IUoU Batterieladung - IUoU battery charging
IUoU ist eine DIN- Bezeichnung (DIN 41773) für ein Blei-Säure-Batterie- Ladeverfahren, das auch als dreistufiges Laden , dreiphasiges Laden oder dreistufiges Laden bezeichnet wird . Es besteht aus drei Phasen (oder Stufen), die von einem Ladegerät ausgeführt werden . Die drei Phasen sind: I-Phase (konstanter elektrischer Strom ), Uo-Phase (konstante Überspannung ) und U-Phase (konstante Spannung). Der Zweck besteht darin, den Akku in relativ kurzer Zeit vollständig aufzuladen, ohne seine Lebensdauer zu verkürzen, und den Akku unbegrenzt aufzuladen, solange das Ladegerät angeschlossen ist.
Stufen
Stufe 1 wird als I-Phase , Konstantstromstufe oder Massenladestufe bezeichnet . Diese Phase tritt auf, wenn ein IUoU-Ladegerät an eine tief entladene Batterie angeschlossen ist. Das Ladegerät liefert einen konstanten Strom, typischerweise den maximalen Strom, den das Ladegerät erzeugen kann. Durch den Strom nimmt die Batterie die Ladung auf und ihre Spannung steigt an. Das Ladegerät begrenzt die maximale Spannung auf U max , ein konstantes oder temperaturabhängiges Maximum, typischerweise um 2,4 V pro Zelle. Sobald die U max -Spannung erreicht ist, normalerweise wenn der Akku auf 70–80% seiner Kapazität aufgeladen ist, tritt das Ladegerät in die Uo-Phase ein. Bei einem Akku, der zu mehr als 80% voll ist, kann dies sofort nach dem Einschalten des Ladegeräts geschehen. Einige Ladegeräte halten die Spannung möglicherweise einige Zeit auf U max und lassen den Strom auf 80% des Konstantstromwerts abfallen, bevor mit der nächsten Stufe fortgefahren wird.
Stufe 2 ist die angerufene U o -Phase , Konstantspannungsverstärkungsstufe , Absorptionsstufe oder Topping Ladung . In diesem Stadium wird die Batterie bei einem konstanten aufgeladen fortgesetzt wird (über) Spannung U o , aber der Ladestrom abnimmt. Die Abnahme wird durch die Batterie auferlegt. Die Spannung in der U o -Phase ist zu hoch, um unbegrenzt angelegt zu werden (daher Überspannung), ermöglicht jedoch das vollständige Laden des Akkus in relativ kurzer Zeit. Die U o -Phase ist beendet, wenn der Ladestrom einen Schwellenwert I min unterschreitet , wonach die U o -Phase eingegeben wird. Dies geschieht, wenn der Akku zu etwa 95% seiner Kapazität aufgeladen ist. Einige Ladegeräte folgen dieser Stufe durch eine zweite Konstantstromstufe (mit allmählich ansteigender Spannung), bevor sie mit der U-Phase fortfahren. Die Spannung U o kann die gleiche sein wie U max in der vorherigen Stufe, oder sie kann etwas höher genommen werden.
Stufe 3 wird als U-Phasen- oder Erhaltungsladezustand bezeichnet . Die Spannung wird auf einen Wert reduziert, der sicher über lange Zeiträume (Wochen) angelegt werden kann, ohne die Lebensdauer der Batterie wesentlich zu verkürzen. Während dieser Phase nimmt der Ladestrom allmählich auf einen kleinen Restwert ab, der eine Selbstentladung der Batterie ausgleicht.
Spannungen und Ströme
Der Strom in der I-Phase (Stufe 1) sollte abhängig von der Kapazität der Batterie gewählt werden. In der Praxis hängt dies von der Leistungsfähigkeit des Ladegeräts ab. Die Batteriekapazität C wird in Ah-Einheiten ausgedrückt, typischerweise der C 20 -Wert basierend auf einer Entladezeit von 20 Stunden. Der Ladestrom (in A-Einheiten) kann als C / t geschrieben werden, wobei t eine Zeit ist. Beispielsweise beträgt für eine Batterie mit C = 40 Ah ein Strom C / (10 h) (normalerweise als C / 10 geschrieben, wobei die 'Stunden' als Zeiteinheit weggelassen werden) gleich 4 A. Der Ladestrom ist ein Kompromiss zwischen Ladezeit (Begünstigung hoher Ströme), Vermeidung von Schäden durch Überhitzung oder Begasung (Begünstigung niedriger Ströme) und Kosten des Ladegeräts (Begünstigung niedriger Ströme). Die Empfehlungen für den maximalen Ladestrom variieren zwischen C / 10 und C / 2. Bei hohen Ladeströmen können aktive Kühlmaßnahmen erforderlich sein, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Die Spannungen in den Phasen U und U o (Stufen 2 und 3) hängen vom Batterietyp und der Temperatur ab. Batterien haben eine unterschiedliche Anzahl von Zellen (typischerweise sechs für eine Autobatterie) und können überflutete Zellen, absorbierte Glasmatten (AGM) oder Gelelektrolyttypen sein. Die Zahlen in der folgenden Tabelle beziehen sich auf eine Temperatur um 20 ° C. Bei Temperaturen, die um mehr als 5 ° C (10 ° F) abweichen, sollte eine Korrektur von –5 mV / ° C (–2,8 mV / ° F) pro Zelle oder –0,03 V / ° C (–17 mV /) angewendet werden. ° F) für eine 12-V-Batterie (6 Zellen) (höhere Spannungen bei niedrigeren Temperaturen und umgekehrt).
| Batterietyp | Ref. | Bühne 1 | Stufe 2 | Stufe 3 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| U max (V) | ich | U o (V) | Ich min | U (V) | ||
| Nass / überflutet, einzelne Zelle | 2.32 | <C / 5 | 2.42 | I / 10 | 2.27 | |
| 2.47 | <C / 2 | 2,47–2,50 | C / 100 | 2.25–2.30 | ||
| 2,37–2,47 | C / 10 | 2,37–2,47 | C / 33 | 2.19 | ||
| Nass / überflutet, 6 Zellen (12 V) | 13.9 | <C / 5 | 14.5 | I / 10 | 13.6 | |
| 14.8 | <C / 2 | 14.8-15.0 | C / 100
(Max 24 Stunden.) |
13.5-13.8 | ||
| AGM, 6 Zellen (12 V) | 13.9 | <C / 5 | 14.5 | I / 10 | 13.6 | |
| 14.1 | <C / 2 | 14.1-14.4 | C / 100 | 13.6-13.8 | ||
| Gelelektrolyt, 6 Zellen (12 V) | 13.9 | <C / 5 | 14.1 | I / 10 | 13.6 | |
| 14.1 | <C / 2 | 14.1-14.4 | C / 100 | 13.5-13.8 | ||
| Deep-Cycle-Antimon, 6 Zellen (12 V) | 14.7 | <C / 2 | 14.7-14.9 | C / 100 | 13.2-13.4 | |
Sonderfälle
Eine schlechte Batterie hat eine kurze I-Phase und eine Uo-Phase, es besteht jedoch die Gefahr der Begasung , wodurch die Batterie weiter beschädigt wird.
Wenn eine Batterie während des Ladevorgangs an eine erhebliche Last angeschlossen wird, wird das Ende der Uo-Phase möglicherweise nie erreicht, und die Batterie wird abhängig vom Ladestrom im Verhältnis zur Batteriekapazität gasförmig und beschädigt.