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2.3 Benutzungshinweise Batterien

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10 Benutzungshinweise für Bootsbatterien

Der richtige Umgang mit Batterien ist auf den ersten Blick eine Kunst für sich. Es sind viele wichtige Punkte zu beachten, damit Ihr Batteriesystem möglichst lange hält. Bei unsachgemäßem Umgang kann das System schon noch einer Saison erheblich an Leistung verlieren.


Um dies zu verhindern, zeigen wir Ihnen die wichtigsten Tipps, die Sie im Umgang mit Batterien wissen sollten. Sie werden sehen, dass die meisten Punkte grundlegend sind und bereits beim Kauf von gut kompatiblen Komponenten umgehen Sie viele Risiken.

  1. Beachten Sie unbedingt die Sicherheitshinweise der Hersteller!
  2. Achten Sie darauf, dass Sie ein geeignetes Ladegerät zum Laden der Batterie verwenden.
  3. Laden Sie die Batterie möglichst zeitnah nach der Benutzung wieder auf.
  4. Achten Sie darauf, dass Ihre Lithium-Ionen-Batterie durch ein BMS geschützt ist!
  5. Achten Sie auf einen geeigneten Einbauort bzw. einen sicheren Stand für Ihre Batterie.
  6. Verwenden Sie nur geeignete Kabel zur Verbindung und bringen Sie diese sorgsam an.
  7. Führen Sie möglichst regelmäßig einen Ladungsausgleich zwischen den mehreren Batterien durch, falls Sie eine Schaltung aus mehreren Batterien verwenden.
  8. Verwenden Sie möglichst nur Batterien des gleichen Modells, Alters und Ladezustandes in einer Batterieschaltung.
  9. Achten Sie auf die richtige Lagerung und Überwinterung Ihrer Batterie.
  10. Überwachen Sie regelmäßig die Kennwerte Ihrer Batterie.

Sicherheitshinweise Batterien

Die Sicherheits- und Benutzungshinweise sollten natürlich immer beachtet werden. Dies ist nicht nur wegen Ihrer eigenen Sicherheit wichtig, sondern auch für die Sicherheit anderer. Bei falscher Benutzung kann es sein, dass Sie keine oder nur begrenzte Gewährleistungsansprüche gegenüber dem Hersteller haben.


Sie finden die Anleitungen und Bedingungen auf den einzelnen Detailseiten der Batterien.

Geeignetes Ladegerät

Verwenden Sie nur Ladegeräte, die für Ihre Batterie und den entsprechenden Anschluss geeignet sind. Wenn ein Stromanschluss im Hafen nicht dafür ausgelegt ist, kommt die Sicherung. Wenn Sie Lithium-Ionen-Batterien mit dem falschen Gerät laden, kann dies zu Kapazitätsverlusten führen!



Viel gefährlicher ist allerdings, wenn Sie eine Bleibatterie falsch laden. Bei zu hohen Ladeströmen kann sich die Batterie stark erhitzen und es bildet sich vermehrt Wasserstoff in der Batterie. Dies führt im Extremfall zu einer hohen Brand- und Explosionsgefahr, ganz abgesehen von dem Kapazitätsverlust der Batterie.

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Sie sollten Ihre Batterie möglichst zeitnah nach der Benutzung wieder aufladen.

Zeitnahe Aufladung

Lithium-Ionen-Akkus vertragen keine dauerhafte Tiefentladung, weil die Batteriezellen dadurch irreparabel zerstört werden können. Daher sind die Lithium-Ionen-Batterien auch durch ein BMS gegen Tiefentladung geschützt. Das BMS sorgt dafür, dass immer ein wenig Restenergie im Akku bleibt und Sie auf der sicheren Seite sind.



Warten Sie nicht erst mehrere Wochen oder gar Monate in einem tief entladenen Zustand (über 90% Entladung), sonst kommt es möglicherweise zu einem Kapazitätsverlust. AGM Batterien können sie getrost ganz voll laden. Die Lithium Akkus fühlen sich zwischen 50 bis 80 % Ladezustand wohl. 

BMS

Lithium-Ionen-Batterien müssen in jedem Fall durch ein Batteriemanagementsystem (BMS) geschützt werden, da sie ansonsten schnell an Kapazität verlieren oder Sicherheitsrisiken entstehen. Bei den von uns empfohlenen Batterien ist immer ein BMS integriert.

Standardfunktionen eines BMS sind:

  • Tief-Entladeschutz

  • Überladeschutz

  • Temperaturüberwachung

  • Ausbalancieren der Zellen

  • Kurzschlusssicherung

  • Lastbegrenzung gegen höhe Ströme

  • Historienaufzeichnung (wichtig für Gewährleistung)

  • Kommunikation zwischen Batteriezellen und Bordcomputer

Lithium-Ionen-Zellen sind besonders anfällig gegenüber Über- und Tiefentladung. Wenn der vom Hersteller angegebene Spannungsbereich verlassen wird, kann dies sehr schnell zum Totalausfall der einzelnen Zelle führen. Durch eine Tiefentladung einer Zelle unter bspw. 1,5 V bilden sich Kupferbrücken. Bei erneuter Ladung führen diese zu einem Kurzschluss und somit zur Zerstörung der Zelle.


Eine weitere wichtige Funktion vom BMS ist das Ausbalancieren der Zellspannungen. Eine Temperaturüberwachung und eine Lastbegrenzung sorgen dafür, dass der Strom im Ernstfall unterbrochen wird. Die Batterie kann somit keinen Schaden nehmen und Gefahren, wie Brände oder Explosionen, werden verhindern.

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Geeignete Kabel

Die Kabel sollten einen ausreichend großen Querschnitt für die Anwendung haben. Am besten verwenden Sie Kabel direkt vom Motor-/Batteriehersteller. Diese sollten in der Regel im Lieferumfang enthalten sein. Selbstverständlich sollten Sie keine beschädigten Kabel verwenden.



Weiterhin ist es wichtig, dass Sie Kabel mit gleichem Querschnitt und identischer Länge verwenden, gerade bei einer Parallelschaltung. Unterschiedliche Kabel haben Einfluss auf den Widerstand, was eine verringerte Lebensdauer oder niedrigere Kapazität nach sich ziehen kann.

Lagerung und Überwinterung von Batterien

AGM-, Gel- und Lithium-Ionen-Batterien können in der Regel im Boot überwintern, da ihnen die kalten Temperaturen in Deutschland nicht schaden. Lediglich unterhalb von -20 °C könnten die Batterien Schaden nehmen, da irgendwann die Elektrolyte gefrieren.




Batterien vertragen keine dauerhafte Hitze. Tiefe Temperaturen sind hingegen gut geeignet, sofern Sie oberhalb von -20°C liegen, da die Selbstentladung dadurch verringert wird.

Lagerung von AGM und Gelbatterien

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Lagern Sie Bleibatterien möglichst in vollem Ladezustand.

AGM- und Gelbatterien sollten möglichst im vollständig geladenen Zustand gelagert werden. Sie sollten die Batterien dabei immer abklemmen und wenn möglich an ein Ladegerät mit Erhaltungsladung anschließen. Die Batterie wird somit in regelmäßigen Abständen immer wieder voll aufgeladen.



Falls dies nicht möglich ist, empfiehlt es sich nach 2-3 Monaten den Ladungsstand der Batterie zu überprüfen und ggf. aufzuladen. Beachten Sie dabei am Besten die empfohlene Entladeschlussspannung des Herstellers. Falls die Entladung nur gering ist, kann zukünftig darauf verzichtet werden bzw. die Abstände der Überprüfung erhöht werden.

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Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien

Lagern Sie Lithium-Ionen-Batterien möglichst nicht in vollem Ladezustand. 50-80% sind ideal.

Lithium-Ionen-Batterien sollten am besten nicht im voll aufgeladenen Zustand gelagert werden. Am besten ist ein Ladungsstand von 50 – 80 %. Auch Lithium-Ionen-Batterien sollten abgeklemmt werden, aber auf keinen Fall an ein Ladegerät mit Erhaltungsladung angeschlossen werden.



Auf Grund der sehr niedrigen Selbstentladung pro Monat sollte die Batterie den kompletten Winter überstehen. Sie können jedoch nach ein paar Monaten den Ladestand Ihrer Batterie überprüfen, um eine Tiefentladung zu vermeiden. Beachten Sie dabei am besten die empfohlene Entladeschlussspannung des Herstellers.



Falls niedrige Temperaturen unterhalb von -20° C herrschen, sollte die Batterie von Bord genommen werden falls möglich, da die Elektrolyte gefrieren können.

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Überwachung der Batterie

  • Ladezustand der Batterie

  • Spannung der Batterie beim Laden und im Betrieb

  • Lade- und Entladeströme 

  • Temperatur der Batterie beim Laden und im Betrieb

Ladezustand

Eine Anzeige am Motor oder ein separater Batteriemonitor zeigt Ihnen den Ladezustand der Batterie an. Die Werte werden über die Spannung gemessen und sind ausreichend, auch wenn diese etwas ungenau ist. Die Monitore sind je nach Hersteller und Modell sogar in Batterie oder in den Elektromotor integriert.


Sie als Nutzer haben den Vorteil, dass Sie deutlich sicherer bei der Fahrt sein können. Keine Ungewissheit über den aktuellen Batteriestand und kein unerwartetes Liegenbleiben. 

Spannung der Batterie

Die Spannung ist wohl der wichtigste Kennwert einer Batterie. Anhand der Spannung kann der Ladestand bestimmt werden. Wenn die Batterie voll aufgeladen ist, dann liegt die messbare Spannung oberhalb der Nennspannung, nämlich bei der Ladeschlussspannung. Wenn die Batterie „leer“ ist, dann liegt nur noch die Entladeschlussspannung an.



Die Überwachung der Spannung einer Batterie und die Überwachung des Ladestandes stehen immer in einem engen Zusammenhang. 

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Wenn eine Batterie zu tief entladen bzw. zu stark überladen wird, ist dies schädlich für die Batterie.

Lade- und Entladestrom

Der Ladestrom wird vom Ladegerät gesteuert. Viele Ladegeräte bieten die Möglichkeit den aktuellen Ladestrom anzuzeigen. Anhand des Ladestroms und der Ladespannung kann auch die Ladeleistung bestimmt werden (V*Ah = Wh). Je höher der Ladestrom, desto höher auch die Ladeleistung und Ladegeschwindigkeit der Batterie.



Sie sollten immer darauf achten, dass die Batterie den Ladestrom auch verträgt. Wenn nicht, kann es von Kapazitätsverlusten bis hin zur Zerstörung der Batterie kommen. Gleiches gilt auch beim Entladestrom. Dieser kann entweder am Verbraucher direkt überwacht werden, oder mittels Shunt und einem Batteriewächter bzw. Bordcomputer.

Restfahrzeit

Die Restfahrzeit kann relativ leicht errechnet werden. Wenn Sie den aktuellen Stromverbrauch messen und die Restkapazität der Batterie kennen, können Sie über einen einfachen Dreisatz die Restfahrzeit errechnen. Die Restreichweite kann auch anhand der aktuellen Geschwindigkeit und der Restfahrzeit berechnet werden. 

Temperatur beim Laden

Die Temperatur darf beim Laden einen bestimmten Wert (ca. 55 ° C) nicht übersteigen, damit die Batterie nicht beschädigt wird. Die Gefahr besteht meist nur bei Schnellladegeräten bzw. wenn die Ladeströme zu hoch für die Batterie sind oder die Umgebungstemperatur sehr hoch ist.

Temperatur der Batterie im Betrieb

Die Temperatur der Batterie im Betrieb sollte ebenfalls weder zu hoch noch zu gering sein. Ideal ist eine Temperatur von 20° C. Bei manchen Lithium-Ionen-Batterien bietet das BMS einen Überhitzungsschutz. Beim Überschreiten der Temperatur werden die Spannungsausgänge abgeschaltet und ein Fehlersignal angezeigt. Die Batterie kann erst wieder bei Erreichen einer unkritischen Batterietemperatur in Betrieb genommen werden. Gleiches gilt für eine zu niedrige Temperatur. 



AGM- und Gelbatterien haben diesen eigentlich nie integriert. Sie können dies natürlich mittels eines Temperatursensors und einer Schaltung zum automatischen Abschaltung bei Erreichen einer kritischen Temperatur erweitern. 

Informationen für den Aufbau einer eigenen Batteriebank

Ladungsausgleich

Wenn mehrere Batterien in Reihe oder parallel geschalten werden, muss sichergestellt sein, dass die Spannung bzw. die Kapazität in den einzelnen Batterien gleich bleiben. Des Weiteren sollten nur gleiche Batteriemodelle für eine Schaltung verwendet werden.


Bei unterschiedlichen Batterien kann es schnell zu Problemen führen, je nachdem wie stark sich die Batterien voneinander unterscheiden. In jedem Fall sinkt aber die Lebensdauer der Batterien.

Verwendung gleicher Batterien beim Aufbau einer Schaltung

Verwenden Sie möglichst nur Batterien des gleichen Modells, Alters und Ladezustandes. Bei allen genannten Fällen kann es zu starken Kapazitäts- und Lebensdauereinbußen kommen, je nachdem wie groß die Unterschiede zwischen den Batterien sind.



Die Ursache ist, dass Batterien unterschiedlich stark belastet werden. Wenn Sie auf der sicheren Seite sein wollen, sollten Sie hier keine Experimente wagen.

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