FOLGE UNS:

Rund ums Boot

Alles ueber Echolot Akkus
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Unser großer Akkutest – und was Dich in diesem erwartet:

Teil 1

I. Grundlegende Informationen über Akkutechnik und Ladeverfahren
1. Starterbatterie und Zyklen Typen
2. Akkukapazität und Peukert Exponent
3. Akkutypen 3.1 Blei Akkus
3.11 Gel Akkus
3.12 AGM Akkus
3.13 Vor-und Nachteile
3.14 Lade-/Entladeverfahren
3.15 Fazit
3.2 LiFePo4 Akkus
3.21 Bessere Energieeffizienz
3.22 Systemtypische Eigenschaften
3.23 BMS ist Pflicht
3.24 Angepasstes Ladeverfahren
3.25 Vor-und Nachteile
3.26 Fazit
3.3 Li- Ion Akkus 3.31 Eigenschaften
3.32 Vorzüge der Technik
3.33 Langlebigkeit und Sicherheit
3.34 Laden und Entladen
3.35 Schutz Schaltung
3.36 Fazit
II. Die Testseite
Anwender, die ihr Echolot mobil einsetzen möchten, brauchen einen Energielieferanten. Futterbootbesitzer und solche mit einem Elektro Bootsantrieb ebenfalls. Welcher Akku für welchen Zweck und welche Ausrüstung am besten ist, darüber kursieren unterschiedliche Meinungen. Die einen schwören auf die konventionelle aber schwere Bleitechnik, die anderen setzen auf moderne aber teure Lithium Varianten. Wir stellen die unterschiedlichen Versionen vor, erklären die Vor- und Nachteile der einzelnen Lösungen und testen drei Akku Kandidaten für den mobilen Echolotbetrieb aus den einzelnen Bereichen.

Was man wissen muss (Auswahlkriterien)

1. Kriterium 1: Starterbatterien oder Zyklen Typen

Grob unterschieden findet man zwei einsatzbezogene Akkutypen auf dem Markt. Solche, die hohe Anfangsströme für kurze Zeit freisetzen können (Starterbatterien) und andere, die für eine kontinuierliche Stromabgabe konzipiert sind (Zyklen Typen). Für die Einsatzbereiche beim Angeln sind Starterbatterien ungeeignet. Hier wird der zweitgenannte Akku Typ eingesetzt. Bei der Kaufentscheidung ist dies das erste Auswahlkriterium, das man hinterfragen muss.

2. Kriterium 2: Akkukapazität und Peukert Gleichung

Als nächsten wird man sich darüber Gedanken machen, welche Kapazität der Akku haben soll. Davon hängen seine Größe, sein Gewicht und seine Energiereserven ab. Welche Akkuleistung für den Echolotbetrieb ausreichend ist, bestimmt der Strombedarf des Gerätes ab aber auch die typische Einsatzzeit der Stromversorgung bis zur nächsten Aufladung. Glaubt man den Anwenderberichten in den einschlägigen Foren, dann kommt der eine mit einem 7Ah Akku aus, während der nächste ein 18Ah Modell für notwendig hält. Das ist wenig hilfreich für eine gesicherte Kaufentscheidung. Schauen wir uns zunächst einmal den typischen Stromverbrauch eines gängigen 7´´ Echolotes an. Wir haben für ein Lowrance HDS 7 Carbon einen mittleren Stromverbrauch von rund 0,75A ermittelt und wollen für unsere Überlegungen einen Messwert von 0,732A zu Grunde legen, weil hierfür ein passender Verbraucher mit konstanter Abnahme zur Verfügung steht. Als Stromversorger soll ein 12V/7Ah AGM Akku dienen. Die Kapazitätsangabe 7Ah sagt aus, dass diese Stromversorgung in 20 Stunden 7 Ampere Strom abgeben kann. Dieser C20 Wert ist bei den Akkuangaben allgemein üblich. Damit die Akkulaufzeit von 20h erreicht werden kann, darf der Stromverbraucher nur 7Ah:20h = 0,35A pro Stunde abschöpfen. Dieser Wert wird als I20 bezeichnet. Unser Echolot braucht aber mehr als doppelt so viel. Sein Wert I=0,732A würde unsere Akkulaufzeit auf 7Ah:0,732A =9,5h verkürzen. Leider stimmt diese Zeitangabe nicht mit den Praxiswerten überein, weil wir den Peukert Effekt nicht berücksichtigt haben. Der Wissenschaftler Wilhelm Peukert hat nämlich schon 1879 herausgefunden, dass die Kapazität eines Blei Akkus von der Stärke des Entladestromes abhängt. Je mehr ich an Leistung aus dem Akku ziehe, umso weniger Gesamtleistung habe ich zur Verfügung. Zur näherungsweisen Berechnung hat Peukert eine Gleichung aufgestellt, mit der man die tatsächliche Kapazität des Akkus berechnen kann. Die Formel funktioniert allerdings nur für Werte I > I20, ansonsten versagt sie, weil sich rechnerisch höhere Kapazitäten ergeben würden, als tatsächlich vorhanden sind. Auch darf der Verbrauchswert I nicht beliebig hoch und praxisfern angesetzt werden.

I*t = C20* (I20/I) k-1 oder nach Zeit(t) aufgelöst t= c20*(I20/I)k-1 /I Setzen wir die Werte einmal ein: C20 =7Ah; I20= 0,35A; I=0,732A; k=1,25 (Peukert Exponent für Blei Akkus) I*t =7*( 0,35:0,732)0,25 = 7*0,83155 =5,82(Ah) oder für die Laufzeit t = 5,82:0,732 = 7,95(h)

Nach Peukert hat unser 7Ah Akku bei einem Stromverbrauch von 0,732A nur noch eine Kapazität von 5,82Ah und eine Laufzeit von rund 8h statt der ursprünglichen 9,5h. Folgen wir jetzt noch der Empfehlung, einen Akku nur zu 80% zu entladen, um den Akku zu schonen, reduziert sich unsere Akkuleistung von rund 8h auf gute 6,5h Laufzeit. Wer also nur ein paar Stündchen mit seinem 7´´ Gerät täglich angeln geht und dann seinen Akku wieder auflädt, ist mit einem 7Ah Typen ausreichend versorgt. Ganztagsanglern geht aber im Laufe des Tages mit einem 7Ah Akku irgendwann das Licht aus.

Unsere Empfehlung: Als Richtgröße sollte man für Echolote mit 7´´ Bildschirmgröße bei Bleibatterien von einem 10Ah Typ ausgehen. Diese Größenordnung passt noch eine Standard Gehäusegröße 151x92x52mm, die in Echolottaschen üblicherweise eingesetzt wird. Bei den Lithium Vertretern reicht einer mit 8Ah.

3. Kriterium 3: Akkutypen

Das dritte Kriterium der Kaufentscheidung betrifft den Batterietyp. Das ist neben der Frage nach den Anschaffungskosten auch eine der persönlichen Vorstellungen und Ansprüche zu dem eigentlichen Verwendungszweck. Es lohnt sich deshalb, bei den Akkutypen etwas genauer hinzuschauen und die Vor-und Nachteile, je nach persönlicher Gewichtung, sorgfältig abzuwägen.

3.1 Die Preiswerten

Akkus mit Bleitechnik

Trotz seiner langen Geschichte (seit 1850) hat sich der Blei Akku, ungeachtet moderner Konkurrenz, bis heute behaupten können. Die Weiterentwicklung der Technik hin zu geschlossenen Typen und lageunabhängigem Einsatz, machen ihn weiterhin auch für eine Verwendung mit dem Echolot tauglich. Blei Akkus verwenden Bleiplatten oder Plattengruppen als Elektroden, die unterschiedlich (positiv, negativ) gepolt sind. Als Elektrolyt dient eine 37% Schwefelsäure, die flüssig oder gebunden sein kann. Technisch ist ein 12V Akku aus sechs Einzelzellen aufgebaut, die eine Nominalspannung von je 2V aufweisen. Die Gesamtspannung von 12V errechnet sich also aus 6 x 2V =12V. Je nach Hersteller können die einzelnen Zellen ggf. etwas mehr Grundspannung mitbringen, so dass sich auch höhere Werte, z.B. 12,6V, ergeben können.

Zwei Varianten sind für unseren Anwendungsbereich interessant:

3.11 Der Blei Gel Akku (SLA)

In dieser Variante hat man der Flüssigkeit Kieselsäure hinzugefügt und erhält so eine gallertartige Masse als Elektrolyt. Der Akku ist vollständig geschlossen und wartungsfrei und lässt sich praktisch in jeder Lage(seitwärts, schräg usw.) als Stromlieferant einsetzen, da nichts mehr auslaufen kann. Zudem ist man dem Problem unterschiedlicher Säurekonzentration im Akku Herr geworden, die bei einer Flüssigkeit prinzipiell nicht verhindert werden kann. Gestiegen ist allerdings mit dieser Technik der Innenwiderstand, der aber nur beim Einsatz als Starterbatterie nachteilig ist. An den Leistungsdaten hat sich gegenüber der klassischen Variante praktisch nichts verändert.

3.12. Der Bleivlies Akku (AGM)

Dieser Akku Typ bindet die Flüssigkeit ebenfalls, allerdings mit Glasfasermatten. Das hat den gleichen Effekt wie das Verfahren Gel Akkus, lässt aber den Innenwiderstand unangetastet. Der AGM Akku ist universell einsetzbar und bringt alle Vorteile (Lageunabhängigkeit, Sicherheit etc.) des Gel Akku Typs mit.

3.13 Vor-und Nachteile

Ein Grund, warum viele Anwender immer noch zu einem Blei Akku greifen, ist das gute Preis- Leistungsverhältnis. Einen 12v/7-10Ah Akku dieser Klasse bekommt man schon für rund 25€. Bei richtiger Pflege und Wartung (Lagerung, Erhaltungsladung während der Ruhemonate) arbeitet er zuverlässig und störungsfrei. Diesen Vorteilen steht aber ein sehr hohes Eigengewicht gegenüber, das aus der schlechten Energiedichte erwächst. Unter der Energiedichte versteht man den Wert des Energievorrates in Mega Joule pro Masseeinheit in Kilogramm. Blei Akkus liefert nur 0,11MJ/kg Energie, ein Lithium Ionen Akku glatt das 5-6 fache. Weitere Abstriche müssen bei den Blei Akkus in puncto Lebensdauer gemacht werden. Während dieser Akku Typ rund 400 Erneuerungszyklen verkraftet, können es bei Lithium Typen theoretisch fünfstellige Werte sein. Außerdem entladen sich Blei Akkus im Ruhezustand schneller und verdauen schädliche Tiefenentladung schlecht. Letzteres trifft auf Lithium Akkus allerdings auch zu.

3.14 Was beim Laden/Entladen des Blei Akkus wichtig ist

Käufer von Blei Akkus machen sich häufig wenig Gedanken darüber, welches Ladegerät sie einsetzen. Da kommen Billigmodelle aus fernöstlicher Produktion für ein paar Euro gerade recht. Dabei sollte man gerade bei der Auswahl des Laders wissen, was man tut und lieber eine paar Euro mehr investieren. Es lohnt sich immer ein Produkt zu kaufen, das den Stromspeicher automatisch und mikroprozessorgesteuert exakt an den Erfordernissen auflädt. So sorgt z.B. die richtige Ladeschlussspannung dafür, dass der Akku vollständig aufgeladen wird, ein zyklischer Lade Rhythmus mit Ladepausen minimiert unerwünschte Knallgasproduktion, die für die Akkulebensdauer schädlich ist und eine optimierte Pulsladung zum Ende des Ladevorgangs bewirkt, dass die einzelnen Zellen im Ladezustand ausgeglichen, d.h. gleichmäßiger geladen werden. Das ist wichtig, da schon eine schwache Zelle den Akku unbrauchbar machen kann.

 

 
 

Messtechnische Erfassung des Ladevorgangs bei einer AGM Batterie. Das Messgerät links zeigt den konstanten Ladestrom von 0,760A(0,8A)an, rechts kann der augenblickliche Spannungszustand des Akkus verfolgt werden. Der Laptop im Hintergrund zeichnet beides auf.

Ladegeräte mit solchen mehrstufigen Ladeprozessen verlängern die Akkulebensdauer und die Anzahl möglicher Ladezyklen um einiges und sorgen letztlich dafür, dass die nutzbare Akkukapazität länger im wünschenswerten Rahmen bleibt. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten muss auch eine Tiefenentladung des Akkus zwingend vermieden werden, da schon ein einmaliger Vorgang dieser Art die Batterie ruinieren kann. Die Tiefenentladung eines Blei Akkus beginnt, wenn die Einzelzellspannung von 2V unter einen Wert von 1,8V fällt. Das ist i.d.R. dann der Fall, wenn der Akku mehr als 80% entladen wird. Wer lange Freude an seinem Gel- oder AGM Akku haben möchte sollte diese Tipps berücksichtigen:
Tipp 1: Einen Zyklen festen Akku Typ kaufen Tipp 2: Ein mehrstufiges, angepasstes Ladeverfahren wählen, d.h. am Ladegerät nicht sparen. Tipp 3: Den Akku im Betrieb nur zu 80% oder weniger entladen (Echolot bei Minimalspannung warnen lassen!), um die Lebensdauer möglichst hoch zu halten.

3.15 Fazit

Blei Akkus sind preiswert, anwendungssicher und zuverlässig. Um eine möglichst effiziente Kapazitätsausnutzung zu erreichen, sollte eine mehrstufiges Ladeverfahren angewandt werden, dass zur Pflege und Gebrauchstüchtigkeit des Akkus beitragen kann. Sehr nachteilig sind das hohe Gewicht und die schwache Energiedichte dieser Technik. Im Laufe der Jahre sind durch langsames Austrocknen(Diffusion und Undichtigkeit) höhere Innenwiderstände und Kapazitätsverluste durch Sulfatierung zu erwarten, die eine Leistungsentnahme schnell auf 50% der nominellen Kapazität reduzieren können. Der Alterungsprozess lässt sich durch (Billig)Lader erheblich beschleunigen. Ein solcher Akku müsste dann getauscht werden, was beim niedrigen Einstandspreis zwar unproblematisch, der Umwelt, aufgrund der Problemstoffe (Blei, Schwefelsäure), aber wenig zuträglich ist.

3.2 Die Sicheren

Lithium Eisen Phosphat Akkus (LiFePo4) Während die Pole bei Bleibatterien aus Bleiverbindungen bestehen, verwenden die Lithium Varianten wie zu erwarten Lithium für beide oder wie hier für einen Pol, während der andere aus Eisenphosphat besteht. Dieser Lithium Akku Typ ist entwickelt worden, um einen hohen Grad an Sicherheit bei der Verwendung von Lithium Material zu gewährleisten. Reine Lithium Typen waren anfänglich etwas in die Kritik geraten, weil sie bei starker Erhitzung Problem verursachen konnten. LiFePo4 Akkus verwenden Zellen mit einer Einzelspannung von 3,2-3,3V. Für eine 12V LiFePo4 Akku braucht man also vier Zellen und hat damit, je nach verwendetem Zelltyp, eine Nominalspannung von 12.8-13,2V.

3.21 Bessere Energieeffizienz

Bei den für uns Angler relevanten Einsatzmöglichkeiten ist die Energieeffizienz von besonderer Bedeutung. Der Nutzungsgrad von Bleibatterien liegt nur ca. 80% eines Ladezyklus, d.h. entladen von 100% auf 0% und Wiederaufladen auf 100%. LifePo Batterien kommen in diesen Zyklen immerhin auf 92% und können diesen Zustand über einen sehr langen Zeitraum halten, während die Bleivertreter schnell an Effizienz verlieren. Ist der Ladezustand einer Bleibatterie z.B. nur noch zu 80% gegeben, liegt der Energienutzungsgrad nur noch bei 50%, d.h. die Kapazität des Akkus hat sich halbiert. Eine LFP Batterie hingegen hat selbst in einem flachen Entladezustand immer noch einen Energienutzungsgrad von 90%. Das hat in der Praxis zur Folge, dass ich nominell schwächere LiFePo4 Akkus einsetzen kann, um die gleich Leistungsreserve zu haben wie bei einem deutlich stärkeren Bleivertreter und die Lebensdauer meines Akkus sich gegenüber einer Standardbatterie erheblich verlängert.

3.22 Systemtypische Eigenschaften

Im Vergleich zu Bleitypen muss eine LiFepo Batterie nicht vollgeladen sein, auch dann nicht, wenn sie für einen längeren Zeitraum im Regal steht. Der Einsatzbereich dieses Batterietyps ist in einem breiten Temperaturbereich möglich. Beim Entladen liegt er zwischen -20° und +60°, d.h. von Eisangeln bis Tropenfischen ist alles möglich. Zyklen fest ist dieser Akku Typ ebenfalls, was unserem Einsatzbereich sehr entgegenkommt. Beim Gewicht kann die Lithium Technik einen „gewichtigen“ Vorteil ins Feld führen, der den Umgang mit diesem Energieträger so angenehm macht. Je nach Leistungsfähigkeit des Zellpacks kann man bis zu 70% des Bleigewichtes einsparen. Bei höheren Kapazitäten sind das immer noch mehr als die Hälfte des Gewichtes eines Bleivertreters.

3.23 Batteriemanagement(BMS)

Ist Pflicht Nun, wo viel Licht ist, folgt natürlich auch ein wenig Schatten. Zunächst muss man wissen, das LiFepo Zellen untereinander nie zu 100% gleich sind. Das führt bei Laden häufig zu unterschiedlichen Ladezuständen der Einzelzellen. Dieser Zustand verstärkt sich, wenn nicht von Zeit zu Zeit der Ladezustand ausgeglichen wird. Wenn die Akkuzellen über einen langen Zeitraum „driften“, so der Fachausdruck, kann das auf Dauer so extrem werden, dass trotz passender Gesamtspannung Einzelzellen durch Überladen oder Unterspannung ausfallen. Ein Zellenausgleich (Balancieren) ist daher bei LiFePo4 Akkus zwingend erforderlich. Da beim Ladeprozess LiFePo anders bei Bleizellen kein automatischer Ausgleich stattfindet, baut man bei LiFePo4 Akkus eine passende Elektronik ein, die diese Aufgabe erledigt. Dieses Batterie Management System (BMS) sorgt für den Zellenausgleich bei Ladevorgang. Neben dem Balancieren übernimmt das BMS noch weitere Funktionen, die den Akku gegen Tiefenentladung (Unterspannung), Überspannung (Ladestrom) und Übertemperatur schützen. Zur Verhinderung von möglichen Schäden sollte ein BMS deshalb fester Bestandteil eines LiFePo4 Akkus sein( was es in der Regel auch ist).

3.24 Angepasstes Ladeverfahren

Verfügt man über ein eingebautes BMS, verwendet man einen Lader, der das sogenannte CC/CV Ladeverfahren beherrscht und die Einhaltung der exakten Ladespannung garantiert. Zunächst wird die Zelle mit konstantem Strom (z.B. 0,8A) geladen und zwar solange, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist, die für LifePo Zellen bei 3,6V-3,7V pro Zelle liegt. Bei vier Zellen sind es 14,4v -14,6V, die vom Ladegerät exakt eingehalten werden sollten. Unter Beibehaltung der Schlussspannung und abnehmender Stromstärke wird dann die Vollladung erreicht. Unterschiede zwischen den Einzelzellen gleich der Lader mit Hilfe der Balancefunktion des BMS aus. Das geschieht durch „Vernichtung“ überschüssiger Ladung an den vollgeladenedarstn Zellen bei gleichzeitigem Weiterladen der Zellen, die noch nicht fertig angepasst sind (passive Bstellationen vorhanden sind oder die Balancefunktion des BMS nicht mehr ausreichen sollte. Dazu mehr im Testbereich.

 

 
 
Darstellung des Ladevorgangs. Die Grafik zeigt in grün den Verlauf der Spannungskurve bis zur Ladeschlussspannung von 14,4V. In rot wird der Ladestrom veranschaulicht,landesvor der von konstant 0,8A nach Erreichen der LSP(14,4V) bis zum Ende sinkt.
 

3.25 Vor-und Nachteile von LiFePo4

Akkus Bei den Lithium/Eisenphosphat Akkus liegen die Vorteile auf der Hand. Neben dem geringen Gewicht (ein 7Ah LiFepo4 Akku wiegt ganze 800g) punktet dieser Akku Typ mit hoher Energieeffizienz, einem robusten Aufbau, unproblematischem Innenleben, einer langen Lebensdauer und pflegeleichtem Handling in der Praxis. Und weltfreundlich ist er auch, da er weniger Ladestrom braucht als ein vergleichbarer Blei Akku und der Akku zudem weitaus weniger häufig ersetzt werden muss. Nachteilig ist lediglich der Anschaffungspreis. Rund vier Mal so viel, wie für einen vergleichbaren AGM Vertreter, muss man für einen LifePo4 Akku auf den Tisch legen. Hier muss der Käufer letztlich entscheiden, was ihm bei seinem Akku wichtig ist. Wer vorrangig auf den Preis schaut, muss viel Gewicht bewegen und hat nur beschränkte Ressourcen zur Verfügung, die häufiges Nachladen erfordern. Auf der anderen Seite ist man zwar sehr komfortabel unterwegs, muss aber den Gegenwert von vier Blei Akkus auf einmal investieren. Langfristig rechnet sich die Anschaffung eines LiFePo4 Akkus aber. Einmal werden laufend Stromkosten beim Laden dank höherer Energieeffizienz eingespart. Zum anderen verfügt man über eine weitaus höhere Anzahl an Ladezyklen, die rechnerisch etwa vier Ersatzbeschaffungen auf der AMG Seite entsprechen. In der Summe sind dann höhere Ersatz Kosten bei den Blei Akkus gegenzurechnen. Unter diesen Gesichtspunkten amortisiert sich die Anschaffung eines teuren LiFePo4 Akkus spätestens ab der dritten Ersatzbeschaffung eines Blei Akkus.

3.26 Fazit:

Wie so oft liegt auch hier die Kaufentscheidung für oder gegen einen lithiumbasierenden Akku in der persönlichen Gewichtung der Vor-und Nachteile. Wer modernste Technik haben möchte und weniger auf den Anschaffungspreis schielt kommt um einen Lithium Akku nicht herum. Preisorientierte Entscheidungen bei der Anschaffung müssen aber nicht falsch sein. Wenn der Akku nur wenig Male im Jahr gebraucht wird, darf man eine Kosten-Nutzung Kalkulation nicht außeracht lassen. Es sei denn, ein komfortables Handling mit geringem Gewicht und die hohen Energiereserven sind bei der Kaufentscheidung vorrangig.

3.3 Der Energie Hammer

Li-Ionen Akku Lithium Ionen Akkus sind der eigentliche Oberbegriff für alle Lithium basierenden Konstellationen, die sich im Materialeinsatz der Akkukomponenten unterscheiden können. Je nach Zusammensetzung kann es Leistungsunterschiede geben, die aus der jeweiligen Materialgüte bzw. Zusammensetzung erwachsen. Wir wollen hier unter dem Begriff Li-ION Akku nur die konventionelle Li-Ion Technik verstehen, die im Polbereich ausschließlich Lithium als Anoden-und Kathodenmaterial verwenden.

3.31 Eigenschaften.

Konventionelle Li Ion Akku Zellen liefern eine Nennspannung von ca. 3,6V. Die Ladeschlussspannung liegt bei 4,2V; die kritische Entladeschlussspannung kann man bei 2,5V ansetzen. Ab diesem Wert setzt spätestens die schädliche Tiefenentladung ein, die u.a. Umständen vermeiden werden sollte. Je nach Akku Hersteller können die angegebenen Werte leicht abweichen. Hier sind die Herstellerangaben auf dem Akku oder Beiblatt maßgebend. Für einen 12V Akku sind mit dieser Technik mindestens drei Zellen nötig. Zwar ergibt sich dann für die Nennspannung nur ein Wert von 11,1V (bei 3,7V pro Einzelzelle), aber die Bandbreite nach Vollladung liegt im Entladedurchgang voll im Toleranzbereich, den ein 12V Verbraucher voraussetzt. Einen beispielhaften Entladeverlauf kann man im Test Teil 2 nachschauen.

3.32 Vorzüge der Technik

Highlight der Li-ION Technik ist die erreichbare hohe Energiedichte, die es erlaubt, kleine und sehr leichte Einheiten zu bauen, die leistungsmäßig hohen Anforderungen gerecht werden. Für den Echoloteinsatz und das genannte Standardgehäuse 151x95x65 sind 9-10AH bei AGM Batterien die Grenze. Auch LiFePo4 Typen kommen nicht darüber hinaus. Mit Li-Ion Zellen nun ist es möglich, auch noch 18Ah an Kapazität in dieser Gehäuseform unterzubringen. Ein solcher Akku (den wir auch im Test haben) wiegt ganze 1,1kg. Ein entsprechender AGM Typ ist mindestens doppelt so groß und legt gut 5kg auf die Waage, eine beeindruckende Gewichtseinsparung und das bei einer deutlich höheren Energieausbeute. Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren dank intensiver Forschungsarbeit und Weiterentwicklung die Li-Ion Akkus in Haltbarkeit und was noch wichtiger ist in puncto Sicherheit stark verbessert.

3.33 Langlebigkeit und Sicherheit

Li-Ion Akkus standen anfänglich sehr in der Kritik, da sie durch Fehlbedienung (Überladen, Kurzschluss etc.) als Sicherheitsrisiko angesehen wurden. Im Labor konnte man diese Zustände nachstellen und nachweisen, dass Brände und Explosionen möglich waren. Das hat u.a. zur Gefahrguteinstufung von Lithium Akkus geführt und uns Angler bewogen, vorsichtshalber auf die als sicher angesehene LiFePo4 Technik zurückzugreifen. Mittlerweile sind die Vorbehalte an den Li.-Ion Akku Typ aber vom Tisch da, die Batterietypen technisch ausgereifter sind und zudem hinreichend z.B. durch Schutzschaltungen abgesichert werden, so dass es hier keine Einschränkungen mehr geben sollte. Ein zweites Problemfeld früher Li-Ion Akkus war deren Langlebigkeit. Man geht heute nicht mehr von einer kalendarischen Standfestigkeit aus, sondern kann sich auf die zu erwartende Zyklen Lebensdauer stützen. Moderne Lithium Ionen Akkus erreichen bei guter Pflege durchaus Ladezyklen in der Größenordnung von 1500-5000. Die erreichbare Anzahl ist abhängig von verschiedenen Faktoren. Der Anwender hat es selbst in der Hand, wie lang seine Freude am Energieversorger währt. Abgesehen von der Akku Qualität selbst, nehmen z.B. Lager-und Betriebstemperaturen, Entlade-und Ladeströme und die Ladeschlussspannung Einfluss auf die Haltbarkeit. So sind hohe Temperaturen genauso schädlich wie sehr tiefe. Ebenso trifft das auf hohe Ladeströme (Schnellladung)zu, besonders wenn der Akku sich in einem flachen Entladezustand befindet. Flaches Laden (geringe Stromstärke) und Verbraucher, die wenig Energie im Verhältnis zur vorhandenen Gesamtkapazität entnehmen, können hingegen die Lebensdauer des Akkus deutlich verlängern. Auch mit den Entladegewohnheiten kann man helfen. Wer z.B. seinen Akku regelmäßig nur zu 80% entlädt, kann die Anzahl der Ladezyklen durchaus verdoppeln. Für uns Angler bedeutet das bei jeder Kaufentscheidung, den Akku den Verbrauchsdaten unseres Echolotes anpassen. Es macht dann keinen Sinn ein 10´Gerät (1,1A)mit einem 7Ah Akku zu versorgen. Einen 5´´ Vertreter(0,5A) mit 18AH zu betreiben ist zwar nicht schädlich aber unwirtschaftlich.
Tipp: Einfache Faustregel: Verzehnfache den mittleren Stromverbrauch deines Echolotes. Das sollte die Mindestkapazität des Li-Akkus sein. Beispiel: i=0,8Ah c20=0,8*10 = 8Ah

 

3.34 Laden und Entladen

Das Ladeverfahren ist das gleiche wie bei den LiFePo4 Akkus beschrieben. Zunächst wird mit konstantem Strom geladen bis die Ladeschlussspannung erreicht wird, dann wird unter Beibehaltung der Spannung bei abnehmender Stromstärke die Vollladung erreicht. Die Ladeschlussspannung liegt bei 4,2V, bei 3 Zellen demnach bei 12,6V bzw. 16,8V bei vier Zellen. Das CC/CV Standardladeverfahren reicht i.d.R. aus. Vorsicht ist lediglich geboten, wenn der Akku zu stark entladen wurde. Hier sollte das Ladegerät in der Lage sein, stufenweise, d.h. anfänglich mit kleineren Werten als den normalen Ladestärken zu arbeiten, um die Zellen nicht zu schädigen. Höherwertige Lader haben ein angepasstes Ladeverhalten im „Programm“. Das erhält die vorhandenen Energieressourcen und schützt die Zellen vor vorzeitiger Alterung.
 
Alle hier vorgestellten Akkutypen zeigen in der Praxis ein schnelles Absinken der Spannungswerte von der Ruhespannung, die nahe der Ladeschlussspannung liegt, bis zur Nennspannung, die im Li-Ion Fällen bei 3,6-3,7V in der Einzelzelle liegt. Die Lithium Typen sind danach allerdings für einen langen Zeitraum stabiler im Spannungsabfall, der erst stärker wieder ansteigt, wenn es dem Kapazitätsende zugeht. Die Grenzwerte beginnen etwa bei 2,9V pro Zelle, alle Werte unterhalb von 2,5V schädigen den Akku bereits dauerhaft. Hinzu kommt, dass die Entladeschlussspannung kein Festwert darstellt, sondern früher eintreten kann, wenn die Entladeströme vergleichsweise hoch sind. Ein Effekt, der als Nebenprodukt der Peukert Erkenntnis zur Kapazitätsveränderung bei hohen Entladeströmen, anzusehen ist. Insofern ist es ratsam, den Akku schon bei dem Erreichen der noch sicheren 3V Grenze vom „Netz“ zu nehmen.
Tipp: Den Akku vorsichtshalber nur bis zu einer Ladeschlussspannung von 3V pro Zelle (9V bei drei Zellen, 12V bei vier Zellen) entladen.

 

3.35 Schutzschaltung(BMS)

Die elektronische Absicherung des Li-Ion Akkus durch eine BMS Schaltung ist heute normalerweise Standard. Sie soll den falschen Umgang mit der empfindlichen Materie ausschließen. Das erhöht die Sicherheit und schützt den Anwender auch nach möglichen Fehlbedienungen, vor größeren Schäden. BMS Schaltungen sollen Überladen, Unterspannungen(Tiefenentladung) und thermische Überlastung verhindern, übernehmen aber meist auch den Zellenausgleich beim Ladeprozess, so dass der Einsatz dieses Akku Typs weitestgehend unproblematisch ist. Gleichwohl sind solche Schutzschaltungen immer eine Art Notsicherung, die man nicht ausreizen sollte, wenn die Pflege des Akkus wichtig ist. Hier ist man auf der sicheren Seite, wenn man im „grünen Bereich“ bleibt. Bei unseren Akku Tests haben wir an den aufgezeichneten Entladekurven einmal herausgearbeitet, wie er pflegende Umgang mit dem Energieträger aussehen kann. Dort sind die Überlegungen im Einzelnen nachzulesen.
 

3.36 Fazit (Vor-und Nachteile)

Auch noch auf den zweiten Blick wären Li-Ion Akkus für die Echolotstromversorgung das Gelbe vom Ei, wenn da nicht die Anschaffungshürde im Wege stände. Lithium Akkus sind immer im Vergleich zur Standardware AGM Blei verhältnismäßig teuer bieten aber andererseits mit ihrer Energiedichte auf niedrigem Gewicht, ihrer Haltbarkeit und Robustheit und mit angepassten Ladern auch mit ihrem geringen Pflegeaufwand zum Preis eine mehr als adäquate Alternative. Der energiestarke Li-Ion Vertreter hat Gewichts-und Leistungsvorteile gegenüber der LiFePo4 Variante ist aber dafür auch noch etwas teurer. Für Echolote ab 9´´, bei einem mittleren Strombedarf von gut 1A, ist der Li-Ion Akku (z.B. die 18Ah Variante)wegen seiner hohen Energiereserve auf kleinem Raum die richtige Wahl. Bis 7´´ machen die LiFePo4 Vertreter, die viele Vorteile ihrer Technologie mitbringen eine gute Figur. Für Bleitypen spricht eigentlich nur noch der Preis, alles andere ist aktuell nicht mehr up to date.

Teil 2

Die Testseite

Was Dich erwartet: Wir testen die vorgestellten Akkutypen und ein passendes Ladegerät 1. Blei Akku (AGM) Siga AGM Akku 12V/8Ah, Ladegerät Optima 2 TM420 12V/0,8A 2.Lithium Eisen Phosphat Akku (LiFePo4) Jubatec LiFePo4 Akku 12V/8Ah, Ladegerät Optima TM470 12V/0,8A 3.Lithium Ionen Akku(Li-ION) Rebel Cell Li-ION Akku 12v/18Ah, Ladegerät Rebel Cell 12,6V/4A

 

Wir wollten u.a. wissen, ob Lithium basierende Akkus tatsächlich neben vielen anderen Vorteilen und Vorzügen bei gleicher Nenngröße auch länger laufen, wie immer behauptet wird. Dazu haben wir einen Verbraucher verwendet, der konstant Strom in der Größenordnung von 0,732A pro Stunde aus dem Akku zieht. Ein Echolot schwankt im Stromverbrauch während des Betriebes beständig. Bei einem Lowrance HDS 7 Carbon haben wir Werte von 0,68A bis 9,45A gemessen, wobei die hohen Werte nur beim Systemstart auftraten. Im laufenden Betrieb pendelten sie sich im Mittel bei ca. 0,75A ein, so dass unser Verbraucher einen angepassten Wert wiedergibt, der aber für die Messung bei allen Kandidaten konstant blieb und somit die Vergleichbarkeit sichert. Wir können also verlässliche Aussagen darüber treffen, wie die drei Batterietypen in der Praxis verhalten würden, wenn ein 7´´ Kombigerät bedient werden muss.

 

 

Messung der Akkulaufzeit mit einem Lowrance HDS 7 Carbon. Links wird der aktuelle Entladestrom (0,776A), rechts der augenblickliche Spannungszustand des Akkus angezeigt. Der Laptop zeichnet alle Werte im Hintergrund auf.

Alle Messwerte wurde mit zwei USB fähigen Meßgeräten von Peak Tech und Hold Peak aufgenommen und auf einem angeschlossenen Laptop kontinuierlich aufgezeichnet. Alle Daten wurden im 15 Minuten Rhythmus abgenommen. Zur besseren Übersicht geben wir in diesem Beitrag aber nur die Aufzeichnungen zu den Stundenwerten wieder. Sie sind anschaulich in ein Diagramm gefasst, dass einen sehr schönen Überblick über das Entladeverhalten des jeweiligen Stromlieferanten gibt.

TEST 1

 

 

Siga Phaeton AGM Akku 12V/9Ah, Optimate 2 Ladegerät TM420

Blei Akku Siga Phaeton AGM 12V/9Ah

Für unseren Test aus dem AGM Lager haben wir ein preiswertes 12V/9ah Modell des deutschen Anbieters Siga, Mannheim gewählt. Das Batterieunternehmen verfügt über ein breitgestreutes Sortiment an Akkus für fast alle Anwendungsbereiche. Siga setzt auf neueste Batterietechnik, blickt auf einen 35järigen Erfahrungsbereich in der Produktion zurück und wirbt mit „German Quality“. Das Testmuster stammt aus der Phaeton Serie, die konstruktiv auf Zyklen Festigkeit (Deep Cycle Typ) getrimmt ist. Der Hersteller gibt einen weiten Temperaturbereich zwischen -20° und +60° an und eine geringe Selbstentladung von <3%/Monat. Bei einer 75% Entladung sollen rund 500 Ladezyklen möglich sein. Der Akku ist mit sechs Einzelzellen mit je 2,1V Nennspannung aufgebaut hat also eine Nominalspannung von 12,6V. Als Ladeschlussspannung werden 14,6-14,8V angegeben. Die Verarbeitung ist einwandfrei, die wichtigsten Daten des Energieträgers einschl. der Sicherheitshinweise sind aufgedruckt. Die Energieabnahme wird über 6,3mm Feston Anschlüsse geregelt. Das Gehäuse entspricht den Standardabmessungen 151x95x65mm. Das Batteriegewicht beträgt 2,64kg(gemessen). Für unseren Laufzeittest haben wir ein Optimate TM420 Ladegerät eingesetzt. Laufzeittest Im Laufzeittest wollten wir wissen, wie lange dieser Akku durchhält, um etwa ein Echolotkombigerät mit einem 7´´ Bildschirm zu versorgen. Im Zuge der Vergleichbarkeit haben wir den Akku an einen Verbraucher angeschlossen, der konstant 0,732A Strom zieht und im 15Minuten Abstand die Spannungswerte mit einem Peaktec Messgerät aufgezeichnet, die beim Entladevorgang angefallen sind. Parallel dazu würde die Stromentnahme mit einem zweiten Messgerät kontrolliert. Rein rechnerisch gibt die Peukert Formel eine mögliche Laufzeit von 10,5h vor, die wir in unserem Testdurchlauf nicht bestätigen konnten. Da der Hersteller die Ladeschlussspannung mit bis zu 14,8V angibt, unsere Lader aber nur 14,4V zur Verfügung stellen, kann es sein, dass der Akku im Test nicht seine volle Kapazität hat. Erkenntnisse aus dem Laufzeittest

 

 

Im frischen Ladezustand sind unter Last zu Beginn höhere Anfangswerte (hier 12,8V) als die Nominalspannung(hier 12,6V) zu erwarten. Anders als bei Lithium Batterietypen ist der Startwert aber deutlich weiter von der Ladeschlussspannung (hier 14,6V-14,8V) entfernt. Das ist nicht verwunderlich, da die Nennspannungen sich mit 13,2V(LiFePo) und 12,6V(AGM) auch deutlich unterscheiden. Typisch für die Verlaufskurve der Entladung ist bei Bleibatterien der zügige Spannungsabbau während des Entladevorgangs. In unserem Belastungstest hält der Akku 8h problemlos durch, ist dann aber bereits auf ca. 11,5V abgefallen. Das entspricht einer Einzelzellspannung von ca. 1,9V, die darauf hindeutet, dass die Tiefenentladung(ab 1,85V) nicht mehr allzu weit entfernt ist. Da Bleibatterien normalerweise keine Schutzschaltung besitzen, die sie im Zweifelsfall abschalten, ist durchaus Vorsicht geboten, den Akku viel weiter zu entladen. Im zweiten Test (s. Schaubild) haben wir dann den Akku einem zweiten Durchlauf über 8 Stunden hinaus machen lassen. Hier zeigte sich, dass die Werte bei praktisch gleichem Anfangswert nur minimal unterschiedlich waren, die Verlaufskurve aber diesmal sehr gleichmäßig durchlief. Der letzte Eintrag war nach 8,5 Stunden vorhanden. Eine Minute später stellte der Akku seine Tätigkeit ein(Anzeige -3mV).

Wir halten fest: Der Siga AGM Akku hat in unserer Testkonstellation in beiden Durchgängen eine Laufzeit von rund 8h erreicht. Im praktischen Betrieb sollte bei einem Stromverbrauch ähnlich unserer Testvorgabe der Akku bei rund 11,7V vom Netz genommen werden. Eine entsprechende Warnung kann im Echolot eingestellt werden. Bei kleineren Echoloten kann man den Wert weiter nach unten setzen (s. Peukert Effekt u. frühere Tiefenentladung).

 

Fazit: Unser AGM Testexemplar hat die zu erwartenden Eigenschaften eines Blei Akku Vertreters beispielhaft wiedergegeben. Trotz einer Kapazität von 9Ah sind seine Laufzeiten im Test etwas unter den Erwartungen geblieben. Man muss allerdings die Möglichkeit einer ausgeblieben Vollladung ebenso ins Kalkül ziehen wie die Tatsache, dass er seine volle Leistungsfähigkeit nach 2 Ladezyklen noch nicht erreicht hat. Zu einem Preis von leicht über 20€ ist der Siga aber ein guter Deal, der ein 7´´ Echolot für einen langen Angel Tag sicher bedienen kann und deshalb eine Empfehlung Wert ist.

 

 

Preis: 22,50€

https://www.amazon.de/SIGA-S9-12-Batterie-12-Mah/dp/B00D6V80RA

 

Blei Ladegerät Tecmate Optimate TM 420 12V/0,8A

Die Akku Lader vom belgischen Hersteller Tecmate ist laut Hersteller ein Lade-und Wartungsgerät speziell für gekapselte Blei Akku. Mehrstufiges Laden, Optimierungs-und Wartungsprogramme sollen den Akku seinen Anforderungen entsprechend laden und warten. Auch versehentlich tiefengeladene „leere“ Batterien können mit einem integrierten Niederspannungs-Impulsrettungsverfahren wiederbelebt werden. Der Anbieter spricht von einem vierstufigen Ladeprozess, der zunächst prüft, ob eine mehr oder weniger tiefe Entladung(Einzelspannung unter 2V) vorliegt. Ist das der Fall wird die Stufe 1 (low voltage save) aktiviert. Danach setzt das Gerät den normalen Ladeprozess(Stufe 2) fort bis die Ladeschlussspannung von 14,4V erreicht ist. Die dritte Stufe dient der Optimierung, d.h. der Vollladung und Überprüfung der Einzelzellen. Hier setzt das TM420 Stoßimpulse mit 14,4V ein um dann in einen Ruhezustand überzugehen, in dem die Einzelzellen auf die Fähigkeit, die Spannung zu halten, überprüft werden. Diese Phase dient auch dem Zellenausgleich im Ladeprozess. Die letzte Stufe dient der Aufrechterhaltung des optimalen Ladezustands und kann auch zur Batterieüberwachung eingesetzt werden. Bei unseren Probeläufen haben wird die verschiedenen Ladestufen während des Ladevorgangs messtechnisch überprüft und konnten sowohl den Verlauf als auch die Ladefunktion in den angesprochenen Punkten bestätigen. Der Lader kann seine Vorgaben ohne Einschränkungen erfüllen und wird seine Aufgaben in puncto Batterieoptimierung und –pflege sicher wahrnehmen. Für die Lebensdauer des Akkus ist eine etwas schwächere Ladeschlussspannung von 14,4V im Verhältnis zur Herstellerforderung von 14,6-14,8V durchaus vorteilhaft, auch wenn die Vollladung dann nicht zu 100% erreicht wird.

Im praktischen Einsatz wird das Optimate TM420 gut handwarm. Es arbeitet geräuschlos. Zwei Anschlussmöglichkeiten an den Akku werden mitgeliefert. Die Funktionsüberwachung mittels LED Fenster sind am Gerät gegeben. Bei einem Ladestrom von 0,8A(gemessen rund 0,76A) dauert das Laden je nach Entladezustand schon einige Stunden. Im Gegenzug kann man aber die größtmögliche Schonung des Stromversorgers beim Ladeprozess erwarten, zumal die Ladeautomatik sich auf den Zustand der Batterie selbsttätig einstellt. Fazit: Bei einem Preis von rund 50€ kostet der Lader rund das Doppelte seines Ladeobjektes. Das Geld ist aber schon vom ersten Ladeprozess an gut angelegt, da sich das Ladegerät den Erfordernissen der Batterie stetig anpasst und so eine hohe Lebensdauer und die Kapazitätsreserven des Energieträgers dauerhaft erhalten kann. Selbst tiefenentladene Akkus lassen sich wiederbeleben, das spart schon bei einem einmaligen Vorgang die Hälfte der Lader Kosten wieder ein.

 

 

Preis: 53,85€
https://www.amazon.de/TecMate-OptiMATE-4-stufiges-Batterielade-Wartungsger%C3%A4t/dp/B00B3L8MZA/ref=sr_1_1?s=automotive&ie=UTF8&qid=1536424569&sr=1-1&keywords=tecmate+TM+420

TEST 2

 

 

Jubatec LiFePo4 Akku 12V/8Ah, Ladegerät Optimate 2 TM470
Lithium Akku Jubatec Businessline LiFePo4 12V/8Ah

Als Anbieter fortschrittlicher Akkutechnik hat die Firma Jubatech (Just Battery Technic) eine große Palette Lithium basierter Akkus im Programm, vom 200Ah starken Modell für den Antriebsbereich bis hin zu gängigen Stromversorgungen für Kleingeräte wie Smartphones. Jubatec lässt, wie viele andere Hersteller auch, in China produzieren. Den Anspruch an Qualität und Anwendungssicherheit der Ware unterstreicht der Anbieter durch eine dreijährige Garantiezeit.

Akkumerkmale

Der hier vorgestellte 12V Lithium Eisen Phosphat Akku (Lifepo4) ist für den Einsatz mit Echoloten im mobilen Betrieb bestens geeignet. Er kommt in einem Standardgehäuse 151x95x65mm mit 6,3mm Feston Anschluss, wiegt magere 1,164kg und leistet nominell 8Ah. Durch die höhere Energiedichte (1024Wh) der Lithium Technik entspricht die verfügbare Leistung dieser Stromversorgung etwa einem 12-16Ah Blei-Akku-Typ. Für den Echolotbetrieb reicht das bei einem 7´´ Modell schon mal für ein bis zwei Angeltage. Die optische Inaugenscheinnahme attestiert dem Akku eine erstklassige Verarbeitung und ein sauberes Finish. Der Aufkleber mit dem Typenlogo „Businessline“ auf der Akkubreitseite gibt leider nur Auskunft über den Akku Typ. Alle Angaben zu technische Daten, wie Ladeschlussspannung, Entladeschlussspannung, max. Ladestrom kann man dem beiliegenden englischen Datenblatt entnehmen. Besser wäre allerdings ein Aufkleber auf dem Akku gewesen. Datenblätter gehen häufig verloren. Hinweise auf den sicheren Umgang mit der Lithium Technik sind auf der zweiten Datenblattseite zu finden, wären auf dem Akku z.B. als Link aber durchaus besser aufgehoben.

Akkuaufbau

Aufbautechnisch finden wir im Jubatec 12V/8Ah LiFePo4 Akku mit vier LiFePo Zellen, die je 3,3V Zellspannung liefern. Das entspricht einer Nennspannung von 4 x 3,3V = 13,2V. Frisch geladen stehen anfänglich auch schon mal 13,65V unter Last auf dem Messgerät. Nach kurzer Zeit (30-45 Minuten je nach Stromentnahme) wird aber den Nominalbereich von rund 13,2V erreicht. Das System verfügt über Batterie Management System (BMS). Tiefenentladung, Überladen, Kurzschlüsse u.a. werden durch diese Schutzschaltung sicher vermieden. Das BMS schaltet den Akku bei Erreichen der Entladeschlussspannung rechtzeitig ab, kann aber noch einiges mehr. Während des Ladevorgangs gleicht es durch eine passive Balanceschaltung die Ladung der Einzelzellen an. Unter günstigen Bedingungen (nur 80% Entladung, günstige Temperaturen, richtige Lagerung usw.) werden lt. Anbieter 2000-5000 Ladezyklen erreicht, umso mehr, je sorgfältiger der Akku gepflegt wird. Zur optimalen Akkupflege gehört auch ein optimal angepasstes Ladegerät, das der Hersteller leider nicht im Programm hat.

Laufzeittest

Für unseren Praxistest haben wir ein Optimate 2 TM470(14,4V/0,8A) Ladegerät verwendet. Es ist speziell auf den Akku Typ LiFePo4 abgestimmt und hat, wie wir noch sehen werden, einige interessante Features.

Im Praxistest wollten wir wissen, wie lange der Akku im praktischen Einsatz tatsächlich durchhält. Dazu haben wir ihn in die Versuchsanordnung eingebunden, den Lauf Test im Abstand von mehreren Tagen zweifach durchgeführt. Beim Teststart war der Akku jeweils im frischen Vollladezustand. Die Umgebungstemperatur betrug in der Testphase 20-23°.

Rein rechnerisch sollte die Laufzeit bei einem Stromverbrauch von 0,732A, wie wir sie bei 7´´ Geräten als typisch festgestellt haben, bei rund 10,5h liegen. Zur Berechnung haben wir die o.a. Peukert Formel benutzt und den Peukert Exponenten auf k=1,05(Lithium) gesetzt. In den beiden Tests wurde eine mittlere Laufzeit am Verbraucher von rund 12h ermittelt. In Anbetracht der Tatsache, dass der Akku seine volle Leistungsfähigkeit erst nach ca. 5-10 Ladezyklen erreicht, waren das gute Resultate.

Erkenntnisse aus den Laufzeittests

 

 

Die Ladeschlussspannung beträgt bei diesem Batterietyp 14,4V, das entspricht einer Zellspannung von 3,6V. Bei stabilen neuen Zellen wird die erhöhte Spannung noch eine Zeit lang gehalten, bis sie auf den nominellen Wert von 3,3V zurückfällt. Im Diagramm ist zu sehen, dass der Akku anfänglich unter Last noch mit 13,88V Anfangsspannung beginnt, die sich nach einer Stunde auf den nominellen Wert von13,2V absenkt. In den folgenden Stunden sehen wir eine sehr flach abfallende Kurve mit einem durchschnittlichen Abfall von 0,03V pro Stunde. Ab der neunten Stunde geht die Spannung stärker zurück und bricht dann nach der 12h ein. Tatsächlich wurde der Akku kurz vor der dreizehnten Stunde abgeriegelt. Praktisch wäre also eine Laufzeit von 12h möglich, jedoch entlädt sich die Stromversorgung mit deutlichem Spannungsabfall bereits ab der 10. Stunde sehr zügig, so dass anzunehmen ist: wir haben die 80% Grenze bereits erreicht. Um den Akku zu schonen macht es deshalb Sinn bei 10,8V, d.h. bei ca. 10,5h eine Marke zu setzen und ihn nicht weiter zu entladen. In der Praxis würde man diesen Wert im Echolot einstellen, um sich warnen zu lassen. Die Pflege des Stromversorgers für einen dauerhaften Einsatz wäre damit sichergestellt.

Wir halten fest: Der Jubatech LiFePo4 Akku hat mit seiner Kapazität von 8Ah in der Testkonstellation (0,732A Stromverbrauch) eine max. Laufzeit von 12h erreicht, die in Ausnahmefällen auch genutzt werden kann. Zur pfleglichen Behandlung kann man die Laufzeit dauerhaft auf 10,5h reduzieren.
 
Fazit: Der Jubatec Business LiFePo4 Akku 12V/ah hat die Erwartungen in allen Bereichen erfüllt. Unter Vernachlässigung kleiner Abstriche für das Fehlen von Angaben zu technischer Daten und Sicherheit auf dem Akku selbst gefallen die Verarbeitung, die optische Aufmachung, die technische Ausstattung, die Einsatzeignung in einem großen Temperaturbereich (-20° – +60°), die verlängerte Garantiezeit und, was letztlich am wichtigsten ist, das geringe Gewicht und die optimal angepasste Laufzeit am Verbraucher. Der Akku kann ohne Einschränkung empfohlen werden. Schon bei einer Lebensdauer von nur 1500 Ladezyklen und den Einsparungen bei den Ladekosten und den Ersatzleistungen im Vergleich zu 8Ah Bleitypen rechnet sich der höhere Anschaffungspreis.

 

 

 

Preis: 119,00€

https://www.amazon.de/LiFePO4-Akku-8-0-mit-BMS/dp/B077VZD994/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1536347037&sr=8-1&keywords=12v+batterie+8ah+jubatec

Lithium Ladegerät Tecmate Optimate LiFePo4 14,4V/0,8Ah

Im Fachhandel werden dem Käufer eines LiFePo4 Akkus mitunter Ladegeräte offeriert, die für Blei Akkus gebaut wurden. Im Hinblick auf den Preis auch solche, die aus dem Billigsektor stammen. Richtig ist, dass eine Ladeverfahren bei Blei Akkus nach IU Kennlinie prinzipiell dem CC/CV Laderhythmus bei LiFePo Akkus entspricht. Dennoch gibt es zählbare Unterschiede, die in der Ladeschlussspannung, der anhängenden Erhaltungsladung und der Spannungsmodulation liegen können. Inwieweit solche Ladegeräte dem Umgang mit Lithium Modellen zuträglich sind, kann man im Einzelnen nicht festmachen, der Anwender ist aber auf der sicheren Seite, wenn er für seinen Akku Typ ein speziell angepasstes Model verwendet. Natürlich kostet das ein paar Euro mehr, ist aber eine gut angelegte Investition.

Der belgische Anbieter Tecmate ist auf qualitativ hochwertige Ladegeräte spezialisiert und in der Zweirad- und Autogemeinde mit seinen Optimate Ladegeräten quer durch alle Akkutypen wohl bekannt. Für unseren Jubatec LiFepo4 und vergleichbare Akkumodelle ist der Tecmate Optimate Lader TM470 eine optimale Empfehlung. Der acht Stufen Lader bringt alle Voraussetzungen mit, um speziell diesen Akku Typ schonend und effizient zu laden und zu warten. Selbst sehr flach entladene Akkus(Zellspannung nahe der Tiefenentladung) können gerettet werden(Safe Funktion). Dazu kann der Lader das eingebaute BMS resetten, das eine erneute Wiederaufladung verhindern könnte. Ein Multi Stufen Zyklus beim Laden verhindert Zellschäden bei niedriger Zellspannung(mehrstufiger Ladeprozess mit anfänglich sehr niedrigen Werten).Im Ladeprogramm selbst wird der Zellausgleich des BMS unterstützt.

Im anschließenden Test-und Wartungsprogramm wird der gesamte Akku und die Einzelzellen auf Funktion überprüft. Ggfs. wird nachgeladen. Das Optimate TM470 ist also ein Ladegerät, ein Akku Tester und ein Instand Halter für den Akku. Wenn man so will ein Akku Buttler der den Akku nicht nur lädt sondern auch schützt und pflegt. Der Hersteller verspricht sich damit mehr Akku Effizienz und ein längeres Akku Leben. In der Anwendung propagiert der Anbieter: „Anschließen und vergessen. Nie mehr irgendwelche Probleme“. Nun wir alle wissen, dass Werbeaussagen und Praxisbezüge durchaus unterschiedlich sein können. Unsere Erfahrungen mit dem Optimate TM470 geben allerdings keinen Anlass an der optimalen Funktion und Gebrauchstüchtigkeit des Laders zu zweifeln. Wir haben die Funktionen Akku Rettung geprüft und den mehrstufigen Lade-und Kontrollprozess durchgemessen, alles ohne Einschränkungen. Auch der Ladezustand des Akkus entsprach der erwarteten Vollladung. Der eher niedrige Ladestrom von 0,8A (gemessen 0,762A) erfordert naturgemäß einen gewissen Zeitvorrat im Ladeprozess, der sich noch ausweiten kann, wenn der Akku aus einem sehr flachen Ladezustand kommt und der Testbereich nach Vollladung komplett durchgeführt wird. Der Optimate TM470 wird im gesamten Ladevorgang nur gut handwarm, arbeitet geräuschlos und bringt verschiedene Anschlussmöglichkeiten mit, die z.T. sogar mit einer Ladesicherung ausgestattet sind. Fazit: Der Tecmate Optimate TM470 Lader kann zur Auffrischung und Pflege eines LiFePo4 Akkus empfohlen werden. Die Automatikfunktionen stellen den Ladeprozess zielsicher auf den jeweiligen Akkuzustand und speziell auf den Life Typen 12,8V-13,2V Nennspannung (Vier Zellen)ein, Test und Wartungsfunktionen sichern das Wohl des Akkus wünschenswert ab. Für ein qualitativ hochwertiges Ladegerät ist der Kaufpreis angemessen. Mit weniger sollte man sich nicht zufrieden geben, um seine Akku Investition abzusichern.

Preis: 63,71€

https://www.amazon.de/Optimate-8-Stufen-Akku-Ladeger%C3%A4t-Testger%C3%A4t-Wartungsger%C3%A4t/dp/B00VAAGGQ6

Nach diesen beiden Tests zurück zur Eingangsfrage, ob Lithium Akkus bei gleicher Nennleistung länger laufen. Die einfache und schlichte Antwort ist: JA. In unserem Test hat der gleiche Verbraucher bei einer 9Ah Bleibatterie(AGM Typ) eine um vier Stunden kürzere Laufzeit zu verzeichnen als bei dem um 1Ah schwächere Lithium Eisen Phosphat Vertreter. In Kurzform: 12V/9Ah AGM Akku : 8 Stunden 12V/8Ah LiFePo4 Akku : 12 Stunden

 

Test 3

 

 

Rebelcell Li-Ion Akku 12V/18AH, Rebelcell Ladegerät 12,6V/4Ah

Li-Ion Akku Rebelcell Li-ION 12V/18AH

Wow, wer hätte das gedacht, ein 18Ah Energiepaket in einem kleinen Standardgehäuse von 151x95x65mm. Die Li-Ion Technik macht das mit einem Dreizeller Pack möglich. Angeboten wird dieser Energiehammer von holländischen Lieferanten Rebelcell mit Sitz im schönen Küstenbadeort Katwijk. Das noch junge Unternehmen entwickelt, produzieren und vertreiben Lithium-Ionen Batterien und Akkus und Zubehör exklusiv für den Angelmarkt. Die Entwickler müssen nicht nur ausgeschlafen sein (von wegen Liegestuhl am Strand), sie wissen auch sehr genau, wovon Angler träumen. Leicht soll der Energieträger sein und Power mitbringen, die auch für große Echolote und mehrere Tage reichen kann. Genau dieser Ansatz ist mit dem vorliegenden 12V/18Ah Gerät überzeugend gelungen. Bei einer Zellspannung von 3,6-3,7V in der Einzelzelle ergibt sich zwar nur eine Akku Nennspannung von 11,1V(3,7V), aber im Gebrauch zeigt sich, dass der Akku im Entladeverfahren einen starken Bereich von 12,5 – 9V über einen langen Zeitraum halten kann und somit zu recht in die 12V Akku Klasse passt, zumal die akzeptierte Toleranzbreite bei 12V Geräten noch deutlich größer ist.

Eigenschaften und Daten

Der Akku wiegt ganze 1176g (gemessen), in etwa so viel wie das getestete LiFePo4 Modell von Jubatech bei nur 8Ah Leistung. Ein 18Ah Bleivertreter z.B. ein Effekta AGM 12V/18Ah, bringt es auf 5,7kg. Rund das fünffache an Gewicht. Das entspricht eine Einsparung bei der Masse von rund 80%.

Der Rebelcell Akku kann im üblichen Bereich von -20° bis +50° eingesetzt werden, am besten arbeitet die Lithium Technik aber bei sommerlichen 25°. Dieser Akku bringt natürlich neben seinem Fliegengewicht alle Vorteile der Lithium Technik mit, die wir anderer Stelle schon eingehend beschrieben haben. Im Hinblick auf die Empfindlichkeit der Li-Ion Technik bei falscher Behandlung ist der Akku natürlich mit einer integrierten Schaltung(BMS) hinreichend abgesichert. Ein Integrierter Zellausgleich ist ebenso vorhanden wie eine Entladestromsicherung (max. Begrenzung des Entladestroms) und der Schutz gegen Überladung bzw. Tiefenentladung. Die Verarbeitung ist tadellos, alle notwendige Information einschl. der technischen Daten und der Sicherheitshinweis sind aufgedruckt. Wenn wir einmal von einer sehr realistischen Lebensdauer von 10 Jahren ausgehen und Betriebskosteneinsparungen von rund 50% pro Jahr ansetzen, lässt sich der Anschaffungspreis schon mittelfristig amortisieren.

Laufzeittest

Gespannt waren wir auf den Laufzeittest. Theoretisch sollte die Laufzeit deutlich über der 20h Marke liegen. Die Peukert Gleichung versagt hier zu Berechnung, weil der i20=0,9A Wert bei unserem Testverfahren größer ist als der Verbrauchsstrom von 0,732A. Verständlicherweise kann es wegen der eklatanten Leistungsunterschiede auch keinen direkten Vergleich zu den beiden anderen Probanden geben aber spannend ist es schon zu wissen, wieviel Betriebszeit mit diesem Akku bei einem 7´´ Echolotmodel zur Verfügung steht. Wir haben ganz einfach einmal eine Schätzung mit dem Faktor 0,9:0,732 x20h abgegeben und sind auf eine Laufzeit von rund 25 Stunden gekommen. Dass es letztlich dann 30h waren, hat uns dann doch ein wenig überrascht.

Zur Laufzeitmessung

Die Laufzeitmessungen wurden in zwei Etappen durchgeführt, weil wir die Testanordnung aus Sicherheitsgründen nicht über Nacht ohne Aufsicht laufen lassen wollten. Die erste Etappe wurde nach 16h bei einer Akkuspannung von 10,89V beendet und am nächsten Tag mit dem Startwert von 10,87V weitergeführt.

 

 

Die Ladeschlussspannung liegt bei 12,6V, bzw. 4,2V pro Zelle. Der Teststart lag zeitnah (nur ein paar Stunden) zur Vollladung der Akkuzellen. Der Anfangswert von 12,54V unter Last liegt nur minimal unterhalb der Schlussspannung und zeigt eindrucksvoll wie gut die Zellen die Spannung halten können. Im Gegensatz zur LiFePo4 Verwandtschaft von Jubatec fällt die Spannungskurve unter Last relativ steil ab, tut das aber für den ersten Messbereich von 16 h sehr gleichmäßig mit 0,1V pro Stunde. Der zweite Messblock von der 16. Stunde an, ist nicht mehr ganz so homogen. Hier gibt es einen flachen Bereich mit geringeren Unterschieden zwischen der 17. Und 22. Stunde. Ab da geht es wieder etwas zügiger, verlangsamt sich aber dann wieder von der 25. Stunde an. Ab der 28. Stunde fällt die Spannung steil ab, versorgt den Verbraucher aber weiterhin problemlos. Nach der 30. Stunde haben wir den Test abgebrochen, um ein Abschalten durch das BMS zu verhindern.

Wir halten fest: Der Rebelcell Li-ION Akku 12V/18Ah hat im Laufzeittest mit einem 0,732A fordernden Verbraucher eine Laufzeit von 30h erreicht, die im Zweifelsfall bei diesem Akku Typ auch voll genutzt werden kann. Wer seinen Akku dauerhaft schonen möchte, um optimale Zyklen Laufzeiten zu erhalten, ist gut beraten, ihn früher wieder aufzuladen (nach der 28.Stunde), bevor die Spannung deutlich abfällt.

 

Fazit: Der Rebelcell Li-Ion Akku 12V/18Ah hat sich rundherum von seiner besten Seite gezeigt, in einigen Punkten hat er die Erwartungen übertroffen. Der Anbieter hat alles getan, um einen sicheren, hocheffizienten Akku zu entwickeln, der für die Anwendungsbereiche des Anglers mehr als genügend Energie zur Verfügung stellt. Bei einem sehr geringen Gewicht von gut 1 kg, der problemlosen Handhabung und dem robusten Aufbau des Energieträgers gibt es augenblicklich nichts Vergleichbares, das mit ähnlicher Energiedichte und komparablen Features aufwarten kann. Der Preis von rund 230€ incl. Ladegerät ist auf den ersten Blick zwar etwas happig, relativiert sich aber bei genauem Hinsehen durch seine herausragenden Eigenschaften und rechnet sich auf längere Sicht durch verschiedene Einsparpotentiale im Vergleich zu anderen Akku Lösung.

 

 

Preis : 209€

https://www.angel-schlageter.de/RebelCell-Akkus-Zubehoer/RebelCell-Akkus/RebelCell-Lithium-Akku-12V-18AH-199-Wh–1051.html

 

 

alternativ Akku + Ladegerät

Preis: 229€

https://www.angel-schlageter.de/RebelCell-Akkus-Zubehoer/RebelCell-Akku-Pakete/RebelCell-Ultimate-12V18Ah-Paket-Lithium-Akku-Ladegeraet-12-6V4A–1012.html

Li-Ion Ladegerät Rebelcell 12,6V/4A

Das mitgelieferte Ladegerät ist dem Dreizeller Akku angepasst. Bei einer Ladeschlussspannung von 4,2V pro Zelle werden die notwendigen Werte sauber eingehalten. Die Vollladung war nahezu perfekt, ein Zeichen, dass die Grenzwerte wohl ausgeschöpft werden. Leider heizt sich der Lader im Betrieb aber kräftig auf. Wir haben nach einer Stunde bis zu 76° an der Oberfläche messen können. Das ist zwar nicht schädlich, zeugt aber davon, dass die Bauteile im Lader nicht sorgsam abgestimmt wurden. Was uns gar nicht gefallen hat, ist die unzureichende Isolierung der Krokodilklemmen.

 

 

Blankes Metall am Klemmengriff ist ein No Go. Zur Not deckt man diese Stellen mit Isolierband ab. Das befreit den Hersteller aber nicht von der Forderung, in der Serie Verbesserungen vorzunehmen.

Schon bei schlampigem Aufsetzen der Klemmen sind Berührungen im oberen Griffbereich der Klemmen nicht auszuschließen, was unweigerlich zu einem Kurzschluss führen würde. Da besteht Verbesserungsbedarf. De facto gibt es sonst aber grundsätzlich weder am Standardladeverfahren noch am Ladeergebnis etwas auszusetzen. Den Akku in einem flachen Ladezustand direkt mit 4A Ladestrom zu bearbeiten, wäre allerdings nicht zu empfehlen. Das würde u.U. die Zellen schädigen und die Akku Lebensdauer verkürzen.

Dem Ladegerät und der Beschreibung kann man leider nicht entnehmen, ob das Gerät evtl. den Ladestrom anpassen kann. Unseren Messungen zufolge wird aber nur ein einfacher dreistufiger Ladeprozess durchgeführt. In Anbetracht des Einzelpreises von 26,50€ ist auch nicht mehr zu vermuten. Hier haben wir einen einfachen Standardlader ohne Drum und Dran, der seine Arbeit hitzig, im Ergebnis aber ordentliche verrichtet. Mehr kann und darf man bei diesem Preis nicht erwarten. Inwieweit der Lader dem Pflegebedürfnis des Akkus, über alle Erfordernisse hinweg, entsprechen kann, ist spekulativ aber nicht unbedingt wahrscheinlich. Trotzdem kann man den Anbieter nicht verdenken, dass er in Verbindung mit seinem ausgezeichneten Akku den Gesamtpreis einigermaßen im Rahmen halten möchte. Wer trotzdem nach Alternativen zu diesem Ladegerät suchen sollte, das höhere Ansprüche erfüllt, wird sein Schwierigkeiten haben, etwas Passendes zu finden. Der Markt ist bei speziellen 3S Ladegeräten durchaus klein. Den einzigen, der wir gefunden haben, ist ein Mascot 2241 Li 3S, der aber technisch auch nicht mehr zu bieten hat als das Rebelcell Model.

 

 

Preis: 26,50€

Dieses Ladegerät ist in der Akkukombination enthalten.
Gesamtfazit: Moderne Batterietechnik und Lithium gehören zusammen. Akkus auf dieser Basis sind leistungsfähig und sehr komfortabel in Handhabung und Pflege. Die Energiereserven sind deutlich höher als bei vergleichbar starken Blei Akkus. Ein immenser Vorteil stellt die Gewichtseinsparung dar, ein Plus bei allen Notwendigkeiten, etwas transportieren zu müssen. Bei mobil eingesetzten Echoloten ist ein Lithium Akku schon fast ein Muss, um bei neuester Echolottechnik den Energiehunger zu stillen ohne gleichzeitig Nachteile in der Größe und der Masse des Energieträgers in Kauf nehmen zu müssen. Dabei muss man zwischen den einzelnen Varianten der Lithium Akku Technik differenzieren. Lithium Eisen Phosphat Typen (LiFePo4) gelten als sehr sicher und gebrauchstüchtig, bringen aber etwas mehr an Masse(Gewicht, Volumen) und eine geringere Energiedichte mit, als die reinen Li-Ion Varianten. Letztere markieren für unseren Angelbereich das Non-Plus-Ultra moderner Stromversorgung, fordern im Gegenzug allerdings ihren Tribut beim Budget.
 
Erlaubt sein muss allerdings die Frage, ob es Sinn macht, für neueste Echolottechnologien viel Geld auszugeben und gleichzeitig bei der Wahl des Stromversorgers jeden Cent sparen zu wollen. Aber das muss jeder für sich entscheiden. bei der Wahl des Stromversorgers jeden Cent sparen zu wollen. Aber das muss jeder für sich entscheiden.

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