Woher die Bezeichnung kommt
Ladekennlinien für Blei-Batterien sind in der DIN 41773 beschrieben. Die Buchstaben stehen für die aufeinanderfolgenden Betriebsarten des Ladegeräts: I für eine Phase mit konstantem Strom, U für eine Phase mit konstanter Spannung. Das kleine o zwischen den beiden U bedeutet, dass das Gerät zwischen den zwei Spannungsstufen automatisch umschaltet, ohne dass jemand eingreifen muss.
IUoU beschreibt damit einen dreistufigen Ladevorgang: erst mit konstantem Strom, dann mit konstanter Spannung auf hohem Niveau, danach automatisch umgeschaltet auf eine zweite, niedrigere Spannungsstufe für die Erhaltung.
Phase 1: Die I-Phase
Das Ladegerät gibt einen konstanten Strom ab, der sich an der Kapazität der Batterie orientiert. Die Batteriespannung steigt dabei langsam an. Diese Phase bringt den größten Teil der Ladung in die Batterie, üblicherweise etwa achtzig Prozent, und sie ist die zeitlich effizienteste.
Die I-Phase endet, wenn die Batterie die sogenannte Gasungsspannung erreicht, bei geschlossenen Blei-Zellen etwa 2,4 Volt je Zelle. Ab diesem Punkt beginnt die Zersetzung des Wassers im Elektrolyten, es entsteht Wasserstoff und Sauerstoff. Deshalb wird der Strom ab hier nicht weiter aufrechterhalten.
Phase 2: Die erste U-Phase
Nun hält das Ladegerät die Spannung konstant und lässt den Strom sinken. Die Batterie nimmt nur noch so viel auf, wie sie bei dieser Spannung aufnehmen kann, und das wird mit fortschreitendem Ladezustand immer weniger. Diese Nachladephase bringt die verbleibenden Prozente ein und ist der Grund, warum die letzte Etappe einer Bleiladung überproportional viel Zeit kostet.
So unbequem das im Betrieb ist, so wichtig ist es: Eine Blei-Batterie, die regelmäßig nicht vollständig nachgeladen wird, sulfatiert und verliert dauerhaft Kapazität. Die Nachladephase ist keine Zugabe, sondern Bestandteil der Ladung.
Die Umschaltung: das kleine o
Zwischen den beiden Spannungsstufen entscheidet das Gerät selbstständig, wann die Ladung abgeschlossen ist. Als Kriterium dient meist der Ladestrom: Fällt er über eine definierte Zeit unter einen Schwellwert, gilt die Batterie als voll. Ergänzend arbeiten viele Geräte mit einer Spannungsanstiegsauswertung, mit einer Ladungsmengenbilanz oder mit einer maximalen Ladezeit als Sicherheitsabschaltung.
Genau diese Zeitüberwachung ist es, die bei alternden Batterien anschlägt: Wenn eine Batterie die Abschaltbedingung nicht mehr innerhalb der hinterlegten Zeit erreicht, meldet das Gerät eine Zeitüberschreitung. Das ist kein Gerätefehler, sondern ein Hinweis auf die Batterie.
Phase 3: Die zweite U-Phase
Nach der Umschaltung hält das Ladegerät eine deutlich niedrigere Spannung, bei geschlossenen Blei-Zellen typischerweise zwischen 2,23 und 2,27 Volt je Zelle. Diese Erhaltungsladung gleicht lediglich die Selbstentladung aus und hält die Batterie einsatzbereit, ohne sie weiter zu belasten. Sie ist der Zustand, in dem eine stationäre Batterie im Bereitschaftsparallelbetrieb den größten Teil ihres Lebens verbringt.
Bleibt das Gerät dagegen dauerhaft auf der hohen Ladespannung stehen, etwa weil die Umschaltung nicht funktioniert oder die Parametrierung falsch ist, wird die Batterie permanent überladen. Die Folgen sind Wasserverlust, Gitterkorrosion und deutlich verkürzte Lebensdauer.
Die drei Phasen im Überblick
| Phase | Verhalten des Ladegeräts | Zweck |
| I | konstanter Strom, Spannung steigt | Hauptladung, rund 80 % der Ladung |
| U | konstante Spannung, Strom fällt | Nachladung bis zur Vollladung |
| o | automatische Umschaltung | Erkennung des Ladeendes |
| U | konstante, niedrigere Spannung | Erhaltungsladung, gleicht Selbstentladung aus |
Warum die Spannungswerte so genau eingehalten werden müssen
Zwischen Über- und Unterladung liegt bei Blei nur ein schmales Fenster. Ist die Ladespannung zu hoch eingestellt, gast die Batterie stärker als nötig, verliert Wasser, erwärmt sich und die positiven Gitter korrodieren schneller. Ist sie zu niedrig, wird die Batterie nie vollständig geladen. Das nicht zurückverwandelte Bleisulfat wandelt sich mit der Zeit in eine grobkristalline, schwer rückführbare Form um, und die Kapazität sinkt dauerhaft.
Beide Fehler sehen im Alltag gleich aus: Die Batterie verliert Kapazität. Erst ein Blick auf die eingestellte Kennlinie, die tatsächlich gemessene Ladespannung und den Wasserverbrauch trennt die beiden Ursachen.
Temperaturkompensation gehört dazu
Die richtige Ladespannung hängt von der Batterietemperatur ab. Wird kalt geladen, ist eine höhere Spannung nötig, wird warm geladen, eine niedrigere. Ladegeräte für Industriebatterien gleichen das über einen Temperaturfühler aus, mit einem üblichen Kompensationswert in der Größenordnung von einigen Millivolt je Zelle und Kelvin, bezogen auf die im Datenblatt genannte Referenztemperatur.
Ein nicht angeschlossener, defekter oder überbrückter Temperaturfühler führt deshalb zu einem systematischen Fehler: Im Sommer wird überladen, im Winter unterladen. Beides kostet Lebensdauer, und beides bleibt ohne Messung lange unbemerkt.
Der Ladefaktor
Eine Blei-Batterie muss mehr Ladung aufnehmen, als ihr vorher entnommen wurde, weil ein Teil der Energie in Gasung und Wärme geht. Das Verhältnis zwischen zugeführter und entnommener Ladung heißt Ladefaktor. Bei geschlossenen Traktionsbatterien liegt er ohne besondere Maßnahmen bei etwa 1,10 bis 1,20. Mit Elektrolytumwälzung sinkt er deutlich, was Ladezeit, Wasserverbrauch und Energiekosten reduziert.
Der Ladefaktor ist damit eine der wenigen Kennzahlen, an denen sich die Qualität eines Ladeprozesses direkt ablesen lässt.
Andere Kennlinien und wo sie noch vorkommen
Ältere Ladegeräte mit Streufeldtransformator arbeiten mit einer W-Kennlinie, bei der der Strom mit steigender Batteriespannung von selbst zurückgeht. Diese Geräte sind einfach und robust, laden aber unpräzise und lange und werden im Bestand zunehmend ersetzt. Varianten wie WoW oder WoWa ergänzen eine automatische Umschaltung beziehungsweise eine zusätzliche Abschlussstufe.
IU ohne zweite Stufe wird dort eingesetzt, wo nach der Ladung ohnehin getrennt wird. IUIa und IUIU ergänzen dagegen eine zusätzliche Stromstufe am Ende, die gezielt eine Ausgleichs- oder Abschlussladung durchführt. Welche Kennlinie richtig ist, gibt die Batterie vor und nicht das Ladegerät.
Was für Lithium gilt
Lithiumbatterien werden nach dem CCCV-Verfahren geladen, also mit konstantem Strom und anschließender konstanter Spannung. Eine Erhaltungsladung im Sinne der zweiten U-Stufe gibt es nicht und sie ist auch nicht erwünscht, weil ein dauerhaftes Halten der Ladeschlussspannung die Zellen belastet. Über Start, Strom, Spannung und Ende entscheidet nicht das Ladegerät, sondern das Batteriemanagementsystem.
Deshalb ist ein Bleiladegerät mit IUoU-Kennlinie für Lithium grundsätzlich ungeeignet, auch wenn Nennspannung und Steckverbinder zufällig passen.
Wann ist ein Fachbetrieb notwendig?
Sobald nach einem Batteriewechsel Kennlinie, Spannungsklasse oder Kapazität am Ladegerät angepasst werden müssen, sobald das Gerät wiederholt Zeitüberschreitungen meldet, sobald der Wasserverbrauch auffällig steigt oder sinkt oder sobald die tatsächliche Ladespannung nicht mehr zum Sollwert passt, gehört die Prüfung in fachkundige Hände. Steurer prüft dabei Ladetechnik und Batterie gemeinsam, weil sich beide Seiten nur zusammen sinnvoll beurteilen lassen.
Regelmäßige Wartung verhindert die meisten Fälle
Alternde Akkus kündigen sich durch nachlassende Testergebnisse an – lange bevor sie als Blinkcode erscheinen. Eine jährliche Inspektion nach DIN VDE 0108-100 inklusive Langzeittest deckt diese Entwicklung frühzeitig auf. Steurer bietet Wartungsverträge für Sicherheitsbeleuchtungsanlagen an, mit Prüfprotokoll und revisionssicherer Dokumentation aus einer Hand.
FAQ
Fragen und Antworten
Bei Geräten mit Display lässt sich die aktive Kennlinie im Menü auslesen, bei einfacheren Geräten steht sie auf dem Typenschild oder ist über Codierschalter gesetzt. Verbindlich ist immer die Betriebsanleitung des konkreten Geräts, weil sich Bezeichnungen zwischen Herstellern unterscheiden.
Bei Blei sollte das die Ausnahme bleiben. Eine abgebrochene Ladung bedeutet eine unvollständige Nachladung, und regelmäßige unvollständige Ladungen führen zu Sulfatierung und Säureschichtung. Wenn der Betriebsablauf keine vollständigen Ladungen zulässt, ist das ein Argument für eine andere Technologie und nicht für eine andere Kennlinie.
Eine Ausgleichsladung ist eine verlängerte Ladung mit erhöhter Spannung, die Kapazitätsunterschiede zwischen den Zellen ausgleicht und leichte Sulfatierung zurückbildet. Sie ist bei geschlossenen Blei-Batterien in den vom Hersteller vorgegebenen Abständen sinnvoll, erhöht aber Wasserverbrauch und Gasung. Bei verschlossenen Batterien ist sie nur nach ausdrücklicher Herstellerfreigabe zulässig.
Steigende Ladezeiten bei gleichem Einsatzprofil sind ein belastbarer Hinweis auf nachlassende Kapazität oder auf einen erhöhten Übergangswiderstand in Steckverbindern und Leitungen. Beides lässt sich messen. Eine Kapazitätsprüfung schafft in diesem Fall Klarheit.
Kurzfristig nimmt die Batterie schneller auf, dauerhaft zahlt sie das mit Wasserverlust, Erwärmung und Korrosion. Die Ladespannung ist keine Einstellgröße für den Betriebsablauf, sondern eine Vorgabe des Batterieherstellers.
