Bleiakku-Vitalisierer
Obwohl
die Technik der Bleiakkumulatoren noch aus dem vorletzten Jahrhundert stammt,
sind viele Millionen dieser Energiespeicher im Einsatz. Sie sind im täglichen
Einsatz zuverlässig, spannungsstabil, hoch belastbar, über einen großen
Temperaturbereich verwendbar und zudem preiswert. Wird ein Bleiakku allerdings
über längere Zeit gelagert, wie es zum Beispiel bei den Starterbatterien von
Oldtimern, den Energiezellen von Campingfahrzeugen oder den Stromspeichern von
Garten- und Wochenendhäuschen der Fall ist, kann sich eine kristalline
Bleisulfatschicht bilden, die die Kapazität des Akkumulators zunehmend
verkleinert und sogar irreversibel werden kann. Die hier vorgeschlagene
Schaltung belastet den Bleiakku für sehr kurze Zeit mit einem hohen Strom und
verhindert so eine Sulfatisierung und kann sogar eine bereits gebildete Sulfatschicht
abbauen. Dies verlängert die Lebensdauer eines Bleiakkus, und manchmal lässt
sich sogar ein defekter Akku wiederbeleben.
Die
Schaltung benötigt keine eigene Energieversorgung, sondern wird vom zu
regenerierenden Akku selbst versorgt. Die positiven Flanken eines langsamen
Taktgenerators triggern das zweite Gatter, dessen Ausgang einen kurzen, negativ
gerichteten Puls erzeugt, der nach Invertierung durch zwei parallele Gatter
einen Logic-Level-Kleinleistungsmosfet durchschaltet. In der Drainleitung zeigt
eine Leuchtdiode den durchgeschalteten Zustand durch einen dementsprechend
kurzen, aber gut wahrnehmbaren Lichtblitz an. Ein niederohmiger
Leistungsmosfet, der mehr als 70A schalten könnte, legt einen 0,33Ω
Leistungswiderstand parallel zum Akku, so dass für kurze Zeit ein hoher Strom
fließt. Eine Z-Diode schützt den 4093, der maximal mit 18V betrieben werden
darf.
Wird
die Schaltung nachgebaut, so sollten die Leitungen zum Leistungsmosfet, zum
Lastwiderstand und zum Akku dem Strom entsprechend dick ausgelegt und
eventuelle Leiterbahnen stärker verzinnt sein. Die am Steckboard gemessene
Periodendauer betrug 4 Sekunden, die Impulsbreite 0,6 ms. Bei einem Strom von
rund 30 A verliert der Akku im Monat circa 3,2 Ah seiner Kapazität. Das hört
sich zwar viel an, ist es aber nicht. Die typischen Kapazitäten von Kfz-,
Camping- und Solarakkus liegen zwischen 44Ah und über 200Ah, so dass 3,2 Ah
dagegen vernachlässigbar sind. Bei Akkus geringerer Kapazität kann der
1µF-Kondensator durch einen Elko bis zu 10µF ersetzt werden. Eine Kühlung der
beiden Leistungsbauteile ist nicht notwendig, da deren thermische Belastung im
Mittel gering ist.
Praxisbericht von Andreas Hinz
Achtung, die Pin-Nummern im Schaltbild passen zum 74LS132 und müssen für den 4093 angepasst werden. In der Praxis scheint
sich das Konzept zu bewähren. Ich habe einen Blei-Gel-Akku, der wirklich tot
ist, an die veröffentlichte Schaltung gehängt. Er wird nach einer Woche wieder
minimal geladen (vorher 0 mA auch bei 30 V angelegter Spannung) mit etwa 30 mA.
Der Ladestrom steigt aber stetig, wenn auch langsam. Dieses Projekt ziehe ich
bis zum Ende durch. Zwischenzeitlich lade ich den Akku mit einer Spannung von
13.71 V. Nach spätestens 12 Stunden klemme ich ihn ab und überlasse ihn allein
der Entladeschaltung. Nach etwa zwei Tagen beginne ich erneut mit der Ladung.