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Quick FinderDank: Von Varta Schweiz wurde freundlicherweise eines der ersten verfügbaren Geräte der 2. Generation für den Test zur Verfügung gestellt. Vielen Dank Herr Schürch!
Die folgenden Diagramme zeigen den Verlauf von Spannung, Temperatur, Strom und Ladung gemessen bei der Ladung eines Varta Photo 15minute Akkus. Die Schnelladung dauert gut 16 Minuten (dies ist mit etwas Wohlwollen immer noch eine Viertelstunde), dabei wird eine Ladung von 2 Ah eingebracht, die Akkutemperatur bleibt mit gut 40 Grad moderat.
Die folgenden Diagramme zeigen den Verlauf von Spannung, Temperatur, Strom und Ladung gemessen bei der Ladung von Varta PhotoAccu 2300mAh (nicht 15-Minuten) Akkus. Es fällt auf dass beide Akkus unterschiedlich warm werden (um 50C). In der ca 36 Minuten dauernden Schnelladephase wird eine Ladung von 2.7Ah eingebracht. Vor der Erhaltungsphase wird noch eine Nachladephase von 15 Minuten mit knapp 0.5A Strom eingeschoben. Die totale Ladezeit beträgt damit 52 Minuten, die geladene Kapazität 2.85Ah.
Die nächsten Diagramme zeigen den Verlauf von Spannung, Temperatur, Strom und Ladung gemessen bei der Ladung von Ansmann 2200mAh Akkus. Beide Akkus werden wieder unterschiedlich warm (um 50C), in der ca 35 Minuten dauernden Schnelladephase wird eine Ladung von 2.5Ah eingebracht, die Nachladephase dauert 16 Minuten und erhöht die Ladung noch auf 2.6Ah.
Die folgende Tabelle zeigt die gemessenen Kapazitäten (in mAh) bis zu den Endspannungen 1V, 0.9V und 0.8V von voll geladenen Photo 15minutes Akkus 2300mAh bei der Entladung mit 120mA Konstantstrom. Die Akkus wurden dazu während 10h im 15-Minuten Lader voll geladen. Die Nennkapazität von 2300mAh wird deutlich übertroffen.
| 1V | 0.9V | 0.8V | |
|---|---|---|---|
| Akku 1 = | 2347 | 2376 | 2382 |
| Akku 2 = | 2311 | 2335 | 2347 |
| Mittel = | 2329 | 2356 | 2365 |
Nach der Schnelladung geht das Gerät zur Erhaltungsladung über. Damit soll noch endgültig voll geladen werden und die Ladung erhalten bleiben. Hier erfolgt die Erhaltungsladung mit Impulsen von ca 1.25A und einer Dauer von ca. 0.23 Sekunden alle 5 Sekunden. Daraus ergibt sich ein mittlerer Strom von ca 57mA. Damit dauert es noch Stunden (ca 10) bis Volladung erreicht ist. Um die Ladung zu erhalten ist dies mehr als genug, deshalb sollten nicht beliebig lange im (eingeschalteten) Ladegerät belassen werden.
Das folgende Bild zeigt links eine Reihe von Erhaltungs- Ladeimpulsen und rechts einen einzelnen Impuls. Der Masstab in Y-Richtung betraägt 0.5A pro Skalenteil.
Ein harter Praxistest ist der Fototest. Im 20 Sekunden Rythmus werden mit einer Olympus Digitalkamera Aufnahmen mit voller Blitzleistung und eingeschaltetem Monitor, also maximalem Stromverbrauch, gemacht, bis die Kamera wegen erschöpften Batterien oder Akkus abstellt. Die Anzahl gemachter Aufnahmen ist das Resultat des Tests.
Hier wurde zusäatzlich getestet, ob die 15-Minuten Ladung tatsächlich einen praktischen Nutzen bringt, wenn bei der Anwendung die Akkus rasch wieder aufgeladen werden müssen, zum Beispiel während einer Hochzeitsreportage.
Das erste Testresultat "voll" wurde mit während 10 Stunden im 15-Minuten Lader ganz voll geladenen Akkus erreicht. Danach wurden die Akkus sofort wieder während 15 Minuten aufgeladen und der Test nach 5 Minuten Anstandspause wiederholt (Resultat "15min". Wie zu erwarten, ist dabei die erreichte Anzahl Fotos kleiner (die Akkus werden in 15 Minuten nicht ganz voll geladen und sind zudem recht warm geworden), aber der Beweis ist erbracht, dass das kurze rasche Aufladen tatsächlich nützlich ist .
In der letzten Kolonne "Rest C" wird die mittlere nach dem Test mit noch in diesen verbliebene Restkapazität angegeben (gemessen mit konstantem Entladestrom von 120mA). Dieser vernachlässigbar kleine Wert zeigt, dass die Akkus in der Kamera fast vollständig entladen werden und für diese und andere Anwendungen mit hoher Belastung hervorragend geeignet sind.
| Akku | voll | 15min | Rest C |
|---|---|---|---|
| Varta 2.3Ah | 451 | 372 | 76mAh |
| Varta 2.0Ah | 364 | 294 | - |
Für alle Fototests wurde ein Ladegerät der 1. Generation für 4 Akkus verwendet da die Kamera 4 Akkus benötigt. Die 2.0Ah Akkus wurden mit diesem Ladegerät geliefert.
Beim Ladegerät der 1. Generation für 4 Akkus sind intern immer 2 (1,2 und 3,4) Ladeplätze parallel geschaltet. Deswegen hat es besonders interessiert, wie sich der Lader verhält, wenn Akkus mit verschiedenen Ladezuständen geladen werden. Zwischen den parallel geschalteten Zellen müssen bei unterschiedlicher Ladung Ausgleichsströme fliessen. Wie gross diese sind und wie die Beendigung der Ladung funktioniert wurde speziell untersucht.
In den Ladeplatz 1 wurde ein ganz entladener 15-Minuten Akku (0%), in den Ladeplatz 2 ein voll geladener (100%) eingelegt. Die folgenden Diagramme zeigen den Verlauf von Spannung, Temperatur und Strom in beiden Ladeplätzen. Das Ladegerät wurde erst ein paar Minuten nach dem Einlegen der Akkus ans Netz angeschlossen. Deutlich zu sehen ist, dass vor dem Anschluss ein moderater Ausgleichsstrom (Spitze knapp 1.5A) aus dem voll geladenen in den ganz entladenen Akku fliesst (Stromrichtung in Bauelement hineinfliessend = positiv).
Mit den 15-Minuten Ladegeräten können auch normale (nicht 15-Minuten) Akkus geladen werden. Bis vor Kurzem allerdings nur sehr langsam, Ladezeit 12 bis 15 Stunden. Die Ladegeräte wurden jedoch überarbeitet, sodass jetzt die Ladezeit bei einer Stunde liegt (je nach Kapazität).
Die folgenden Diagramme zeigen die Messresultate bei der Ladung von 2 leeren Varta PhotoAccu 2300mAh in den Ladeplätzen 1,2 und 2 FIF 1700mAh Billigakkus von ALDI in den Ladeplätzen 3,4 in einem aktuellen 4er Ladegerät. Dargestellt sind der Verlauf der Temperatur der beiden äussersten Akkus (1,4), der Spannung der Ladeplatzpaare 1,2 und 3,4 (die beiden Ladeplätze 1 und 2 sowie 3 und 4 sind im Lader jeweils direkt parallel geschaltet), sowie aller 4 Ladeströme.
Daraus geht hervor, dass die Ladung der 2.3Ah Akkus (1,2) nach 64 Minuten beendet wird. Auf die Schnelladephase mit ca 3A Ladestrom (49 Minuten) folgt eine Nachladephase mit ca. 1A während 15 Minuten. Der kleine Buckel im Temperaturverlauf am Ende der Ladung rührt daher, dass der Ventilator ausgeschaltet wird.
Die 1.7Ah Akkus sind nach 41 Minuten geladen. Interessant ist dabei, dass beide nicht ganz gleich geladen werden und nach der Ladung in der Erhaltungsladung zwischen beiden ein langsam abklingender Ausgleichsstrom fliesst.
Die nächsten 4 Diagramme zeigen den Verlauf der eingeladenen Kapazität (Integral des Ladestromes über der Zeit) fü alle 4 Akkus.
Auch hier zeigt sich wieder, dass die Akkus nach dem Ladungsende noch nicht ganz voll geladen sind. Erst wenn sie noch Stunden (5 bis 10) im Ladegerät belassen werden, tritt eine vollständige Volladung über den Erhaltungsladestrom (hier knapp 100mA) ein.
Die Nachladung während 15 Minuten anschliessend an die Schnelladung erfolgt mit ca. 2.3A Impulsen von ca 0.4 Sekunden Dauer alle Sekunden. Daraus ergibt sich ein mittlerer Nachladestrom von ca. 0.9A. Die folgenden Aufzeichnungen ab KO-Bildschirm zeigen links eine Folge von Nachladeimpulsen und rechts vergrössert einen einzelnen Impuls. Der Y-Masstab beträgt 500mA/Skt (100mV/40/0.005Ohm, Erklärung siehe Messtechnik).
Auf die Nachladephase erfolgt die Erhaltungsladung zeitlich unbegrenzt (bis das Ladegerät ausgeschaltet oder die Akkus daraus entnommen werden). Diese erfolgt wieder durch ca 2.3A Impulse im Abstand von 1 Sekunde mit einer Dauer von nur noch ca 30ms. Dadurch ergibt sich ein mittlerer Erhaltungsladestrom von ca 70mA. Die folgenden Aufzeichnungen ab KO-Bildschirm zeigen links eine Folge von erhaltungsladeimpulsen und rechts vergrössert einen einzelnen Impuls. Der Y-Masstab beträgt wieder 500mA/Skt.
Dank: Von der schweizer Ansmann Vertretung wurde spontan ein Gerät für den Test zur Verfügung gestellt. Vielen Dank Herr Schiegg!
Die folgenden Diagramme zeigen den Verlauf von Spannung, Temperatur, Strom und Ladung. Nach 33 Minuten mit einer eingebrachten Ladung von 2.4Ah wird die Ladung beendet.
Die Schwankungen von Spannung und Ladestrom sind durch die Messmethode bedingt: Die Ladung erfolgt mit im Sekundenrythmus für jeweils ca 0.06 Sekunden unterbrochenem Ladestrom (in längeren Abständen werden zusätzlich Pausen von 1 Sekunde Dauer eingeschoben). Gemessen wird asynchron zu diesen Impulsen ein Mittelwert. Das folgende Bild zeigt die mit dem KO gemessenen Verlauf der Ladestromimpulse, vertikal entspricht ein Skalenteil 2.5A (Spannungsmessung über 5mOhm Shunt und 40 facher Verstärkung mit Differenzverstärker).
Für alle Strommessungen wurden Shunts von 5 Milliohm in den Ladestromkreis geschaltet mit nachgeschalteten Instrumentationsverstärkern BB-INA126 zur 40-fachen Spannungsverstärkung. Die Digitalisierung und Übertragung der Daten auf einen PC erfolgte mit einem Handlichen Seriellen Peripheriegerät ZE811 von Zirelco.
Alle Entladungen zur Kapazitätsbestimmung wurden mit dem Klebel-Tester durchgeführt. Die Signaldarstellungen auf dem KO-Bildschirm wurden mit Digital-Oszilloskopen TDS220 und TDS2024 von Tektronix aufgenommen und bzw. die Daten mit WaveStar bzw. Speicherkarte auf den PC übertragen.