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yellowone

ohne "st"

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Montag, 12. März 2018, 12:00

Versorgerbatterie vs. Starterbatterie

Um zu entscheiden, welche Batterie am besten geeignet ist für Alles außer Motor-anlassen, bietet sich die Zyklenfestigkeit an - definiert ist sie in der Norm EN50342-1.
Da ich an die Norm nicht herankomme (ist mir zu teuer), hier ersatzweise ein Datenblatt eines renomierten Batterieherstellers:

http://www2.exide.com/Media/files/Downlo…samtkatalog.pdf

Auf Seite 10 sind die vier E-Gruppen für die Zyklenfestigkeit gezeigt: E2= 90 ... E4(+) >400 Zyklen, jeweils bei halber Kapazitätsentnahme.
Für einfache Starterbatterien gilt eigentlich E1 (zumindest war das im Jahr 2000 noch so), aber eventuell ist diese Klasse in der Norm inzwischen abgeschafft oder wird einfach nicht mehr produziert.
Das Problem: für Konsumer-Batterien wird die E-Einstufung in den technischen Daten nur sehr selten angegeben - hier einer der seltenen Fälle (angegeben ist E2)

https://www.amazon.de/Banner-Powerbull-S…9/dp/B0119RCDCK

Nun verhalten sich Zyklenzahl und Entladetiefe (DOD) im Wesentlichen umgekehrt proportional: verdoppelt sich der eine Wert, halbiert sich der andere.
Für eine Starterbatterie mit E2 hieße das:
- 90 Zyklen bei 50% DOD
- 180 Zyklen bei 25% DOD
- 360 Zyklen bei 12,5% DOD
- 720 Zyklen bei 6% DOD

In der Realität hängen diese Werte noch vom Ladeverhalten, dem Entladestrom, der Batterietemperatur und tausend anderen Dingen ab ... aber zur Abschätzung taugt es schon.
Man erkennt: der Preis für die sehr hohe Zyklenzahl einer Starterbatterie ist die extrem geringe Entladung bei jedem Startvorgang.

Benutzt man eine Starterbatterie als Versorgerbatterie, entlädt sie nur sehr langsam und sehr wenig (unter 10%) und lädt sie schnell wieder nach, kommt man also (noch) auf praxistaugliche Zyklenzahlen.
Bei ständiger Entladung bis an die Kapazitätsgrenze von 50% (darunter setzt massiver technischer Schaden ein) ist das Leben einer Starterbatterie dagegen recht schnell vorbei.

Nicht berücksicht sind hier z.B. lange Zeiten ohne Voll-Ladung, Temperaturschocks, suboptimales Laderegime, ...dafür gibt es aber inzwischen speziell konstruierte Batterietypen.
Wenn man auch noch den Preis in die Überlegungen einbezieht, könnte eine Start-Stop-Batterie oder die legendäre "Taxibatterie" also eine gute Alternative zur sündteuren Solarbatterie sein ... und technisch sogar besser geeignet.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »yellowone« (12. März 2018, 13:32)


hemisoft

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2

Montag, 12. März 2018, 13:57

Was mir zu dem Thema gerade einfällt und was oft bei der Planung einer Solaranlage gar nicht beachtet wird:

Jeder (auch teilweise) Entladezyklus mit anschließender Ladephase wird als voller Zyklus "gerechnet" bzw wirkt chemisch als voller Zyklus und verringert dadurch die Lebensdauer der Batterie um einen Zyklus (auch wenn durch die geringe Entladetiefe die Zyklenzahl dann recht hoch ist - wie dem Beitrag von Yellowone zu entnehmen ist). Daher haben Batterien die an einer Solaranlage betrieben werden meist eine geringere Lebensdauer als Batterien die nur an der Lima oder dem Netzgerät ab und zu geladen werden.

Eine (Zweit-)Batterie die ein mal je Woche aufgeladen wird und zwischendrin nur langsam entlädt hat einen Zyklus pro Woche.
Eine (Zweit-)Batterie die an Solar hängt und (zumindest im Sommer) täglich durch die Solaranlage nachgeladen wird (auch wenn kaum etwas entnommen wurde) hat täglich einen Zyklus.

Das wird oft bei der Planung und Betrachtung der Lebensdauer übersehen.

Gruß, Jörg

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »hemisoft« (12. März 2018, 14:05)


Nils2101

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Dienstag, 13. März 2018, 00:24

@hemisoft: , das ist meines Wissens glücklicherweise nicht richtig.


180 Zyklen bei 25% DOD
Das bedeutet bei 25% Entladetiefe funktioniert die Batterie für eine Kapazität von 180 volle Zyklen, also 180*100% was dann in diesem Fall bedeutet dass die Batterie 100/25*180=4*180=720 mal von 100% auf 75% entladen werden kann.
Das wird oft falsch interpretiert Uhr ist ja auch ziemlich verwirrend geschrieben. Eventuell kann ich am Wochenende mal schauen ob ich Zugriff auf die Norm habe.

Quellen habe ich leider momentan nicht zur Hand, da ich jedoch früher schon einen Elektroroller, der mit Bleiakkus betrieben wurde, besaß, hab ich mich seinerzeit sehr genau mit Akkus beschäftigt...

Dann macht auch die generelle Empfehlung für Blei: möglichst voll lagern/halten wieder Sinn (Vorsicht, das gilt streng genommen nicht für die letzten 5%, wenn es sich um einen Akku handelt der “wartungsfrei“ ist)

mastermass

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Dienstag, 13. März 2018, 01:02

Das KANN nicht richtig sein; sonst wäre jede Motorrad/Oldtimer-Batterie nach dem Winter hinüber, da man diese i.d.R. in der Garage an einer Ladeerhaltung überwintert. Ladeerhaltung heisst auch ständiges "Nachladen". Mehr noch, jede Batterie hätte ein Problem, denn spätestens bei der nächsten Fahrt und der Ladung durch die LM wäre dann ja wieder ein Zyklus "futsch" und so mancher bewegt sein Auto täglich (mehrmals).
1.21 Gigawatt !

hemisoft

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Dienstag, 13. März 2018, 06:46

@hemisoft: , das ist meines Wissens glücklicherweise nicht richtig.
Schön wenn du recht hast - ich habe das nicht gemessen oder nachgezählt (in Zyklen) - das geht ja auch gar nicht da man ja nie weiß wie viele Zyklen die aktuelle Batterie genau hat und noch hätte ...

Ich habe das irgendwo gelesen (ich meine in einer Zeitschrift) - weiß aber nicht mehr wo genau. Und in einem anderen Thema haben wir ja auch gesehen dass Sachen die in Zeitschriften stehen nicht unbedingt genau so stimmen müssen ...

daher ... :weissnix: - ich kann dazu nicht mehr sagen - weder belegen noch widerlegen.

Gruß, Jörg

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Dienstag, 13. März 2018, 07:13

Jeder (auch teilweise) Entladezyklus mit anschließender Ladephase wird als voller Zyklus "gerechnet" bzw wirkt chemisch als voller Zyklus und verringert dadurch die Lebensdauer der Batterie um einen Zyklus (auch wenn durch die geringe Entladetiefe die Zyklenzahl dann recht hoch ist


Nein, ein "Zyklus" ist einmal die komplette Kapazität entnehmen und wieder auffüllen.
"Einmal vollladen ist ein Zyklus" wäre falsch interpretiert.

Ich habe den Victron Batterywächter BMV-700 eingebaut.
September 2016.
Seit dem hat er bei mir ca 36 Zyklen gezählt.

Also habe ich 36 mal die Batterie Ladung von 90Ah entnommen und wieder aufgefüllt.

Hätte ich jedesmal 50% entnommen, hätte ich es also schon 72 mal gemacht.
Bleibt aber bei 36 Zyklen.
Sollte das mit einer Starter Batterie gemacht worden sein und ich fahre so fort, wäre die Lebenszeit der Batterie ca 3 Jahre.

Klar soweit?

Holger.
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Holgiontherocks« (13. März 2018, 07:25)


yellowone

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Dienstag, 13. März 2018, 07:56

Jeder (auch teilweise) Entladezyklus mit anschließender Ladephase wird als voller Zyklus "gerechnet" bzw wirkt chemisch als voller Zyklus

Allerdings ergeben sich für verschieden Entladegrade dann eben auch verschiedene Zyklenzahlen (diese "umgekehrt proportional) - auch dafür gibt es Normen ... verschiedene :applaus:

DIN 43539-5: Entladegrad 100%
IEC254-1: Entladegrad 75%
IEC896: Entladegrad 60%

http://www.ecke-batterien.de/index.php/zyklus

hemisoft

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Dienstag, 13. März 2018, 09:25

Habe mich da jetzt mal ein bisschen eingelesen - da hat die Definiton des Entlade-Zyklus in den letzen 10 Jahren (oder sogar kurz davor) einen totalen Wandel durchgemacht.

Die ursprüngliche Definition von Zyklus war:

Zitat

Ein Ladezyklus bedeutet, dass ein aufgeladener Akku entladen wird und danach wieder geladen wird. Dabei werden auch Teilentladungen mit nachfolgender Vollladung als ein Zyklus gezählt.
Entscheidend war da immer das aufeinanderfolgen einer Entladung und einer Ladung.
Mit dieser Definition haben wir (sehr) große offene Batteriebänke jahrzehntelang unter kontrollierten Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) betrieben und das hat auch ganz gut auf die tatsächliche Lebensdauer der Batteriebänke zugetroffen (Netzausfall-Überbrückungs-Batterien für Telefon-Vermittlungsstellen - wer mal ein Bild sehen will: http://www.vorbei-ev.de/wwwa/gsvbw-47-batterieraum-raum-5/ Das ist aber nur ein Beispielbild - mit der Anlage hatte ich nichts zu tun. War mehr im zivilen Bereich tätig.).



Heute ist es wohl so wie oben geschrieben - die Batterie-Hersteller unterscheiden zwischen Voll-Ladzyklen und Teil-Ladezyklen.

Grob gesagt kann man sagen dass zwei Teilladezyklen mit 50% Entladetiefe oder fünf mit 20% Entladetiefe jeweils ungefähr einem Voll-Ladezyklus entsprechen (was die Zählung der Lebensdauer nach Zyklenzahl betrifft - nicht was die über die gesammte Lebensdauer insgesamt entnehmbare Ladung betrifft - die variiert zum Teil stark mit der Entladetiefe)

Zitat

Ein Voll-Ladezyklus bedeutet, dass ein voll aufgeladener Akku vollständig bis zur maximal zulässigen Entladetiefe entladen wird und danach wieder voll aufgeladen wird. Ein Teil-Ladezyklus bedeutet dass der voll aufgeladene Akku bis zu einer bestimmten Entladehöhe entladen und danach wieder voll aufgeladen wird.
Der Zähler im Victronic Batteriewächter scheint also nach der neuen Definition korrekt mehrere Teil-Zyklen zu addieren um die angezeigten Voll-Ladezyklen auszurechnen und anzuzeigen.

Was heute und früher wohl sehr ähnlich ist: Nach dem Ende der angegebenen Lebensdauer in Entlade-/Ladezyklen ist die Batterie nicht unbrauchbar sondern hat nur noch eine angegebene Restkapazität von (je nach Hersteller) 70% bis 80 % der ursprünglichen Kapazität. Man kann die Batterie also mit der verringerten Kapazität auch noch länger nutzen.

Gruß, Jörg

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Dienstag, 13. März 2018, 10:03

Batterietechnik ist inzwischen so komplex, dass die Hersteller im Konsumer-Bereich praktisch nur noch mit Umschreibungen arbeiten (siehe EXIDE) - sowas wie "Zyklenzahl x bei Entladungsgrad y" gibt`s gar nicht (mehr).

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Dienstag, 13. März 2018, 11:00

Ach was :shake:

Zu allem Überfluss ist es nun auch noch extrem wichtig für die Zyklenzahl, mit welchem Strom die Batterie entladen wird (also ob LED-Beleuchtung oder Kaffemaschine).
Letztlich kann man sich nur überraschen lassen - so wie E-Bike- oder E-Auto-Besitzer sich in einigen Jahren verwundert die Augen reiben werden :kewl:

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12

Dienstag, 13. März 2018, 12:39

Ach was :shake:
Sagst - du - sag das mal morgens meinem Spiegelbild ...


ist es nun auch noch extrem wichtig für die Zyklenzahl, mit welchem Strom die Batterie entladen wird
Das immerhin war ja schon immer so - je höher der Strom desto geringer die Lebensdauer und die aktuelle Kapazität - aber zu wenig Strom wollen die Starterbatterien ja auch nicht. Die zyklenfesten halten geringe Entnahmeströme auf Dauer besser aus - die Starterbatterien gar nicht lange.

Gruß, Jörg

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Dienstag, 13. März 2018, 13:39

Letztlich kann man sich nur überraschen lassen - so wie E-Bike- oder E-Auto-Besitzer sich in einigen Jahren verwundert die Augen reiben werden


Sicher.
die Frage ist nur, wie viele Jahre das sein werden.

Ich habe mal zwei Datasheets verlinkt.

Einmal AGM und GEL Batterien mit angegebenen Zyklenzahlen.
30% Entladetiefe und 1500-1800 Zyklen
50% Entladetiefe und 600-750 Zyklen
80% Entladetiefe und 400-500 Zyklen

AGM und Gel

Und dann noch für Lithium Batterien. Die in E-Bikes und E-Autos Verwendung finden.
Hier bewegen sich die Zyklen zwischen 2500 und 5000.

50% Entladetiefe und 5000 Zyklen
70% Entladetiefe und 3000 Zyklen
80% Entladetiefe und 2500 Zyklen

Lipo

Ich nehme an meine Batterie wird irgendeinen anderen Tod sterben...
Wie lange würde sie halten wenn ich nur die Zyklenzahlen betrachte.
Bei mir im Camper und 36 Zyklen in 1 Jahr.
2500 / 36 = wären 69 Jahre Lebenszeit.

und bei Leute die Ihre AGM oder Gel Batterie regelmässig mit Entladung von 80% quälen, nur damit sie noch einen Tag länger am Strand stehen können:
400 / 36 = 11 Jahre.

Also, ich glaube nicht das die in VW Bussen verwendeten Batterien an den Zyklenzahlen scheitern.
Sondern eher an der mangelnden Pflege (kein rasches vernünftiges Aufladen nach der Entladung) und den hohen Temperaturen im Auto im Sommer. (Tabelle 2 im Gel,AGM Datasheet).

In der Praxis gibt es vielleicht alle 3-5 Jahre, eine neue Gel/AGM Versorgerbatterie?
War bei mir in der Vergangenheit jedenfalls so.

hier habe ich mal ein paar aktuelle Preise als Vergleich:

Starter Varta 90Ah ca. 104€
AGM 90Ah ca. 242€
Gel 90Ah ca. 250€
Lithium 90Ah ca. 1200€

Ich habe mich für die Lithium entschieden weil sie:
1. Unter den Fahrersitz passt.
2. Man ohne Probleme 89Ah entnehmen kann. (Klimaanlagenplan) bei jeder anderen Batterieart hätte ich effektiv sowieso nur ca. 45Ah-60Ah zur Verfügung. Und wenn ich dann noch den Klimaplan starte womöglich nur 30Ah?
3. Gewicht ist bei gleicher Leistung nur die Hälfte.
4. Lebenserwartung ist das 5-10 fache. Beim 5 fachen wäre der Preis schon wieder raus.

Mal sehen....

Mfg

Holger
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14

Dienstag, 13. März 2018, 14:26

Lithium 90Ah ca. 1200€


Das geht aber auch günstiger wenn man einzelne Zellen kauft und diese zu einem Block verbindet und Balancer dazwischen hängt.
Sari fahri :coffee:

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Dienstag, 13. März 2018, 14:54

Das geht aber auch günstiger wenn man einzelne Zellen kauft und diese zu einem Block verbindet und Balancer dazwischen hängt.


Nur die Zellen, sicher.
Lipo

Alles zusammen, wird schwer.
DIY Lösung

Und schau mer mal was drin ist. Oder bis 2017 drin war...
von innen
Runter srcollen bitte. Er hat mal eine "Aufgemacht" :D

mfg

Holger
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