Die Versorgungsbatterie – Kleine Stromkunde für WoMo’s Teil 1

Die Versorgungsbatterie ist ja bekanntermaßen unser Stromspeicher. Aber welcher Batterietyp ist der Richtige und wenn ja warum?

Wie funktioniert das eigentlich mit der Versorgungsbatterie?*

Wir stellen uns unsere Versorgungsbatterie jetzt mal wie einen Camping-Falt-Wasserkanister mit 100L Volumen vor. So ein Falt-Kanister ist zwar unheimlich praktisch, hat aber die unangenehme Eigenschaft in sich zusammen zu klappen wenn er leerer wird. So ähnlich verhält sich auch unsere Aufbaubatterie.

Wir lernen also das wir nur ca. 50% unserer Aufbaubatterie nutzen können bevor sie Schaden nimmt. Heisst von 100AH stehen uns nur 50AH Nutzkapazität zur Verfügung.

Zurück zu unserem Kanister. Wenn wir jede Stunde 1L Wasser brauchen kommen wir als 50 Stunden mit unserem Kanister aus. Diese Rechung könnten wir jetzt wie folgt aufmachen:

2 Erwachsene = 2L / Stunde
1 Kind = 0.5L / Stunde
Abwaschen = 4L / Tag
Summe: 64L / Tag

Also bräuchten wir einen 128L Kanister um 1 Tag damit auszukommen, wenn wir nicht mehr als 50% aus dem Kanister nehmen wollen. Genauso erfolgt eine Kapazitätsberechnung für eine Versorgungsbatterie. Am Ende müssen wir einen Weg finden die Verbrauchte Menge an Wasser bzw Strom zurück in den Speicher zu bekommen. Aber dazu mehr in Teil2 über Ladegeräte, Lichtmaschine und Ladebooster (kommt die nächsten Tage).

*ACHTUNG: Das war jetzt eine stark vereinfachte Darstellung vom Funktionsprinzp eines Speichers! Im wirklichen Leben ist es etwas komplizierter und von viel mehr Faktoren abhängig.

Wer ist eigentlich dieser Zyklus von dem immer alle sprechen?

Alle Welt spricht immer von Zyklen und Zyklenfestigkeit, aber was sagt das eigentlich aus?

Ein voller Zyklus ergibt sich wenn die Batterie 1x vollständig geladen wurde und bis zu ihrer vorgegebenen Speicheruntergrenze (ca. 50%) entladen wurde. Z.B.: Eine 100AH Batterie wir komplett aufgeladen und es werden 50AH entnommen.

Die Zyklenfestigkeit gibt an wie oft ich einen vollen Zyklus durchführen kann ohne das die Batterie Leistungsverluste aufzeigt. Ist eine Batterie mit 500 Zyklen angegeben kann ich sie 500x entladen. Nutze ich aber nur die Hälfen von einem Zyklus so kann ich diese Entladung schon 1000x durchführen. Also kann man sagen: „Je flacher der Zyklus wird desto länger lebt die Batterie".

Wenn wir also an unseren Batterien lange freude haben wollen, macht es Sinn den Zyklus nicht immer voll auszuschöpfen sondern rechtzeitig nachzuladen.

Was gibt es für Arten von Versorgungsbatterien?

Blei-Säure-Batterie

Fangen wir mal mit der klassischen Blei-Säure Batterie an. Sie ist relativ günstig und kann auch sehr lange geladen werden ohne das sie Schaden nimmt. Damit eignet sie sich gut in älteren Fahrzeugen wenn ein Trennrelais zum Einsatz kommen soll, da diese über eine ungeregelte Ladung verfügen. Allerdings ist zu beachten das bei Überladung aus der Batterie „Knallgas" austritt. Daher dürfen diese Batterien nur in gut belüfteten Räumen oder mit einer zentralen Gasableitung verwendet werden. Nachteil der Blei-Säure-Batterie ist, neben ihrer recht hohen Selbstentladung bei nicht Benutzung, die starke Allergie gegen Tiefentladungen. Auserdem kann eine Blei-Säure-Batterie bei Beschädigung oder durch umkippen auslaufen. In einem solchen Fall tritt Schwefelsäure unkontrolliert aus.

AGM / GEL Batterie

Bei den AGM (Absorbent Glass Mat) wir das Elektrolyt in Glasfasermatten gebunden. In den GEL Batterien ist das Elektrolyt gebunden bzw eingedickt. Die meisten dieser Batterien lassen sich Lageunabhängig einbauen, sie können nicht auslaufen und sind deutlich Zyklenfester als Blei-Säure-Batterien. Auch nehmen sie weniger oder besser gesagt später Schaden bei Tiefentladung als ihr Freund aus der Blei-Säure Fraktion. Sie eignen sich gut für die langfristige Lieferung von mittlerer Leistung.

Daher eignen sich gerade GEL Batterien nicht besonders als Starterbatterien. Aber da ja bekanntlich nicht alles Gold ist was glänzt hat die Sache auch ein paar Nachteile. Beide reagieren etwas allergisch auf Überladung. Während die Blei-Säure-Batterie in Ruhe „ausgasen" kann verfügen ihren Freunde AGM / GEL nur über ein Sicherheitsventil. Wird nun einer der Beiden überladen öffnet das Sicherheitsventil, was erstmal toll ist, und bläst ab. Dadurch trocknet die Batterie aus und verliert mit jeder Überladung an Leistung. Um diesen Vorgang zu unterbinden benötigen wir ein geregeltes Ladeverfahren durch ein geignetes Ladegerät. Idealerweise verfügen diese Ladegeräte über eine mehrstufige Ladekennlinie (z.b.: iUoU oder besser). Auch dazu mehr in Teil2 über Ladegeräte, Lichtmaschine und Ladebooster (kommt die nächsten Tage).

LiFePo4 der König unter den Versorgungsbatterien!

Der LiFePo4 (Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator) ist leichter, kann bis zu 80% entladen werden, 3000-5000 Zyklen bei 50% Entladung (laut Herstellerangabe) und er kann auch mit extremen Umgebungstemperaturen gut umgehen. Nur gibt es hier leider auch ein großes KOMMA ABER ... Der LiFePo4 ist leider auch mindestens 7 - 10x so teuer wie ein AGM Akku. Er ist nicht überladefest oder tiefentladefest und benötigt ein Batteriemanagementsystem und eine Balancerschaltung.

Wenn es aber aufs Gewicht ankommt und Geld keine so ganz große Rolle spielt ist ein LiFePo4 sicherlich keine so ganz schlechte Wahl.

Vor- und Nachteile in der Übersicht

Blei-Säure

13,8V - 14,4V

1€-1,3€/Ah

+sehr preiswert

- geringste Zyklenfestigkeit - nicht für geschlossene Räume geeignet ohne spezielle entlüftung
-darf nicht tief entladen werden

AGM

14.6V - 14,8V

1,5€-2,35€€/Ah

+ hohe Zyklenfestigkeit
+ Lageunabhängig einbaubar
+ unempfindlicher gegen Tiefentladung
+ keine Ausgasungen

- erhöhter Preis gegenüber Nassbatterien
- sehr empfindlich gegen Überladung (z.B.: durch Lichtmaschinen)

Gel

14.2V - 14,4V

ca. 2.5€/Ah

+ hohe Zyklenfestigkeit
o Lageunabhängig einbaubar
+ unempfindlicher gegen Tiefentladung
+ keine Ausgasungen

- erhöhter Preis gegenüber Nassbatterien
- sehr empfindlich gegen Überladung (z.B.: durch Lichtmaschinen)

LiFePo4

14.2V - 14,6V

6.5€-15€/Ah

+leichter
+sehr hohe Zyklenfestigkeit
+ bis 80% nutzbare Kapazität

-noch recht Teuer
-benötigt einen Balancer zum laden
-weder überlade- noch tiefentladefest

Das ist ja alles schön und gut, aber was für eine Versorgungsbatterie kaufe ich jetzt?

Wer eine Ersatzbatterie für ein bestehendes Fahrzeug mit Trennrelais sucht findet in einer Blei-Säure Batterie eine solide und günstige Möglichkeit ohne Änderungen vornehmen zu müssen. Wenn ihr aber eh gerade am ausbauen seid und noch keine Ladetechnik im Fahrzeug habt wäre eine AGM unsere Empfehlung. Sie ist super für Anwendungen im Wohnmobil / Camper geeignet und hat zur Zeit (10.2017) ein unschalgbares Preis- / Leistungsverhältnis. Wer jetzt wirklich Expeditionsniveau benötigt oder sehr stark auf das Gewicht achten muss sollte sich in Richtung LiFePo4 orientieren.

Wir bemühen uns das Thema so verständlich wie möglich und sachlich richtig zu behandeln. Solltest du der Meinunng sein wir hätten etwas vergessen oder du hast einen Änderungsvorschlag würden wir uns über deinen Komentar freuen.

[Stromversorgung von Hannibal] - [Strompläne als Download]

Unser AGM Einkaufs-Tipp (2017):