemmen miteinander verbunden."

  Der gemessene Strom wird mit den Spannungsabfall über den Shunt berechnet. Der Mikroprozessor steuert den MOSFET an.

Ergebnisse

Das nachfolgende Diagramm zeigt den Wiederherstellungseffekt bei einem verbrauchten Blei-Akkumulator (12 V, 7 Ah) mit einer Klemmenspannung von 10,3 V. Der Entwickler der Schaltung erklärt: "Nach nur vier oder fünf Impulsen hat sich der Innenwiderstand halbiert und nähert sich seinem ursprünglichen Wert an. Bei einem 12-V-Bleiakku mit 7 Ah beträgt die Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstands etwa -0,7 mΩ/°C. Sein Wert ändert sich von 34 mΩ bei Raumtemperatur bis 62 mΩ im Gefrierschrank (-18 °C)."
 

Mehr über diesen Aktivator ...

Der artikel über diesen DIY-Aktivator erschien in Elektor 3/2017. Elektor-Mitglieder haben vollen Zugriff auf die komplette Elektor-Bibliothek (einschließlich dieses Artikels).
 


Übersetzung: Holger Neumann