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Ladegeräte: Ladeverfahren und Ladetechnik einfach erklärt

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Welche Typen von Ladegeräten sind zu unterscheiden?

Umgangssprachlich wird ein Netzteil für die Steckdose nicht von einem Ladegerät unterschieden. Ein Netzteil nimmt im Gegensatz zum Ladegerät lediglich die Umsetzung der Netzspannung auf niedrige Wechsel- oder Gleichspannung vor. Ein Ladegerät hingegen ist eine elektronische Schaltung, die zum Aufladen von Energiespeicher-Medien wie Akkus etc. dient. Man differenziert zwischen zwei Typen, erstens den einfachen sowie zweitens den intelligenten Ladegeräten.

Einfaches Ladegerät und seine Funktionsweise

Einfache Ladegeräte laden mit einem konstanten Strom oder einer konstanten Spannung. Die Abschaltung erfolgt meist manuell oder zeitbezogen. Einfache Ladegeräte mit Timer-Steuerung beenden ihren Ladevorgang nach einer bestimmten Zeit. Die Geräte ohne Steuerung besitzen keine automatische Abschaltung, das heisst, der Ladeprozess muss vom Benutzer manuell geregelt werden. Aus diesem Grund kann es bei einfachen Ladegeräten leicht zu einer Überladung oder nicht vollständigen Ladung der Akkus kommen.

Wie funktioniert ein Intelligentes Ladegerät

Intelligente Ladegeräte sind in der Lage aufwendigere Ladeverfahren zu realisieren. Denn dieser Ladegerät-Typ verfügt über einen eingebauten Microcontroller. Jener ermöglicht beispielsweise einen Ladevorgang mittels Stromimpulsen. Ein solches Ladegerät nimmt eine sichere Schnellladung vor, ohne dabei den Akku oder die Batterie zu überladen. Ein intelligentes Ladegerät ist zudem in der Lage, die Akkus vor Ladebeginn zu entladen. Hierdurch kann es einen Energiespeicher durch mehrfaches Laden sowie Entladen wieder regenerieren bzw. reparieren. Es bietet zusätzlich die Option der Erhaltungsladung. Im Modus der Erhaltungsladung wird im Anschluss an eine vollständige Ladung automatisch umgeschalten. Das Ziel dabei ist es, den Akku in vollständig geladenem Zustand zu halten und damit einen Ausgleich zur Selbstentladung zu schaffen.

Es gibt intelligente Ladegeräte, die über eine Einzelschachtüberwachung verfügen und solche, die Akkus paarweise aufladen. Bei einem Lader mit Einzelschachtüberwachung wird der Zustand jedes einzelnen Akkus geprüft und entsprechend den Bedürfnissen wird der Ladestrom bzw. die Ladespannung angepasst. Beim paarweise ladenden Ladegerät werden die Zellen gemeinsam überwacht. Sollten sich die eingelegten Akkus einmal in ihrer Kapazität unterscheiden, so wird das Gerät den Ladevorgang so lange durchführen, bis der Akku mit der geringeren Kapazität ebenfalls vollständig geladen ist. Daher kann es bei einem Ladegerät mit Paarladung vorkommen, dass einzelne Zellen überladen werden. Diese Art von Ladevorgang kann die Akkuchemie langfristig gesehen zerstören. Erfahrungsgemäß neigen Akkus von minderer Qualität bei Überladung zum Auslaufen.

Universelle Ladegeräte

Mittlerweile bieten verschiedene Hersteller auch universelle Ladegeräte an, die für alle elektronischen Geräte verwendbar sind. Die Universal-Ladegeräte erkennen die passende Spannung eines Gerätes. Diese Art von Ladegeräten ist meist mit einem Adapter ausgestattet, der für mehrere Geräte einsetzbar ist. Alternativ sind mehrere Anschlussleitungen für die verschiedenen Steckertypen der Endgeräte enthalten. Ideal sind die universellen Ladegeräte für Reisende, die mit mehreren Akku-Geräten im Gepäck verreisen und nur ein einziges Ladegerät mitschleppen möchten.

Wir von Akkuline werden häufig gefragt, ob es solche universal einsetzbaren Ladegeräte nicht auch für Werkzeugakkus gibt. Die Antwort ist: Leider nein!
Jeder Werkzeugakku verfügt über eine integrierte und aufwendige Elektronik, die je nach Serie, Modell oder Hersteller variiert. Da ein Werkzeug-Ladegerät auf die verbaute Elektronik abgestimmt sein muss, gibt es bislang in diesem Bereich keine universelle Lösung.

Abschaltkriterien bei Ladegeräten

Das Wichtigste bei einem Ladevorgang ist immer noch das Abschaltkriterium. Bei vielen Ladegeräten ist eine Kombination von mehreren Kriterien möglich. Jeder Hersteller arbeitet mit seiner eigenen Erfahrung und eigenen Tricks.

  • Bei den meisten Ladegeräten ist ein Sicherheitstimer eingebaut, der nach einer vorgegebenen Zeit das Laden des Akkus beendet. Deshalb können z.B. ältere Ladegeräte (vor 2003) die jetzigen Mignon Akkus mit Kapazitäten von 2500mAh bis 3000mAh nicht voll laden.
  • Bei der –ΔU (minus Delta U) – Abschaltung wird der Spannungsabfall am Ende der Ladung ausgewertet. Erst wenn die Ladespannung sinkt, und zwar bei gleichem Ladestrom, ist der Akku voll aufgeladen. Bei NiCD Akkus ist dieses Verhalten deutlich besser ausgeprägt als bei einem NiMH Akku.
  • Bei der Spannungsgradienten-Abschaltung (minus Delta V) wird der schnelle Spannungsanstieg ausgewertet. Dies funktioniert jedoch nur bei einem kalten Akku sowie bei Umgebungstemperaturen unterhalb von 30°C zuverlässig.
  • Bei der Temperaturabschaltung wird immer ein Temperaturfühler (NTC, Pepi) benötigt, der in fast allen Werkzeugakkus verbaut ist. Beim Laden von Einzelzellen ist diese Methode unüblich, da keine Temperatursensoren vorhanden sind.
  • Beim Abschaltkriterium nach maximaler Ladespannung wird der Ladevorgang sofort beendet, sobald die Ladespannung (nur) minimal geringer wird.
Welche Typen von Ladegeräten sind zu unterscheiden? Umgangssprachlich wird ein Netzteil für die Steckdose nicht von einem Ladegerät unterschieden. Ein Netzteil nimmt im Gegensatz zum Ladegerät... mehr erfahren »
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Ladegeräte: Ladeverfahren und Ladetechnik einfach erklärt

Welche Typen von Ladegeräten sind zu unterscheiden?

Umgangssprachlich wird ein Netzteil für die Steckdose nicht von einem Ladegerät unterschieden. Ein Netzteil nimmt im Gegensatz zum Ladegerät lediglich die Umsetzung der Netzspannung auf niedrige Wechsel- oder Gleichspannung vor. Ein Ladegerät hingegen ist eine elektronische Schaltung, die zum Aufladen von Energiespeicher-Medien wie Akkus etc. dient. Man differenziert zwischen zwei Typen, erstens den einfachen sowie zweitens den intelligenten Ladegeräten.

Einfaches Ladegerät und seine Funktionsweise

Einfache Ladegeräte laden mit einem konstanten Strom oder einer konstanten Spannung. Die Abschaltung erfolgt meist manuell oder zeitbezogen. Einfache Ladegeräte mit Timer-Steuerung beenden ihren Ladevorgang nach einer bestimmten Zeit. Die Geräte ohne Steuerung besitzen keine automatische Abschaltung, das heisst, der Ladeprozess muss vom Benutzer manuell geregelt werden. Aus diesem Grund kann es bei einfachen Ladegeräten leicht zu einer Überladung oder nicht vollständigen Ladung der Akkus kommen.

Wie funktioniert ein Intelligentes Ladegerät

Intelligente Ladegeräte sind in der Lage aufwendigere Ladeverfahren zu realisieren. Denn dieser Ladegerät-Typ verfügt über einen eingebauten Microcontroller. Jener ermöglicht beispielsweise einen Ladevorgang mittels Stromimpulsen. Ein solches Ladegerät nimmt eine sichere Schnellladung vor, ohne dabei den Akku oder die Batterie zu überladen. Ein intelligentes Ladegerät ist zudem in der Lage, die Akkus vor Ladebeginn zu entladen. Hierdurch kann es einen Energiespeicher durch mehrfaches Laden sowie Entladen wieder regenerieren bzw. reparieren. Es bietet zusätzlich die Option der Erhaltungsladung. Im Modus der Erhaltungsladung wird im Anschluss an eine vollständige Ladung automatisch umgeschalten. Das Ziel dabei ist es, den Akku in vollständig geladenem Zustand zu halten und damit einen Ausgleich zur Selbstentladung zu schaffen.

Es gibt intelligente Ladegeräte, die über eine Einzelschachtüberwachung verfügen und solche, die Akkus paarweise aufladen. Bei einem Lader mit Einzelschachtüberwachung wird der Zustand jedes einzelnen Akkus geprüft und entsprechend den Bedürfnissen wird der Ladestrom bzw. die Ladespannung angepasst. Beim paarweise ladenden Ladegerät werden die Zellen gemeinsam überwacht. Sollten sich die eingelegten Akkus einmal in ihrer Kapazität unterscheiden, so wird das Gerät den Ladevorgang so lange durchführen, bis der Akku mit der geringeren Kapazität ebenfalls vollständig geladen ist. Daher kann es bei einem Ladegerät mit Paarladung vorkommen, dass einzelne Zellen überladen werden. Diese Art von Ladevorgang kann die Akkuchemie langfristig gesehen zerstören. Erfahrungsgemäß neigen Akkus von minderer Qualität bei Überladung zum Auslaufen.

Universelle Ladegeräte

Mittlerweile bieten verschiedene Hersteller auch universelle Ladegeräte an, die für alle elektronischen Geräte verwendbar sind. Die Universal-Ladegeräte erkennen die passende Spannung eines Gerätes. Diese Art von Ladegeräten ist meist mit einem Adapter ausgestattet, der für mehrere Geräte einsetzbar ist. Alternativ sind mehrere Anschlussleitungen für die verschiedenen Steckertypen der Endgeräte enthalten. Ideal sind die universellen Ladegeräte für Reisende, die mit mehreren Akku-Geräten im Gepäck verreisen und nur ein einziges Ladegerät mitschleppen möchten.

Wir von Akkuline werden häufig gefragt, ob es solche universal einsetzbaren Ladegeräte nicht auch für Werkzeugakkus gibt. Die Antwort ist: Leider nein!
Jeder Werkzeugakku verfügt über eine integrierte und aufwendige Elektronik, die je nach Serie, Modell oder Hersteller variiert. Da ein Werkzeug-Ladegerät auf die verbaute Elektronik abgestimmt sein muss, gibt es bislang in diesem Bereich keine universelle Lösung.

Abschaltkriterien bei Ladegeräten

Das Wichtigste bei einem Ladevorgang ist immer noch das Abschaltkriterium. Bei vielen Ladegeräten ist eine Kombination von mehreren Kriterien möglich. Jeder Hersteller arbeitet mit seiner eigenen Erfahrung und eigenen Tricks.

  • Bei den meisten Ladegeräten ist ein Sicherheitstimer eingebaut, der nach einer vorgegebenen Zeit das Laden des Akkus beendet. Deshalb können z.B. ältere Ladegeräte (vor 2003) die jetzigen Mignon Akkus mit Kapazitäten von 2500mAh bis 3000mAh nicht voll laden.
  • Bei der –ΔU (minus Delta U) – Abschaltung wird der Spannungsabfall am Ende der Ladung ausgewertet. Erst wenn die Ladespannung sinkt, und zwar bei gleichem Ladestrom, ist der Akku voll aufgeladen. Bei NiCD Akkus ist dieses Verhalten deutlich besser ausgeprägt als bei einem NiMH Akku.
  • Bei der Spannungsgradienten-Abschaltung (minus Delta V) wird der schnelle Spannungsanstieg ausgewertet. Dies funktioniert jedoch nur bei einem kalten Akku sowie bei Umgebungstemperaturen unterhalb von 30°C zuverlässig.
  • Bei der Temperaturabschaltung wird immer ein Temperaturfühler (NTC, Pepi) benötigt, der in fast allen Werkzeugakkus verbaut ist. Beim Laden von Einzelzellen ist diese Methode unüblich, da keine Temperatursensoren vorhanden sind.
  • Beim Abschaltkriterium nach maximaler Ladespannung wird der Ladevorgang sofort beendet, sobald die Ladespannung (nur) minimal geringer wird.
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