Batterie ist explodiert

[Walmrath]

Hallo zusammen,

ich war heute auf dem Boot meines Vaters (Aquanaut Drifter 1250)um nach dem Rechten zu sehen,
da er wieder losfahren möchte.
Auf dem Schiff befinden sich, u.a. drei Versorgungsbatterien à 180 AH.
Diese Batterien werden durch einen Mastervolt Chargemaster plus / 12 Volt »versorgt«.
Das System hat bisher gut funktioniert und die Batterien wurden alle drei bis vier Jahre erneuert.

bei der Sichtkontrolle des Motorraumes habe ich festgestellt, dass eine Batterie
explodiert sein muss.
Wie kann so etwas passieren? Ich bin ziemlich ratlos.
Ich denke, dass man einen zu hohen Ladestrom ausschließen kann, denn dieser
wird doch durch das Mastervoltgerät geregelt.
Zum Zeitpunkt der Explosion war niemand an Bord und das Boot, bzw. das Mastervoltgerät wurde über Landstrom versorgt.

Bei den Batterien (REPSTAR, 12 Volt, 180 AH, 1.000A)
handelt es sich um Starterbatterien.
Könnte dies eine Ursache sein, da diese als Versorgungsbatterien eingesetzt werden (wurden )?

Ich schätze diese Batterien wurden aus Kostengründen den Versorgerbatterien vorgezogen.
Der Einbau erfolgte im Juni 2023; und, wie schon gesagt haben sie bisher keine Probleme gemacht.

Besonders problematisch ist der Gedanke, dass dies eventuell wieder passieren kann
vor allem wenn mein Vater (94 Jahre) allein an Bord ist, wäre dies eine Katastrophe.

Ich wäre Euch sehr dankbar, wenn jemand einen Ratschlag hat, wie ich so etwas in der Zukunft verhindern kann.

Vielen Dank für Euer Interesse,

Klaus Walmrath

[Quatschko]

Jo. Totgekocht. Wird wieder passieren.

[Startpilot]

Hallo Klaus,

die gesamte Bank muss erneuert werden und möglichst mit Semitraktionsbatterien.
Starterbatterien sind ungeeignet und wenn eine ausfällt kommt es genau zu diesem Ergebnis.
Das ist die Kurzform, sollte Dir aber reichen.

[ingo_051108]

Moin Klaus,
meistens ist es ja eine Knallgasexplosion. Die kommt i.d.R. bei ungeregelten Ladegeräten vor, wenn gleichzeitig eine ungenügende Belüftung vorliegt.

Wie war die Belüftung des Batterieraums?
Das Ladegerät schon mal geprüft?
Wie lange hing die Batterie unbeobachtet am Ladegerät?

Aber auch ein Defekt in der Batterie wäre denkbar.

Das ist dass, was mir als erstes einfällt.
Ich werde aber auch noch mal den Kollegen fragen der meine Sachkundeprüfung abgenommen hat, der hatte vor kurzem einen ähnlichen Fall.

[Startpilot]

@Ingo
Mastervolt, also auf jedenfall geregelt aber möglicherweise defekt.

[Oldskipper]

Das Mastervolt kann defekt sein, muss es aber nicht. So eine Batterie hat 6 Zellen a 2V. Wenn eine Batterie einen Zellenschluss hat, sinkt die Batteriespannung um 2 V. Dann ist die Batteriespannung nur noch 10V. Solange die Batterie nur so rumsteht, passiert nichts. Ist die Batterie aber mit mehreren Batterien zusammengeschaltet, fliesst ein starker Strom von den gesunden Batterien in die kranke Batterie. Sie wird auf 12V aufgeladen, obwohl sie nur noch 10V kann. Das heisst die Zellspannung der noch verbleibenden Zellen steigt über den zulässigen Wert und d8e Zellen werden überladen, die Batterie fängt an zu kochen. Irgendwann entzündet sich das austretende Gas und es macht Peng. Das Problem kann nicht nur bei parallelschaltung auftreten, sondern auch dann, wenn dauerhaft ein Ladegerät angeschlossen ist. Bei Parallelschaltung ist irgendwann die Ladung ausgeglichen und mit etwas Glück passiert nichts, weil dann kein Strom mehr fließt. Ausser das die gesunden Batterien tief entladen werden., was auch nicht schön ist.
Hängt jedoch ein Ladegerät dran, versucht es die Batterie(en) aufzuladen bis zur Ladeschlussspannung. 14,4v. Das Ladegerät feuert, die Batterie erreicht die Spannung, Ladegerät schaltet ab, Batterie bricht sofort wieder ein, Ladegerät feuert sofort wieder nach, bis durch Explosion ein Lastabwurf erfolgt.
Das kann teilweise über Wochen so laufen. Manchmal ist die Batterie auch einfach nur trocken gekocht, ohne dass es gleich knallt.

Mit der Anzahl der Batterien steigert sich das Risiko zum Quadrat. Ich hatte mal eine Serie. Alle 2 Jahre hat es geknallt oder zumindest gekocht. Am Ladegerät lag es nicht. Die Batterien waren einfach nicht gut.

Wenn du es verhindern willst:
1. Ladegerät aus.
2. Batterien abklemmen. Und zwar jede Batterie einzeln.

Wenn du im Winterlager keine Verbraucher hast, ist das die beste Wahl. Die Batterien überstehen 6 Monate ohne nachladen problemlos.

Das gleiche gilt auch während der Saison. Wenn keine Verbraucher an der Batterie hängen, kann man die trennen. Nachladen ist nicht nötig.

Es passiert tatsächlich relativ häufig. Zum Glück geht es meistens glimpflich aus.

Alternativ könnte man auf moderne Lifepo umbauen. Da passiert so etwas nicht.

[Ostfriesen]

Auch ein Mastervolt-Lader will programmiert sein. Da kann sehr viel Unfug getrieben werden,

[Fjoe]

Für Batterie-Explosionen - in der Regel durch unkontrollierte Zündung von Knallgas -gibt es sehr viele mögliche Ursachen:
1) Es bedarf eines Zündfunkens. Wo kommt der her?
a) Zündung von außen (Trennjäger, Zigarette, Elektrostatik...)
b) Zündung von innen: Elektrolytspiegel ist so weit abgesunken (Ursache??), dass ein innerer Kurzschluss oder Korrosionsfolgen (und dafür gibt es sehr viele mögliche Ursachen) einen Funken erzeugen und Bumm.

Vom schlechten Foto würde ich den Kurzschluss in einer Zelle unterstellen.
Sofortmaßnahme: Neutralisiere alles, was mit der Batteriesäure in Kontakt kam schnellstens. Z. B. mit Neutralon (habe ich deshalb immer auf meinem Boot).
Und dann eruieren, warum in der einen Zelle der Elektrolytstand so weit gesunken ist, dass Folgekorrosion auftreten konnte, die einen Funken erzeugen konnte für Bumm.

A) Überladung durch Ladegerät
B) Schlechte Batteriequalität (hier zählt Marke und nicht Preis)

[achim1]

Hallo Klaus, ich hatte im Herbst das gleiche. Bei mir wird es wahrscheinlich daran gelegen das die Batterie nicht mehr gut war und das Mastervolt Ladegerät immer nachgefeuert hat. War eine ganz schöne Sauerei.
Der obere Deckel der Batterie (12 V, 230 AH) war weggesprengt und auch die eigentlich sehr stabile Batteriebox war aufgesprengt.
Das Ladegerät ist ok. Ich habe auf Mastervolt AGM Batterien umgerüstet und mache das Ladegerät jetzt immer aus wenn ich nach Hause fahre.

Viele Grüße Achim

[coffeemuc]

Zitat von Fjoe

Es bedarf eines Zündfunkens. Wo kommt der her?

Weitere Möglichkeit: Wackelkontakt an Stecker/Verschraubung und daraus folgende Funkenbildung.

Entgegen landläufiger Meldung braucht es auch nicht viel (Volumen) Knallgas damit das ordentlich rumst.

[Lippi]

Ich hatte voriges Jahr glaube .. den Fall, Batterie geladen ... alles gut. Dann komische Spannungsschwankungen...
Nach einiger Suche festgestellt, dass es IN der Batterie bruzelt ! Gaaanz schnell neue verbaut

[Walmrath]

Vielen Dank für Eure Tipps!

Ich werde das Mastervolt Gerät mal checken
und die Batterien wohl ersetzen.
Einen schönen Abend wünscht Euch,

Klaus Walmrath

[Sealord37]

Sowas hatte ich zum Glück noch nie, nur Batterien, die einfach nachgelassen haben. Aber das sowas passieren kann, hab ich dieses Jahr die Batterien nach vorne verlegt. Belüftung ist in der Kabine zwar auch eher mäßig, aber in unmittelbarer Nähe zu 50l Sprit wollte ich nicht mehr. Landanschluss hab ich nicht und geladen wird, außer vom Motor, mittel Trennrelais erst Starter, dann Verbraucher, über ein kleines Solarpaneel mit Peco Regler. Um auf Nummer sicher zu gehen hab ich dieses jetzt aber hinter einem Schalter geklemmt, sodass ich das komplett trennen kann, wenn der Kahn im Hafen steht.

[Desertbyte]

Frage in Runde: Würde man eine derartige Gefahr eigentlich über einen Temperatursensor an der Batterie begegnen können? Viele Ladegeräte haben ja Anschlüsse für Temperaturführen/Temperaturkompensation.

Also am Ende: Wird die Batterie, wenn sie derart am Ende ist, um soviel heißer das man da via Temperaturschalter die Notbremse ziehen könnte?

...oder via Temperatursensor der direkt mit dem Ladegerät verbunden ist?

[Totti-Amun]

... und was bewirkt ein Temp-Sensor an einer Batteriebank...?...

Grüße

Totti

[Thomas69]

Solche Probleme treten verstärkt auf wenn das potente Hauptladegerät auch zur Überwinterung/Lagerung eingesetzt wird. Die eigentlich erwünschten hohen Ladeströme (Beispiel 70A unser Victron MultiPlus) sind bei einem Zellenkurzschluß eine potente Energiequelle für die dann einsetzende Elektrolyse/Knallgasbildung.

Ein "Trickle Charger" stellt wesentlich weniger Energie zur Verfügung und reicht zur Ladeerhaltung völlig aus. Damit ist die Gefahr erheblich geringer. Oder überhaupt kein Ladegerät dran.....

Auch AGM Batterien sind davor nicht gefeit auch wenn ein Zellenkurzschluß da erheblich unwahrscheinlicher ist.

LFP Akkus haben mit dem BMS ihren Wächter "on-board".

[Thomas69]

Zitat von Desertbyte

Frage in Runde: Würde man eine derartige Gefahr eigentlich über einen Temperatursensor an der Batterie begegnen können? Viele Ladegeräte haben ja Anschlüsse für Temperaturführen/Temperaturkompensation.

Also am Ende: Wird die Batterie, wenn sie derart am Ende ist, um soviel heißer das man da via Temperaturschalter die Notbremse ziehen könnte?

...oder via Temperatursensor der direkt mit dem Ladegerät verbunden ist?

Der Temperatursensor an Akkus/ Ladegeräten soll lediglich der Spannungsführung dienen. Die Ladeendspannung von Bleiakkus ändert sich mit ihrer Temperatur. Um das Maximum an Kapazität und Lebensdauer rauszuholen sind diese Sensoren sinnvoll, aber nicht zur Überwachung auf z.B. Zellenkurzschluß.

Beim Zellenkurzschluß sinkt die Klemmenspannung am Akku ab, was das Ladegerät zur Lieferung von mehr Strom nötigt. Dieser Strom wird aber ganz überwiegend in der Elektrolyse/Knallgasbildung umgesetzt und nur relativ wenig in Wärme.

JA, eine defekte Batterie kann durch ihre Wärmeentwicklung gefunden werden, aber nur relativ zur Temperatur der anderen rundum. Woher soll der Sensor/die Auswerteelektronik denn wissen was "normal" ist? Sonst würde die ja beim ganz normalen Betrieb und Motorraumtemperaturen von z.B. 50°C schon abschalten....

Für den reinen Winter/Lagerbetrieb könnte man das darstellen: Messung der Umgebungstemperatur und der EINZELNEN Akkublöcke. Wenn da einer aus der Reihe tanzt ist wohl etwas im Argen....

[Tinduck]

Blei/Säure Batterien sind denkbar ungeeignet für eine Versorger-Batteriebank und sollten auch nur belüftet eingebaut werden. In Womos muss dann z. B. ein Entlüftungsschlauch von jeder Batterie nach draussen gelegt werden, um Knallgasansammlungen zu vermeiden. Kann man bei einem Boot kaum lösen.

Nimm als Ersatz Gelbatterien (die bekommen normalerweise keine Zellenschlüsse und brauchen auch keine Entlüftung) oder LiFePOs (sind durch ihr BMS abgesichert gegen sowas). Und auf jeden Fall das Ladegerät korrekt auf die Spec der Batterien einstellen.

bis denn,

Uwe

[FDSHD]

Bei einem Freund hats auch in der Winterpause die Batterie gesprengt. Drei Batterien waren in Parallelschaltung für zwei Wochen an ein 5A Ladegerät angeschlossen.

Solche Explosionen werden hauptsächlich durch drei Zustände verursacht:

1. Bruch der internen Verbindungsbrücken, die die Platten gleicher Polarität einer Zelle verbinden. Bei Stromfluss entstehen dann Funken, die oberhalb des Säurestands im Knallgas liegen können. Selbiges kann auch die Verbindung zwischen zwei Zellen passieren. Hab ich bei einer Autobatterie so nachvollzogen. Dieses Fehlerbild zeigt sich daran, dass eine Batterie ganz normal funktioniert und dann von jetzt auf gleich komplett ausfällt. Ladeversuche sollten unterlassen werden.

2. Zu niedriger Säurestand in Verbindung mit Plattenschlüssen. Bei direkter Parallelschaltung von Batterien fließen dann hohe Ausgleichströme, was zu entsprechenden Funken innerhalb der defekten Zelle führt. Das war hier die Ursache. Dieses Fehlerbild zeigt sich daran, dass eine Batterie noch grundsätzlich funktioniert, aber nur noch 10 statt 12V hat. Beim Laden liegt die Ladeschlußspannung auch entsprechend niedriger, manchmal sind zischende/spratzelnde Geräusche von den internen Funken an der Kontaktstelle hörbar.

3. Externe Zündquellen oder Funken in Verbindung mit schlechter Belüftung und gasenden Batterien, was hauptsächlich bei Überladung vorkommt. Bei Normalbetrieb ist die erzeugte Knallgasmenge gering

Im Prinzip sind Nassbatterien hier sehr gutmütig, solange der Säurestand nicht zu niedrig ist. Funken innerhalb der Säure sind i.d.R. unproblematisch. Leider sind heutige Batterien fast auschließlich wartungsfrei, so dass der Säurestand unbekannt ist.

Wichtig ist den betroffenen Bereich großflächig mit einer Natron/Wasserlösung zu neutralisieren und dann alles gut abzuspülen. Diese Schwefelsäure ist ausgesprochen lästig und führt zu gravierenden Langzeitschädern. Haben betroffene Textilien 3x hintereinander in die Waschmaschine und trotzdem gab es Löcher, die noch wochenlang größer wurden. Schwefelsäure verdunstet nicht, ist hygroskopisch und wirkt jahrelang.

[uli07]

Zitat von Tinduck

Blei/Säure Batterien sind denkbar ungeeignet für eine Versorger-Batteriebank und sollten auch nur belüftet eingebaut werden. In Womos muss dann z. B. ein Entlüftungsschlauch von jeder Batterie nach draussen gelegt werden, um Knallgasansammlungen zu vermeiden. Kann man bei einem Boot kaum lösen.



Uwe

Das ist aber ein wenig übertrieben und wieso ist auf Booten eine Entlüftung schwierig? Gibt es auf Booten serienmäßig keine Ent- und Belüftung für den Motorraum?
Kann natürlich auch an den Dauerladern und Einpackkünstler liegen wobei wir dann wieder bei den Schraubern sind die halt nur Bleistifte anspitzen können. Jetzt weiß ich auch warum so viele auf ihren Booten/Schiffen Goldhamster mit Laufrad hatten als es noch keine Gel/Agm Batterien gab.

[FDSHD]

Grobe Betrachtungen zur Sicherheitsbewertung zeigen:

Nehmen wir eine 100Ah Bleibatterie, bei die mit 80Ah geladen wird, z.B. mit 20A Ladestrom über 4h. Bei 80Ah entstehen 34L Knallgas, welches 22L Wasserstoff enthält. Eine je nach Batterietyp mehr oder weniger vorhandene Rekombination von Knallgas zu Wasser vernachlässigen wir im Sinne einer worst-case Betrachtung. Die untere Zündgrenze sind 4%. Das heißt, dass 550L Luft ausreichend sind, den Wasserstoff so zu verdünnen, dass nichts passiert. Jeder Motorraum dürfte deutlich mehr als dieses Volumen an Luft enthalten.

Ein Verbrennungsmotor benötigt schon im Leerlauf ungefähr 1 Liter Kraftstoff pro Stunde, mit stöchiometrischem Verhältnis werden dazu 14,7kg Luft benötigt. Bei einer Dichte von 1,3kg/m^2 zieht der Motor pro Stunde 11m^3 Luft durch den Motoorraum. In 4h Ladezeit wären das 44m^3. Das sind fast zwei Größenordnungen mehr als die oben genannten 550L. Im Motorraum ist die Unterbrindung von Bleiakkus also unproblematisch, weil der laufende Motor derart viel Luft durch den Motorraum zieht, dass eine Anreicherung von Wasserstoff schon im Keim erstickt wird. Das gilt auch, wenn die Batterie z.B. wegen eines defekten Ladereglers überladen wird.

Bei stehendem Motor und einer sehr kräftigen Solaranlage fehlt die aktive Durchlüftung. Wasserstoff ist aber weitaus leichter als Luft und wenn der Einbauort der Batterie nicht wirklich luftdicht ist, wird sich auch dort ein ausreichender Luftaustausch einstellen. Alleine die leichten atmosphärischen Luftdruckschwankungen der Umgebungsluft sorgen für einen Austausch. In einem PKW lässt sich mit geschlossenen Fenstern übernachten, ohne zu ersticken.

In der Praxis explodieren Bleibatterien durch interne Fehler -meist zu geringer Säurestand in Verbindung mit Plattenschluss oder gebrochenen Brücken- und nicht durch Einbau an einem falschen Ort. Es müsste schon ein Feuerzeug oder ein funkendes Starthilfekabel direkt an eine Batterie gehalten werden, um eine Explosion zu verursachen. Das zeigt sich auch daran, dass in den üblichen Fällen immer nur die Batterie explodiert ist und nicht etwa das ganze Boot, wie es z.B. bei ausgelaufenem Benzin oder Defekten an der Gasanlage der Fall ist.

Obige Betrachtung soll keine Anleitung für unsichere Experimente sein, aber die Risiken des Einbauorts werden gemeinhin überschätzt.

Deutlichen Sicherheitsgewinn bringt in Bordnetzen mit mehreren parallel betriebenen Batterien ein Batteriekoppler. Der verhindert, dass intakte Batterien massive Ströme in Batterien mit Zellschluss "hineindrücken" und so zur Havarie führen.

Bei starkem Seegang oder hohen Ladeströmen können kleine Mengen an Säure aus den Entlüftungen austreten, daher ist es kein Fehler, einen 4mm Entlüftungsschlauch an der Batterie anzuschließen und in den Außenbereich zu legen. Anschlüsse hierfür sind an den Batterien ja im Normalfall vorgesehen.

[uli07]

Da jeder Batteriehersteller vorgibt das eine Bleibatterie mit max. 10% der Kapazität zu laden ist das was du als Beispiel aufzeigst schon grob fahrlässig.

[FDSHD]

Ist eine worst-case Betrachtung gedacht, um mal die Maßstäbe zu sehen und sicher nicht auf wenige % genau.

Die Laderegler der Lichtmaschine regeln nur die Spannung ein, wobei der Zustand der Batterie und der Innenwiderstand der Verkabelung darüber entscheiden, wie viel Ladestrom tatsächlich fließt. Zumindest solange, wie die Leistungsfähigkeit der Lichtmaschine nicht überschritten ist (magnetische Auslegung/Drehzahl).

Bei teilentladener Batterie fließen anfangs gerne auch mal 40A, die dann aber auf unter 10A absinken. Bei voller Batterie sind es 1...3A.