Mini Akkus mit 100 Ah Power, die vielfältige Einsatzmöglichkeiten in beengten Verhältnissen ermöglichen, gibt es angeblich in drei Kategorien, die nicht nur maßtechnische Unterschiede aufweisen. Bei genauem Hinsehen sind Akkus der Kategorie GROUP 24 aber bereits zu groß, auch wenn manche Anbieter hier ein Mini Format sehen, das de facto so nur als MINI im Vergleich zu den Standard Kötzen des Metiers passt. Bleiben dann letztlich zwei, die kategorisierten GROUP 22 NF Modelle und ein weiteres Miniformat, das auch im Netz nur von wenigen Anbietern gelistet wird. Nennen wir es einmal der Kürze halber Mini II.
Beide Mini Ausführungen also MINI II und Group 22NF Modelle unterscheiden sich in der Bestückung der Akku Zellen und ebenso in der Bemaßung. In puncto Einbauvoraussetzungen hat das ein oder andere Modell dann die Nase vorn, je nachdem welche Einzelgröße die ausschlaggebende ist. MINI II kann da nur in der Breite und dem Gewicht punkten. Über mögliche Einbauten hinaus, sind kleine und leichte 100 Ah Akkus für jeden anderen Einsatz, z.B. im Outdoorbereich, von Vorteil. Insofern ergibt sich für diese Akkutypen ein weites Einsatzfeld.
Für unseren Vergleichstest standen vier MINI Typen zur Auswahl. Hersteller und Daten der Probanden gibt die folgende Tabelle wieder.
Die vier Testmuster wurden preisoptimiert (s. Tabelle) im Netz erworben und anschließend unseren Testroutinen unterworfen.
Alle Kandidaten kamen nach Bestellung wohlverpackt auf dem Postweg. Power Queen lieferte innerhalb von 3 Tagen, XZNY brauchte eine Woche, bei Hysincere standen 2 Tage auf der Lieferliste und auf TCB Worth habe ich drei Tage gewartet. Deutschsprache Anleitungen lagen allen Modellen bei, beim Mini II in der gefälligsten Aufmachung. Die äußere Inaugenscheinnahme zeigte bei den Testmustern eine saubere Verarbeitung und stabile Gehäuseausführung. Lediglich beim Hysincere und dem TCB Akku gab es überstehende scharfe Kanten am Gehäuse beim Übergang zum Deckel. Alle Akkus sind verklebt und bleiben ohne Gewalteinwirkung somit dauerhaft verschlossen.
Ein zu öffnendes Gehäuse gibt es beim Wattcycle Mini 12V/100Ah, das z.Zt. allerdings nicht lieferbar ist und somit nicht getestet werden konnte. Übereinstimmend finden wir an den Polen M8 Gewinde bei Power Queen und XZNY, bei Hysincere und TCB Worth werden M6 Befestigungen verwendet.
Passende Schrauben liegen bei, isolierende Abdeckkappen gehören nur beim MINI II und Hysincere Mini zum Lieferumfang. Letzteres hat eine eingebaute und von oben ablesbare Kapazitätsanzeige, die grafisch den Ladezustand des Stromspeichers anzeigen soll. Leider ist die Anzeige von miserabler Qualität, so dass für eine gute Ablesbarkeit der Blick genau senkrecht drüberstehen muss. Das TCB Worth ist das einzige Model im Test Quartett das ein Bluetooth Modul verbaut hat. Ein unschätzbarer Vorteil bei der praktischen Nutzung, da praktisch alle Vorgänge am Akku an der Smartphone App abrufbar sind. Die beiden restlichen Modelle bieten keine Möglichkeit einen aktuellen Ladezustand des Stromspeichers einsehen zu können, was die Kontrollmöglichkeiten einschränkt, wenn keine externen Messoptionen zur Verfügung stehen.
Im Testverfahren durchlaufen die vier Probanden verschiedene Testzyklen bzw. Messverfahren, die Aufschluss über mögliche Ungereimtheiten in der Zellenbestückung, der Struktur und der Kapazität des Akkus geben können. Dabei sind neben dem Innenwiderstand auch die Lade- und Entladeverfahren am Akku von Interesse. Bei LFP Akkus spielen sich Laden und Entladen kapazitätsmäßig im Wesentlichen in einem sehr kleinen Spannungsbereich von rund 0,5 Volt ab, so dass sich in beiden Verfahren im hundertstel Bereich der Spannung längere Phasen ergeben, wo die Anzeige fast konstant bleibt. Das zeigt sich in den Messkurven in Abschnitten, die zur Hochachse nur leicht ansteigen. Das Bild spiegelt sich in allen Messkurven wieder.
Im Idealfall, bei ausgesuchten und vorsortierten Akku Zellen mit geringen Unterschieden, ist eine kontinuierliche und gleichbleibende Energieabgabe und –aufnahme durchaus anzutreffen, wie die beiden nachfolgenden Messkurven zeigen.
Für die Auswertung unserer Meßkurven können diese beiden Grafiken als Referenzmodelle dienen. Im preiswerten Akku Bereich kann man allerdings nicht erwarten, ähnliche Vergleichsbilder zu finden. Im Grundsatz hängt davon nicht die Leistungsfähigkeit eines Akkus ab, das könnte dann eher ein Hinweis auf die Langzeitbewährung des Stromspeichers sein.
1. Innenwiderstandsmessung der vier Mini Batterien
Der Innenwiderstand eines Akkus ist ein elektrischer Widerstand, der innerhalb der Batterie selbst auftritt. Dieser Widerstand hemmt den Stromfluss in der Batterie und führt zu einem Spannungsabfall, sobald ein Verbraucher angeschlossen wird. Der Innenwiderstand hat also einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und Effizienz einer Batterie und ist andersherum ein wichtiger Indikator um die Qualität eines Akkus einschätzen zu können. Im Idealfall wäre der Innenwiderstand Null und der Akku würde unabhängig vom Verbraucher einen konstanten Strom liefern ohne anfänglich seine Ruhespannung zu ändern. In der Praxis ist das allerdings graue Theorie. Letztlich wird ein niedriger Innenwiderstandswert zwischen 2 und 22 mΩ (Milliohm) ein Kriterium ist, das bei der Anschaffung eines Akkus berücksichtigt werden sollte, je niedriger, umso besser.
Wir haben bei jedem Testkandidaten drei Messungen des Innenwiderstandes durchgeführt: bei Ankunft (Ladezustand 50–60 %), bei Vollladung und nach der Entladung auf ca.15 % (12,5 V). Zur Messung ist ein spezielles Gerät notwendig, das mit je zwei Kontakten auf jedem Messstift arbeitet und so einen exakten Innenwiderstandswert ermitteln kann. Gemessen wird hier die Differenz zwischen Ruhe- und Arbeitsspannung bei dem das Gerät intern einen Verbrauchsstrom einsetzt. Daraus ermittelt die Software den Innenwiderstand über die Formel:⌠ Innenwiderstand(Ω) = (Ruhespannung(V)- Arbeitsspannung(V)) / Stromstärke(A) ⌡. Natürlich kann man die Berechnung auch selbst durchführen, wenn die genannten Werte ermittelt wurden.
Fazit: Alle vier Testkandidaten offerieren sehr gute bis gute stabile Werte bei der Innenwiderstandmessung unabhängig vom jeweiligen Ladezustand. Das lässt hoffen, durchgängig leistungsfähige Pedanten vorzufinden, die trotz ihres geringen Kaufpreises allen erwartbaren Anforderungen genügen. Was die gemessenen Werte des Innenwiderstandes angeht, unterscheiden sie sich kaum von weitaus kostenintensiveren Angeboten des Marktes. Zur Beurteilung ist das allerdings nur ein Aspekt der Gesamtprüfung.
2. Ladevorgang der vier 12V/100Ah Batterien
Wir haben alle vorliegenden Testmuster im Lieferzustand mit einem passenden LFP Ladegerät 14,6V/20A von Power Queen, aufgeladen, die Werte in einem sehr kleinen Intervall von 0,5 sec (zwei Werte pro sec) gemessen und mit einer passenden APP auf einem Laptop aufgezeichnet. Im Folgenden also der Vergleich der vier Mini 12V/100Ah Batterien.
XZNY MINI AKKU 12V/100Ah
Der Akku von XZNY hatte bei diesem Vorgang einige Auffälligkeiten, die wir so noch nicht in unserem umfangreichen Test Portfolie hatten. Zunächst wurde der XZNY Akku von seiner Ruhespannung bei 13,16V bis auf 13,6 V zügig geladen. Dann aber nahm die Spannung in langen Phasen kontinuierlich ab, was uns veranlasste den Vorgang abzubrechen. Eine abnehmende Spannung beim Laden mit 20A war mir etwas heikel.
Nach Anschluss unseres Diagnose Ladegerätes, dass den Zustand des Akkus abfragte und dabei auch auf das BMS sieht und keinen Fehler fand, habe wir den Ladevorgang mit unserem Standardlader erneut aufgenommen.
Diesmal lief das Laden durch, allerdings mit einem unerwarteten Sprung bei 13,87 V direkt auf 14,09 V danach sieht der Verlauf wieder planmäßig aus. Ursachen für ein solches Verhalten kann man spekulativ dem BMS zuordnen. Akzeptabel ist das für mich nur bedingt. Bis auf den erwähnten Sprung gibt es an der Ladekurve aber nichts auszusetzen. Sie verläuft schön flach, dann gleichmäßig ansteigend nur im oberen Viertel mit der sichtbaren Anomalie. Der Ladevorgang wird hier durch das BMS bei 14,3V abgeschaltet.
TCB WORTH 12V/100Ah MINI
Nicht nur äußerlich sind beim TCB Worth Gemeinsamkeiten mit dem XZNY Modell festzustellen. Auch dieses Modell macht keinen Hehl daraus beim Laden die Spannung rückwärts zählen zu können. Bis 13,53 V sieht die Ladekurve sehr gut aus mit kontinuierlichem Aufbau der Ladespannung. Dann begegnen wir dem gleichen Phänomen wie wir es am XZNY Speicher beobachtet haben. Die Spannung nimmt langsam aber stetig in kleinen Schritten ab. Das dauert seine Zeit und hat mich auch hier dazu gebracht, den Ladevorgang abzubrechen. Ein erneuter Ladeversuch nach einer halben Stunde liefert das gleiche Ergebnis nur 0,1 V früher.
Ich habe dann mit einem Diagnosegeräte beim AKKU BMS einen Reset durchgeführt und siehe da, das Laden lief danach im Normalplan ab. Die zweite Grafik macht den ordnungsgemäßen Ladevorgang deutlich.
Nun war ich gespannt, wie der zweite Versuch den Akku zu laden nach dem vorgesehen Entladezyklus auf 12,5 V ablaufen würde. Zunächst sah es nach „ordnungsgemäß“ aus, bis 13,43 V erreicht waren. Danach schleppte sich der Akku noch bis 14,4 V hoch um dann langwierig nach unzähligem HIN und HER wieder auf 14,3 V zu fallen. Hier war meine Geduld zu Ende. Der Ladevorgang wurde abgebrochen und der Akku für den Rückversand vorbereitet.
Sicherlich wäre u.U. noch ein weiterer Versuch nach BMS Reset denkbar gewesen. Aber welche neuen Erkenntnisse für die Brauchbarkeit des Akkus hätte das gebracht über die Eindrücke hinaus, die bereits vorlagen? Bei aller Verärgerung muss aber erwähnt werden, dass der Normalanwender von diesen Zuständen nicht erfahren würde, weil er keine Messungen durchführt und sich, wenn überhaupt, nur über eine längere Ladezeit wundern könnte, wenn die denn tatsächlich eintritt, weil es eine halbe Stunde oder länger (das wollte ich nicht mehr abwarten) bei 13,43/4 V nicht weitergeht.
Hysincere Mini 12V/100AH MINI
Der erste Ladedurchgang dieses Testmusters war im Ladeverlauf ohne Beanstandungen, überraschte dann allerdings nach dem Abschalten bei 14,3 V durch ein unerwartetes und schnelles Absinken der Spannung auf 13,3V, sprang aber dann, ebenso unerwartet wieder auf 13,8 V hoch, um dann erwartbar auf eine Ruhespannung von 13,45 V gemächlich abzusinken. Diese Anomalie im Spannungsverhalten schreiben wir vermutlich wieder dem BMS zu, was jeden Kenner der Materie nicht verwundert wird, als alle Bauteilkomponenten in ein enges Preiskorsett gezwungen sind. Eine weitere kleine Auffälligkeit, das Hochschnellen der Spannung auf 14,8 V bei Abschalten, ist auch nicht die Norm, kommt allerdings im zweiten Ladeprozess nicht mehr vor und haben wir bei anderen Modellen auch schon gesehen. Festhalten muss man allerdings das etwas frühzeitige Abschalten des Ladevorgangs bei 14,2V.
Wir haben einen zweiten Ladevorgang nach dem Entladen des Akkus auf 12,5 V entspr. 15% Restkapazität durchgeführt. Und mussten feststellen, dass zwar der Abschalt-Pik auf 14,8 V ausgeblieb aber die Besonderheit des steilen Abgangs der Ruhespannung anfänglich nach Abschalten des Ladevorgangs erneut aufgetreten ist.
Ob es tatsächlich als eine Macke des BMS zu werten ist, lassen wir mal dahingestellt. Es gibt sicherlich auch noch die ein oder andere Möglichkeit von Fehlfunktion. Wir konnten den Ladevorgang zweifach noch bei einem zweiten Akku dieses Herstellers prüfen. Auch hier zeigte sich das gleiche Phänomen eines schnellen Spannungsabfalls nach dem Abschalten wie die folgende Grafik ausweist.
Power Queen Mini 12V/100Ah
Keine besonderen Auffälligkeiten beim Laden dieses Testmusters. Wie gehabt wird auch hier das 20 A Standardladegerät verwendet, das vom gleichen Anbieter stammt. Der Ladeverlauf zeigt einen etwas stärkeren Anstieg der Spannung im Bereich 13,46 V – 13,50 V, danach sehr flach verlaufend bis ca. 13,57 V um dann wieder zügiger anzusteigen im Schlussbereich. Der Gesamtverlauf entspricht mehr oder weniger der Geometrie vieler anderer bisher getesteten LFP Akkus dieser Klasse. Lediglich ein frühzeitiges Abschalten bei 14,1V durch das BMS ist nicht die Regel aber auch nicht ganz ungewöhnlich.
In einem zweiten Ladevorgang nach der vollständigen Entladung auf ca. 15% (12,5 V unter Last) zeigt sich der bereits beschriebene Trend, der zügigere Spannungsanstieg im Bereich bis 13,4 V — 13,5 V, noch deutlicher. Ebenso trifft das für die Abschaltung des Ladevorgangs bei 14,1 V zu. Beides ist aber kein Grund zur Beanstandung, eher ein Charakteristikum dieses Akku Exemplars. Ob diese Beobachtung evtl. einen Rückschluss auf den Ladezustand und damit auf die vorhandene Kapazität zulässt oder ob wir hier von 100% Ladung ausgehen können, wird das nächste Messergebnis zeigen.
3. Entladeprozess der Mini 12V/100Ah Batterien im Vergleich
Beim Entladen gehen wir der Vergleichbarkeit folgend, wie gehabt, bei allen drei Testkandidaten einheitlich vor. Wir schließen über einen Inverter (12 V auf 230 Volt) eine Infrarot Wärmequelle an, die mit einem Heiz Stab 400 Watt Leistung abruft. Daraus errechnen wir zunächst die theoretische Laufzeit des Akkus bis zu einer Schlussspannung von 12,5 V. Das entspricht einer Restkapazität des Stromspeichers von rund 15 %. Kapazität des Akkus: 100 Ah, Spannung: 12,8 V, Wirkungsgrad eines LiFePo4 Akkus (max): 97% (0,97),Lastleistung: 400 Watt Da wir den Akku aber nur zu 85%(0,85) entladen wollen, ist die theoretische Laufzeit bis 12,5V Schlussspannung: L(aufleistung) = 100 *0,85* 12,8 * 0,97/ 400 = 2,63 (h), das sind 2 h und 38 Minuten. D.h. unser Akku muss bei einer Kapazität von 100 Ah bis 12,5 V mindestens 2 h und 38 Minuten laufen, wenn wir eine Last von 400 Watt anschließen.
XZNY MINI Akku 12V/100Ah
Dieses Testmuster zeigt im Entladevorgang einen normalen Verlauf, die theoretischen Laufzeitvorgaben werden sogar um 7 Minuten übertroffen, das sind rein rechnerisch 4,4% Kapazität Plus. Ein Wert, der durchaus interessant ist und in dieser Höhe bei dem preiswerten Testkandidaten nicht unbedingt erwartet wurde. Im Hinblick auf die sehr guten Innenwiderstandsmessungen aber durchaus logisch in der Abfolge sein kann, wobei die Macken in der Ladekurve keinerlei Entsprechungen in der Akku Kapazitätsleistung finden.
Der XNYN Akku kommt mit einer hohen Ruhespannung (nach 12 h) von 13,52 V. Bezeichnend, dass die Entladekurve sehr lange zwischen 13,10 V und 13,00 V verläuft mit einer sichtbaren Beschleunigung (kl. Delle) um 13 V herum. Danach geht es wieder flach und lange stabil bis ca. 12,8 V weiter. Von da ab läuft es steiler nach unten, was typisch ist, bis zu unserer Abschaltung bei 12,5 V. Etwas auffällig, aber ohne jegliche Auswirkung, ist die langanhaltenden Spannungsschwankungen im Hundertstel Bereich knapp unter 13,1 V. Alles andere findet sich typischerweise bei vielen Artgenossen des LFP Zunft wieder. Bemerkenswert, wie schon erwähnt, die Laufzeit von 2 h und 45 Minuten, die den errechneten Wert deutlich übersteigt.
TCB WORTH MINI 12V/100Ah
Nach einer Standzeit von 24 h haben wir diesen Akku nach dem bereits beschriebenen Verfahren bis auf 12,5 V entladen. Auffälligkeiten gab es vereinzelt mit einem plötzlichen impulsartigen Spannungsabfall, der zweimalig zu beobachten war. Ansonsten war der Entladevorgang ohne Besonderheiten. Eine Laufzeit von 2 h und 44 Minuten entsprechen einer Laufzeit und einem Kapazitätsplus von 3,8 % . Das passt mit den Konkurrenten ins laufende Portfolio.
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Power Queen MINI 12V/100Ah
Ähnliches gibt es auch bei diesem Akku zu berichten, der nicht nur bei der Innenwiderstandmessung mit dem XZNY Modell gleichzieht, sondern in der Laufzeit mit 2 h 46 Minuten und einem Mehr an 8 Minuten fast den exakt gleichen Wert einstellt.
Die Entladekurve weist, aus einer Ruhespannung von 13,46 V, eine nur ansatzweise ähnliche Geometrie auf, fällt aber etwas schneller unter die 13 V Marke, wodurch nur minimal eine kleine Beschleunigungsdelle entsteht. Ansonsten haben wir einen sehr homogenen, flachen Kurvenverlauf und ein deutliches Plus von rechnerisch 5 % an bevorrateter Kapazität. Angesichts der Laufleistung kann beim Power Queen Modell von einer Vollladung ausgegangen werden, das Abschalten im frühen 14 V Bereich stellt folglich kein Anzeichen für eine gegenteilige Annahme dar.
Hysincere 12V/100Ah MINI
Beim Entladen dieses Akkumodells sind Licht und Schatten zu vermelden. In der Laufleistung zieht das Hysincere Modell mit einer Durchhaltedauer von 2 h und 45 Minuten bis zum Erreichen des Abschaltpunktes bei 12,5 V mit den besten Konkurrenten gleich. Wie beim XZNY Model können wir eine Kapazität von 104,4% festhalten. Das ist eine erfreulicher Wert.
Leider gab es, wie im Ladevorgang schon gesehen, auch hier untypische Auffälligkeiten mit kurzzeitigen z.T. hohen Spannungsschwankungen, die in diesem Ausschnitt des Entladegraphen sichtbar sind. Zum einen sinkt die Spannung plötzlich um fast 1 V auf 12,06 V ab um später zweifach aus der Entladelinie um 0,3 V aufzupeppen. Solche deutlichen Spannungsschwankungen, auch wenn sie nur kurzzeitig auftauchen, sind für mich fragwürdig und können sich bei längerem Einsatz durchaus in gröberem Störverhalten auswirken. Ein Standard Nutzer wird davon allerdings weder beim Laden noch beim Entladen in diesem Neu Zustand etwas merken, weil sich die hier gezeigten Messwerte in der Praxis keine Auswirkungen haben.
Auch beim Entladevorgang haben wir das zweite Exemplar zusätzlich untersucht. Leider waren auch hier die beschriebenen Spannungsabfälle noch deutlicher zu sehen, wie die folgende Grafik ausweist.
Fazit zu den Mini 12V/100Ah Batterien im Vergleich
Im Vergleich zeigen alle vier 12V/100Ah Mini Batterien, dass auch Billigheimer im Neuzustand eine gute Kapazitätsbilanz aufzeigen können. Unterschiede bei unseren Testmustern müssen wir aufgrund unserer Messdaten und den gewonnenen Erkenntnissen im Detail machen. Das MINI II Modell von POWER QUEEN war frei von Auffälligkeiten und absolvierte die Mess- und Prüfverfahren im wesentlich souverän mit einer sehr guten Leistungsbilanz sowohl bei der Innenwiderstandsmessung als auch im Laufverhalten. Die Messkurve hatte im Ladebereich zwar Abschnitte, die nicht ganz homogen unserer Referenzkurve entsprachen, ist aber im Entladeprozess der Vorgabe in etwa vergleichbar. Was nicht gefallen hat, ist das frühzeitige Abschalten des Ladevorgangs durch das BMS bei 14,1 V. Der zur Verfügung stehenden Gesamtkapazität scheint es aber nicht zu schaden.
Die anderen Kandidaten konnten insgesamt auf das Power Queen Modell nicht aufschließen. Zwar waren auch hier die Widerstandsmessungen und die Laufzeiten vergleichbar aber die Anomalien im Ladevorgang beim XYNZ und in beiden Messbereichen beim Hysincere und TCB Modell sprechen nicht für ein einwandfreies Zusammenspiel der eingesetzten Komponenten. Das Fehlverhalten kann man spekulativ dem BMS zuschreiben. Wenn es so ist, dass dieses Bauteil nicht ordnungsgemäß arbeitet, kann es zu Ausfällen kommen. Wie es letztlich mit dem Sicherheitsaspekt, d.h. den Abschaltfunktionen des BMS z.B. bei einer Tiefenentladung aussieht, wäre dann im Zweifel auch noch zu klären. Den genannten möglichen Einschränkungen steht hier allerdings ein Minderpreis von mehr als 50€ zum Power Queen Akku entgegen, den man spaßeshalber als Risikoprämie ansehen könnte. Der ein oder andere wird es bei dieser Preisdifferenz darauf ankommen lassen wollen. Auf der anderen Seite sind ein paar Dollar mehr bei einer Akku Anschaffung aber gut angelegt, wenn man sichergehen will ein problemfreies Modell im Einsatz zu haben.
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Vom Testsieger, der Marke Power Queen, haben wir bereits verschiedenen Akkus getestet.
