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Hinweis zur Verwendung KFZ-Ladegeräten für Li-ion Taschenlampen / Stirnlampen

Wer kennt diese Ladegeräte?

zwei Ladegeräte – äußerlich gleich, doch eines von beiden sollte man nur mit äußerster Vorsicht benutzen…


 
Äußerlich gleich, doch das Ergebnis einer Messung der Ausgangsspannung war bei einem erschreckend!

 
 

Einen 3,7V Akku ungeregelt mit über 12V laden? Das kann nicht gut sein!.


 
 
Diese Ladegeräte werden oft mit Stirnlampen und Taschenlampen mit Li-ion-Akku-Technologie ausgeliefert und sollen das Laden im PKW/LKW ermöglichen.
Doch bei einer Eingangsspannung von 13,8V liefert das Meßgerät 12,95V Ausgangsspannung – viel zu viel für eine Li-ion Zelle!
 
Aber warum? Vielleicht erst einmal einen kurzen Abstecher zu den Li-ion Akkus:

Was ist das Besondere an Li-ion Akkus?

Li-Ion Akkus sind moderne Akkus mit hoher Kapazität.
Allerdings sind sie aufgrund der hohen Energiedichte und Konstruktion etwas vorsichtiger zu handhaben, als andere Akkus.
Wer sich an die Schlagzeilen abgerauchter Notebooks und Smartphones erinnert, wird wissen, was ich meine.

Spannungsbereich:

Eine Li-ion-Zelle ist normalerweise mit 3,7V angegeben – was man Nennspannung nennt. Im Betrieb schwankt die Spannung des Akkus zwischen ca 3V im leeren Zustand und ca 4.2V am Ende des Ladevorganges – der sogenannten Ladeschlußspannung.

Ladung einer Li-Ion Zelle

Die Ladung eines Li-ion Akkus wird normalerweise in CC/CV Technik durchgeführt.
Das bedeutet – im leeren Zustand, wo die Akkuspannung gering ist, wird der Ladestrom konstant gehalten (begrenzt) – später wird die Spannung auf die Ladeschlußspannung begrenzt.
Beide Maßnahmen der Regelung sollen eine Überhitzung und ein Ausgasen der Zellen verhindern.

Was hätte also das Ladegerät liefern müssen?

Aufgrund der technologiebedingten Ladeschlußspannung hätte ich erwartet, daß das Ladegerät so ca 4,1..4,2V am Ausgang liefert.
Und siehe da – mein anderes, bereits vorhandenes Ladegerät trägt diesbezüglich auch einen extra Aufkleber.
 
 

4,2V und 500mA – das liest sich zumindest schonmal richtig


 
 

4,3V sind zwar mehr als die erwarteten 4,2V – aber noch immerhin innerhalb der 5% Genauigkeit des Aufklebers – also alles Chic!

Warum verhalten sich die Ladegeräte unterschiedlich?

Das unterschiedliche Verhalten der Ladegeräte machte mich nun neugierig, mal nachzusehen, was drinsteckt…

Das Ladegerät mit Regler

Das Innenleben eines Ladegerätes, wie man es erwarten würde – eine Sicherung, ein Regler und „Kleinteile“

Wenn man das Ladegerät öffnet, kommt zum Vorschein:

  • eine Feder
  • eine Schmelzsicherung
  • eine Platine mit IC (Laderegler)

Etwas in der Art habe ich erwartet.

Das nicht ungefährliche Ladegerät ohne Regler

Am falschen Ende gespart: Keine Sicherung, kein Regler = keine Begrenzung, keine Sicherheit!

Hier kommt zum Vorschein:

  • eine Feder
  • eine Platine mit einer LED und zwei Widerständen
  • KEINE Sicherung, KEIN IC zur Regelung.

Nun ist auch klar, warum da hinten fast die Eingangsspannung rauskommt. Da wird nichts geregelt, da wird keine Spannung begrenzt.

Was kann bei der Verwendung des Ladegerätes ohne Regelung passieren?

Beim Laden des Akkus wird nicht die Spannung begrenzt. Da preiswerte Stirnlampen meist auch keine Akku-Schutzschaltung enthalten, wird der Akku irgendwann überladen.
Es entstehen im Akku gesundheitsgefährdende Gase, die – sofern der Akku über ein Sicherheitsventil verfügt kontrolliert abgegeben werden.
Verfügt die Akku-Zelle selbst NIChT über ein Sicherheistsventil, können die Gase einen großen Druck aufbauen und die Zelle rgendwann platzen.
In beiden Fällen werden also bei dauerhafter Ladung die Akkus geschädigt und gesundheitsgefährdende Gase abgegeben.

Sollte die KFZ Dose über die Zündung mit abgeschaltet werden, sieht das Verhalten auch nicht viel besser aus.
Währenddessen die Zündung aus ist, entslädt sich der Akku über den Widerstand zurück in die abgeschalteten Komponenten des Fahrzeugnetzes.
Da Akkus keine Abschaltung bei Tiefentladung haben, wird der Akku der Stirnlampe so weit entladen, daß er Schäden nimmt.
Was die Komponenten der Fahrzeugelektronik machen, wenn sie rückgespeist mit der Spannung aus der Taschenlampe versorgt werden, ist dann auch noch die Frage…

Kann man die Ladegeräte unterscheiden?

Jaein. Bei den mir vorliegenden Ladegeräten kann man die Version identifizieren, indem man die Kappe vom Plus-Kontakt abschraubt.

Bei dem Ladegerät mit Regelung kommt hier neben der Feder eine Sicherung zum Vorschein – außerdem trug das mir vorliegende Ladekabel einen Aufkleber mit Hinweis auf die Ausgangsspannung von 4,2V

Beim Ladegerät ohne Regelung ist die Feder länger und es fehlt die Sicherung – auch trug das Ladegerät keinen Aufkleber.
Wirklich identifizeren kann man die Ladegeräte aber nur, indem man die Ausgangsspannung mißt.

Wie kann man vermeiden, daß Gefahr besteht?

  • Nutzen Sie die Ladegeräte nicht dauerhaft – keinesfalls länger, als 2 Stunden
  • Nutzen Sie die Ladegeräte nur zum kurzen Nachladen für unterwegs – vollständiges Laden bitte mit den mitgelieferten Steckernetzteil
  • Lassen sie das Ladegerät in Verbindung mit dem Akku nicht bei ausgesschalter Zündung an der KFZ-Dose


 
 
Hinweis:
Der vorliegende Beitrag spiegelt die persönliche fachliche Meinung unter Ausschluß jeglicher Haftung wider.

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