Im Normalbetrieb wird der Akku eines Motorrads oder Autos nicht so schnell leer werden. Solange die Selbstentladung noch nicht altersbedingt angestiegen ist, wird der geladene Akku auch nach einer Fahrpause von bis zu einigen Wochen ausreichend Energie für einen Wiederstart bereitstellen. Kritisch wird es hingegen, wenn der Akku nicht voll geladen ist und die Stillstandszeit noch länger andauert, wie etwa bei einem Motorrad oder Wohnmobil während der Winterpause. Im Gegensatz zu Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Akkus sind Bleiakkus nicht gegen andauernde Tiefentladung beständig. Sulfatierung der Zellen führt dann zu einem nicht mehr umkehrbaren Kapazitätsverlust. Dieser negative Effekt hängt auch nicht vom Alter des Akkus ab. Es kann daher durchaus sein, daß ein neuer Akku schon nach der ersten unversorgten Überwinterung nicht mehr zu gebrauchen ist. Das wäre natürlich schade, weshalb es sich lohnt, mit dem hier vorgestellten Ladegerät Vorsorge zu treffen.
Winterpause Ein Startakku ist für die regelmäßige Verwendung konzipiert. Abwechselndes Laden und Entladen erhält die Kondition, längere Pausen sind dabei nach Möglichkeit zu vermeiden. Nun ist es aber im Bereich der Sport- und Freizeitfahrzeuge in unseren Breiten fast unvermeidlich, daß es zu witterungsbedingten Stillständen kommt, die häufig einige Monate andauern. Wie sieht nun die mögliche Überwinterungshilfe aus?
Bei einem neuwertigen Akku mit (noch) geringer Selbstentladung wird es in der Regel ausreichen, den Akku auszubauen, vollzuladen und frostfrei zu lagern. Er wird dann auch nach ein paar Monaten noch nicht vollständig entladen sein. Das Problem dabei ist nur, daß man sich nicht darauf verlassen kann. Wenn man auf der sicheren Seite sein möchte, ist es auch bei einem neuwertigen Akku zu empfehlen, den Ladezustand nach einiger Zeit zu kontrollieren oder (besser) den Akku gleich nachzuladen. Bei einem nicht mehr ganz taufrischen Akku verkürzen sich diese "Wartungsintervalle" wegen der höheren Selbstentladung entsprechend. Das ist dann ziemlich unpraktisch, weil man erstens daran denken und zweitens einiges an Zeit aufwenden muß. Außerdem benötigt man auch für die periodische Akkuwartung ein geeignetes Ladegerät, das zumindest Überladung vermeidet, die für den Akku ebenfalls schädlich ist. Die einzige sinnvolle und obendrein praktische Lösung besteht daher darin, anstelle eines normalen Ladegeräts ein solches anzuschaffen, das auch für eine automatische und zuverlässige Erhaltungsladung sorgt. Ein normaler Akkulader ist dafür nicht geeignet, weil es bei länger andauernder Ladung doch zu einer Überladung kommt. Durch die elektrolytische Zerlegung der Akkusäure ("Gasung") verliert der Akku nicht nur Säure, sondern auf Dauer auch Kapazität.
Bei dieser Schaltung wird der Akku bis zu einer bestimmten maximalen Spannung aufgeladen. Nach Erreichen dieses Werts schaltet der Lader ab, die Schaltung überwacht aber weiter die Akkuspannung. Wenn die Akkuspannung bis auf einen zweiten voreingestellten (minimalen) Wert abgesunken ist, startet der Lader wieder. Dieser Zyklus zur Ladungserhaltung wiederholt sich somit automatisch, wobei die Zeitabstände von der Selbstentladung des Akkus bestimmt werden. Der Vorteil der Methode liegt auf der Hand: Der Akku wird weder überladen noch kann er sich zu weit entladen, er bleibt also optimal im grünen Bereich und damit fit. Die Schaltung eignet sich natürlich auch als normales Ladegerät. Wird ein entladener Akku angeschlossen, liegt die Akkuspannung unter dem eingestellten Minimalwert, so daß der Ladevorgang sofort startet. Die einwandfreie Funktion des Lader hängt maßgeblich von der Genauigkeit der Spannungsüberwachung ab, da bei einem Bleiakku die Akkuspannung Aufschluß über den Ladezustand gibt. Im Ruhezustand beträgt die nominale Zellenspannung etwa 2 bis 2,1 V. Während des Ladens steigt die Spannung an, bei einem vollen Akku rechnet man mit einer Spannung von 2,2 bis 2,3 V pro Zelle. Bei einem 12-V- Akku bedeutet das, daß die Ladung beginnt, sobald die Akkuspannung auf 12,5 V abgesunken ist. Die Ladung wird bei Erreichen von 13,8 V wieder beendet.
Für eine Begrenzung des maximalen Ladestroms sorgt Widerstand R12 mit 2,2Ohm und der Innenwiderstand des Trafos. Der so gemessene Ladestrom beträgt ca. 1A. Sollte der Strom höher sein, dann R12 so weit vergrößern, bis ein Ladestrom von 800mA - 1A erreicht wird. R12 sollte einer Belastung von 5W standhalten.

Aufbau und Abgleich
Da es sich um eine kleine und unkomplizierte Schaltung handelt, bedarf es eigentlich keiner speziellen Aufbauhinweise. Die fertige Schaltung läßt sich sehr einfach auf richtige Funktion überprüfen. Dazu wird noch kein Akku angeschlossen. Sobald der Lader ans Netz angeschlossen wird, muß das Relais etwa alle vier Sekunden für etwa eine Sekunde anziehen. Geschieht dieses, ist die Schaltung in Ordnung und der erste Test beendet.
Der Abgleich beschränkt sich auf das Einstellen eines Gleichspannungswerts. 6-V-Akkus Praxis Wenn die Referenzspannung auf 2,1 V abgeglichen ist, wird das Laden bei einer Spannung von 2,1 V am Anschluß 2 von IC2 gestartet und bei einem Wert von 2,3 V an diesem Pin gestoppt - die Differenz zwischen diesen beiden Spannungen ergibt sich aus der Hysterese. Auf einen 12-V-Akku bezogen beginnt das Laden bei 12,6 V und endet bei 13,8 V Akkuspannung. Damit erreicht man in der Praxis, daß der einmal geladene Akku mehrmals täglich kurz nachgeladen wird. Die Referenzspannung kann man bei Bedarf etwas variieren. Stellt man zum Beispiel 2,05 statt 2,1 V ein, werden die Ladepausen etwas länger, allerdings sollte man dabei nicht zu weit gehen, schließlich ist es der Zweck der Schaltung, Tiefentladung zuverlässig zu vermeiden. Abschließend sei auf die Problematik bei sulfatierten Akkus verwiesen, die kaum noch Ladung aufnehmen. Bei derart geschädigten Akkus steigt die Spannung beim Laden sehr schnell an, so daß der Ladevorgang schon nach kurzer Zeit endet, im Extremfall nach der minimalen Ladezeit von ca. 4 Sekunden. Wenn man eine derart kurze Zykluszeit feststellt, ist der Akku entweder nicht richtig angeschlossen oder defekt. Einige Akkus werden aber wieder etwas regeneriert, wenn sie einige Zeit an den im 4-Sekundentakt blinkenden Lader angeschlossen sind. Es kann also nicht schaden, wenn man es einmal mit diesem (Re-)Cycling probiert. Hat sich aber nach etwa einem Tag noch keine Besserung (Verlängerung der Ladephasen) ergeben, kann man die Hoffnung aufgeben und den Akku ordnungsgemäß entsorgen.

Stückliste:

Die Bestellnummern beziehen sich auf Reichelt-Elektronik.

In der PDF-Datei sind außerdem Schaltplan, Layout und Bestückungsplan enthalten.