Spezialform-Akkus schonend laden

Der heutige Artikel ist mehr ein Anliegen als eine komplexe Bauanleitung. Ich zeige, wie man sehr einfach in 5 Minuten einen Ladeadapter für Akkus in Sonderbauformen anfertigt. Viele integrierte Akkus, ob in Rasieraparaten, Küchengeräten oder Spielzeugen, werden über mitgelieferte Steckernetzteile geladen. Diese enthalten in der Regel jedoch keinerlei „intelligente“ Elektronik, welche den Ladevorgang nach den Bedürfnissen des Akkus auslegt. Wenn nichtmal eine automatische Abschaltung nach dem Ladevorgang vorhanden ist, sollten erst recht die Alarmglocken schrillen. Der Akku kann zwar auch mit einem primitiven Steckernetzteil vielleicht 50 oder 100 Ladezyklen überleben, dagegen mit einem (nicht zwingend teuren) Controllerladegerät z.B. 1000 Zyklen. Die Hersteller verdienen dabei doppelt: Sie sparen an der Ladeelektronik und verdienen erneut, wenn der Verbraucher vorzeitig ein neues Gerät braucht. Nicht mit mir! Am Beispiel einer Brio-Spielzeuglokomotive zeige ich euch, wie es geht.

Unser Sohnemann hat eine Holz-Eisenbahn und u.a. diese elektrische Lokomotive vom Hersteller Brio.


Der Akku hat die Form des Kessels der Dampflok und kann entnommen werden. Der Hersteller Brio liefert ein Steckernetzteil für den Ladevorgang mit, welches an einen im Akku eingebauten Hohlstecker im Schornstein angeschlossen wird. Das Netzteil ist mit „Battery Charger“ beschriftet, allerdings sind keine Wunderwerke zu erwarten. Das Ladegerät ist ziemlich schwer, was dafür spricht, dass wohl ein Transformator enthalten ist. Damit dürfte der Wirkungsgrad mies sein, was nicht in erster Linie ein Problem ist. Dann messe ich aber eine Leerlaufspannung von ca. 4,5 V am Hohlstecker. Das ist ein bisschen sehr viel und tut dem Akku nicht unbedingt gut. Der Ladestrom hält sich tatsächlich in einer akzeptablen Größenordnung von um die 200 bis 300 mA auf. Das hauptsächliche Problem ist jedoch, dass der Ladeadapter nicht weiß, wann er aufhören muss. Der dreht zum Ende des Ladevorgangs den Strom langsam Richtung 150 mA herunter, aber drückt unermüdlich weiter Strom in den Akku, bis der Vorgang irgendwann vom Benutzer unterbrochen wird. Eine Refresh-Funktion ist natürlich auch nicht enthalten. Bisher hat der Ladeadapter den Akku 4-5x geladen. Das machen wir fortan aber lieber anständig.


Das Typenschild des Akkus ist erfreulich präzise. Es handelt sich um einen Nickel-Metallhydrid-Akku. Enthalten ist eine Standardzelle mit 1,2 V und 2 Ah. Das entspricht ca. dem Standard-AA-Akku, den ich im folgenden Bild daneben gelegt habe. Außerdem ist die Polarität des Hohlsteckers gekennzeichnet.

Ich will nun einen Ladeadapter bauen, mit dem ich diesen Sonderakku in ein übliches Ladegerät bringen kann.

Wichtig: Vorher ist generell zu prüfen, dass sich hinter dem Hohlstecker des Akkus (allgemein, beim Rasieraparat oder beliebigem Spielzeug) NUR die Akkuzelle(n) und nicht noch eine Lade- oder Schutzschaltung befinden. Dazu kann man mit einem Multimeter mal in den offenen Hohlstecker des Akkus messen. Hier sollte man die Akkuspannung messen können. Weiterhin ist ggf. auch zu prüfen, ob die Akkukontakte mit dem Ladestecker durchverbunden sind, also Plus mit Plus und Minus mit Minus.

In meinem Fall hat der Akku an der Oberseite zwei Kontakte. Diese sind mit dem Hohlstecker durchverbunden. Darum kann ich davon ausgehen, dass keine Ladeelektronik enthalten ist. Im Brio-Akku ist zusätzlich ein elektrischer Kontakt enthalten, der die Verbindung zu den Akkukontakten unterbricht, wenn ein Hohlstecker mechanisch eingesteckt wird, also auch wenn an diesem Stecker nichts angeschlossen ist.


Da der Hohlstecker in diesem Fall winzig ist (außen 2.4 mm, innen 0.75 mm) hatte ich keinen passenden im Haus und habe ihn für ca. 30 Cent bei Reichelt bestellt. In den meisten Fällen werden größere und somit weniger exotische Hohlstecker verwendet.


An den Hohlstecker habe ich ein Stück Zwillingsleitung angebracht und an das andere Ende jeweils Reißzwecken angelötet.


Dann habe ich von einem Stab Heißkleber ein Stück passender Länge abgeschnitten. Hier kann man auch z.B. Rund- oder Vierkantholz verwenden oder viele andere Dinge, hauptsache elektrisch nichtleitend. Dann werden die Reißzwecken in beide Enden gedrückt und am Besten noch die Polarität beschriftet.


Fertig. So wie im folgenden Foto wird der Ladeadapter angewendet.

Das Ladegerät technoline BC700 kann ich übrigens sehr empfehlen. Ich habe meins bei Reichelt gekauft. Es ist preiswert für ca. 25 €, hat aber einige nette Gimmicks, z.B. kann man den Ladestrom einstellen, vermeindlich tote Akkus wiederbeleben, die Kapazität von Akkus messen und einiges mehr. Man könnte argumentieren, dass ein Ladegerät diese Funktionen nicht braucht, sondern einfach nur anständig laden soll. Aber ich behaupte, wenn ein Ladegerät den Ent-/Ladestrom und die Akkuspannung permanent misst, die bereits geladene Kapazität kennt, usw., dann wird der Ladevorgang wohl auf diesen Daten beruhen und demnach sehr definiert ablaufen. Das ist doch beruhigend.


Der Brio-Akku hat eine Sollkapazität von 2 Ah und eine gemessene von 2,1 Ah laut Ladegerät (im Bild). Der Wert wird nicht hochgenau sein, aber er ist ein guter Indikator dafür, dass es dem Akku noch gut geht. Ich empfehle, den Akku vor jedem Ladevorgang erst einmal komplett zu entladen. Dieses Ladegerät kann das automatisch bewerkstelligen.


Hier sei noch erwähnt, dass besonders wertige Ladegeräte (nicht das hier verwendete) ihre Ladekurve zumindest teilweise auf die Akkutemperatur stützen, womit ein schonenderer Ladeschluss erzielt wird als mit dem delta-U-Verfahren. Da der Akku mit dem Ladeadapter nun extern sitzt, kann die Temperatur in solchen Ladegeräten nicht gemessen werden. Trotzdem sollten solche Ladegeräte sinnvoll arbeiten, da die Temperatur aus Sicherheitsgründen nicht der einzige Indikator für den Ladeschluss sein kann.

Beste Grüße,
Mov

4 Gedanken zu „Spezialform-Akkus schonend laden

  1. Hallo,

    tolle Idee. Hat bei mir leider nicht funktioniert, da anscheinend die kleine Platine an der Hohlsteckerdose durch war. Ich habe es dann so gelöst, dass ich den alten Akku inkl. Platine entfernt habe, und die beiden Kabel zu den Kontakten oben mit Reißzwecken verbunden habe. Diese habe ich dann innen im Akkugehäuse befestigt. Nun kann ich den Akku tauschen, wenn er leer gefahren ist.

    Trotzdem danke für die Inspiration.

    kb

  2. Sorry fürs ausgraben.

    Hab da noch ne frage:

    In wieweit wirkt sich der ladestrom auf die lebensdauer des akkus aus? Hält ein akku länger wenn ich ihn mit einen geringeren strom lade?

    Mfg

    • Hier gibt’s kein Ausgraben, ist ja kein Forum ;)
      NiMh-Akkus sollten weder einen zu geringen noch einen zu hohen Ladestrom haben. Prinzipiell ist weniger besser und der Akku macht mehr Zyklen mit. Da viele Leute aber nicht vorrausdenken können und ihre Akkus dann unbedingt in 2 Stunden aufgeladen haben müssen, gibt es viele Schnellladegeräte, gerade im unteren Preissegment.
      Ein guter Ladestrom wäre nach Faustformel so, dass der Ladevorgang eines komplett leeren Akkus 10 Stunden dauert (gilt für NiMh!). Bei 2500 mAh also 250 mA Ladestrom, plusminus ganz viel. Die Größenordnung zählt.
      Neben einem halbwegs passenden Ladestrom ist auch ein geeigneter Ladeschluss (nicht überladen) und ein komplettes Entladen (aber nicht Tiefentladen) vor dem Aufladen für die Lebensdauer förderlich.

  3. Schöne Idee mit dem Heißkleberstück!
    Wir haben noch die Lok mit einer innen liegen den AA Batterie, die ich durch einen Akku ersetzt habe.
    Das ewig auf/zuschrauben der Schraube im Schornstein wird dem Plastik aber nicht gut tun, sodaß ich deine Idee mit einem eigenen Ladekabel echt mal aufgreifen werde – danke dafür!

    /thorsten

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