SammysHP

Über die Jahre haben sich bei mir diverse Taschenlampen (und andere Geräte) angesammelt und mit ihnen etliche Li-Ion und NiMH-Akkus verschiedener Größe. Vor einem längeren Ausflug müssen daher viele Akkus geladen werden und zur Lagerung wird eine Spannung um 3,6 V empfohlen.

Das XTAR VC8S ist ein Kombiladegerät mit acht Schächten, das sowohl Li-Ion als auch NiMH laden kann. Es verfügt ebenfalls über ein paar Analysefunktionen und kann Akkus auf die korrekte Lagerspannung bringen. Versorgt wird es über USB-C. Doch wie schlägt es sich in der Praxis?

Vorwort zu den Messungen

An dieser Stelle möchte ich explizit darauf hinweisen, dass ich nicht die Möglichkeit habe, detaillierte Labormessungen durchzuführen. Die Elektrotechnik ist lediglich eines meiner Hobbys, wodurch mir diverse Messgeräte zur Verfügung stehen, mit denen man den einen oder anderen Einblick in die Funktionsweise bekommen kann.

So habe ich für viele Messungen in diesem Review lediglich zwei einfache Multimeter mit Bluetooth-Schnittstelle verwendet. Eines zur Spannungsmessung, das andere zur Strommessung über einen Shunt (wiederum mit den vorhandenen Materialien – zwei parallelen 0,1 Ω 10 W Lastwiderständen). Zudem sind die hier gezeigten Messungen lediglich als Stichproben zu verstehen.

Übersicht und Spezifikationen

Bei meinem Exemplar handelt es sich um ein Vorserienmodell, welches mir ohne Produktverpackung geschickt wurde. Auch die gedruckte Anleitung war noch nicht fertig und wurde mir als PDF zur Verfügung gestellt. Für den Test habe ich von XTAR ein 45 W USB-PD-Netzteil bekommen, welches normalerweise separat erhältlich ist.

Das Gehäuse macht einen sehr robusten Eindruck. Auch mit Kraft verbiegt sich hier nichts. Mit acht Schächten ist es bei einer Größe von 210 × 152 × 39 mm und einem Gewicht von 455 g selbstverständlich kein kompaktes Reiseladegerät mehr.

Auf der Rückseite befindet sich ein USB-C Anschluss zur Stromversorgung. Zwar funktioniert das Ladegerät (eingeschränkt) auch mit normalen 5 V Netzteilen, empfohlen wird aber ein 45 W USB-PD Netzteil. Nur so steht der maximale Ladestrom zur Verfügung.

Netzteil	Maximaler Ladestrom
5 V / 2 A (10 W)	1x 2000 mA 2x 1000 mA 4x 500 mA 8x 250 mA
9 V / 2 A (18 W)	1x 3000 mA 2x 2000 mA 4x 1000 mA 8x 500 mA
15 V / 3 A (45 W)	2x 3000 mA 4x 2000 mA 8x 1000 mA

Um den maximalen Ladestrom (beispielsweise 2x 3 A) zu erreichen, müssen die Akkus zwischen den beiden Hälften verteilt werden (also ein Akku in Schacht 1 – 4 und ein Akku in Schacht 5 – 8). Werden Akkus entfernt, steigt der maximal verfügbare Ladestrom für die anderen benutzten Schächte wieder an.

Neun Gummifüße auf der Unterseite sollen für einen zuverlässigen und rutschfesten Stand sorgen. Bei meinem Exemplar hat es allerdings dazu geführt, dass sich das Ladegerät um seine Mitte gedreht hat. Lösen konnte ich dieses Problem durch das Entfernen des mittleren Gummifußes.

Die Ladekontakte haben auf beiden Seiten kleine Erhebungen, um den Kontakt zu den Akkus zu verbessern. Dies stellt nach meiner Kenntnis eine Verbesserung zum Vorgänger des Ladegeräts dar. Auch beim XTAR VC4SL musste ich bei kleinen Akkus noch etwas improvisieren. Beim VC8S passen die Akkus hingegen problemlos.

Durch die gefederten Schlitten sind die Schächte mit Akkus von 30 bis 80 mm Länge kompatibel. Dies deckt so ziemlich alle gängigen Li-Ion und NiMH-Rundzellen ab. Konkret werden folgende Größen angegeben:

• Li-Ion: 10440, 14500, 14650¹, 16340, 17335², 17500, 17670¹, 18350, 18490, 18500, 18650, 18700, 20700, 21700, 22650, 25500, 26650
  ¹ Nur im Handbuch angegeben
  ² Nur auf dem Ladegerät angegeben
• NiMH: AAA, AA, A, SC, C

Möchte man alle Schächte belegen, ist spätestens bei 26650 Akkus Schluss, denn die Schächte haben eine Breite von etwa 23,8 mm. Auch wenn es vom Hersteller nicht explizit angegeben ist, passen selbst einige 26800 Akkus gerade so hinein, wenn man vorsichtig ist.

Bedienung

Vor den Ladeschächten befinden sich nebeneinander zwei Displays, darunter jeweils zwei Tasten. Die beiden Hälften sind identisch aufgebaut. Man könnte auch sagen, dass das VC8S aus zwei 4x-Ladegeräten in einem gemeinsamen Gehäuse besteht. Beide Hälften operieren unabhängig voneinander.

Ein langer Druck auf die Mode-Taste schaltet der Reihe nach durch die drei Modi des Ladegeräts:

• Laden („Cur.“)
• Kapazitätstest („Grad.“)
• Speichermodus („Store“)

Mit einem kurzen Druck auf die Mode-Taste wechselt man die Anzeige. Die verfügbaren Informationen hängen vom jeweiligen Modus ab:

• Lademodus: geladene Kapazität (Cap.) → Innenwiderstand (IR) → Ladestrom (Cur.)
• Kapazitätstest: Strom → Innenwiderstand
• Speichermodus: Strom → Innenwiderstand

Im Lademodus lässt sich über einen kurzen Druck auf die Curr-Taste der maximale Ladestrom begrenzen. Zur Auswahl des Ladestroms gehe ich in den Abschnitten zum Ladevorgang von Li-Ion und NiMH Akkus gesondert ein.

Nach 60 Sekunden Inaktivität wird die Helligkeit des Displays automatisch reduziert. Durch Drücken einer beliebigen Taste wird die Helligkeit wieder erhöht, ohne dass dabei von der Taste eine Aktion ausgeführt wird. Hält man die Curr-Taste für einige Sekunden gedrückt, schaltet sich das Display komplett aus. Ein kurzer Druck auf eine beliebige Taste schaltet es wieder ein. Auch hier gilt, dass die beiden Displays unabhängig voneinander operieren. Es ist also beispielsweise möglich, die Beleuchtung von nur einem Display abzuschalten.

Nach dem Einschalten befindet sich das Ladegerät im Lademodus ohne Strombegrenzung. Im einfachsten Fall reicht es also, das Netzteil zu verbinden und Akkus einzulegen (andersherum würde es ebenfalls funktionieren).

Alle Funktionen werden in der Bedienungsanleitung ausführlich und verständlich erklärt.

Ladevorgang Li-Ion

Üblicherweise werden Li-Ion Akkus mit dem sogenannten CC/CV-Verfahren geladen. Das bedeutet, dass anfangs mit konstantem Strom geladen wird (Constant Current), bis die Endspannung/Ladeschlussspannung erreicht ist. Anschließend wird der Strom kontinuierlich reduziert, sodass die Spannung konstant gehalten wird (Constant Voltage). Erreicht der Strom einen gewissen Grenzwert, wird der Ladevorgang beendet und es fließt kein weiterer Strom.

Legt man einen Li-Ion Akku in das XTAR VC8S, wird zuerst dessen Innenwiderstand gemessen. Auf Basis dieses Wertes entscheidet das Ladegerät, mit welchem Strom der Akku maximal geladen werden kann. Standardmäßig beginnt der Ladevorgang anschließend mit dem ermittelten maximalen Strom. Über die Curr-Taste kann der Strom manuell begrenzt werden (250, 500, 1000, 2000 und 3000 mA) – allerdings nur für jeweils vier Schächte gemeinsam. Das Ladegerät wählt dann für jeden Schacht das Minimum aus der manuellen Begrenzung und dem aus dem Innenwiderstand abgeleiteten maximalen Strom.

Der Ladevorgang sieht prinzipiell in Ordnung aus. Die Endspannung ist mit etwa 4,22 V ein wenig höher als der empfohlene Standardwert von 4,20 V, was in der Praxis aber keine große Rolle spielt. Die Terminierung erfolgt bei einem Zehntel des nominellen Ladestroms, ebenfalls ein üblicher Wert.

Auffällig ist lediglich die starke Oszillation des Stroms. Zusätzlich zu den Schwingungen nimmt der Strom mit steigender Spannung ab, bis er wieder sprunghaft ansteigt. Diese Fluktuationen sind ebenfalls in der Stromanzeige auf dem Display zu erkennen. Das sieht zwar nicht sehr schön aus, hat auf den Ladevorgang aber keine negativen Auswirkungen.

Daraufhin habe ich einen Durchlauf mit verschiedenen Strömen gemacht. Durch den ermittelten Innenwiderstand von 59 mΩ wurden vom Ladegerät maximal 2000 mA zugelassen. Hier sieht man, dass 250 und 500 mA einen glatten Stromverlauf haben und die Fluktuationen erst bei höherem Strom auftreten.

Fazit: Li-Ion Akkus werden vom XTAR VC8S problemlos geladen. Die automatische Auswahl des Ladestroms bedeutet, dass manche Akkus (hochstromfähige Akkus mit geringer Kapazität und niedrigem Innenwiderstand) möglicherweise mit zu hohem Strom geladen werden. Nicht gefährlich, aber die Lebenszeit der Akkus könnte dadurch verkürzt werden. Größte Einschränkung beim VC8S ist, dass sich der Ladestrom nur für jeweils vier Schächte gemeinsam manuell begrenzen lässt.

Ladevorgang NiMH

Bei NiMH-Akkus beginnt der Ladevorgang mit einer bis zu zehn Minuten langen Erkennungsphase bei 120 mA Ladestrom. Zu Beginn und im Anschluss wird der Innenwiderstand des Akkus gemessen. Danach erfolgt der normale Ladevorgang bei fest vorgegebenen 500 mA. Während dies für die meisten AA-Akkus deutlich langsamer als möglich ist, kann der Strom für manche kleinere AAA-Akkus etwas zu hoch sein.

In kurzen Abständen wird der Ladevorgang immer wieder unterbrochen, um die Leerlaufspannung des Akkus zu messen. Dies ist das übliche Verfahren beim Laden von NiMH-Akkus. In den Diagrammen erscheinen die Kurven daher als breite Streifen, da Spannung und Strom ständig zwischen den beiden Extremwerten wechseln.

Die Terminierung erfolgte in meinen Messungen etwas früh, sodass der Akku nicht komplett geladen wurde. Wenigstens wurden die Akkus nicht überladen. Im Anschluss findet ein Erhaltungsladen statt.

Da die Spannung inklusive des 0,05 Ω Shunts gemessen wurde (also das, was das Ladegerät sieht), sind die Spannungsschwankungen etwas größer als gewöhnlich (oder entsprechen einem Akku mit höherem Innenwiderstand). Daher habe ich die Messung ohne den Shunt wiederholt.

Legt man einen bereits (fast) vollen Akku ein, wird dies in der anfänglichen Erkennungsphase erkannt und das Laden beendet.

Fazit: Bei geringen Ansprüchen an die Ladequalität oder im Notfall kann das XTAR VC8S auch für NiMH-Akkus verwendet werden. Es macht nichts grundsätzlich falsch, ist durch den festen Ladestrom und die frühe Terminierung aber in den Möglichkeiten begrenzt.

Weitere Funktionen

Das XTAR VC8S prüft nach dem Einlegen eines Akkus automatisch dessen Innenwiderstand. Diese Information wird unter anderem dafür genutzt, den Ladestrom automatisch zu wählen. Allerdings darf man von der Messung keine hohe Genauigkeit erwarten. Dafür wäre ein aufwändigeres Messverfahren mit einer vernünftigen Vierleitermessung notwendig. Hier hat bereits der Kontakt zwischen Akku und Ladegerät einen Einfluss auf das Ergebnis.

Als Test habe ich Akkus mehrfach in jeden Schacht eingelegt und die angezeigten Werte zum Innenwiderstand notiert. Trotz der Streuung sollten die Ergebnisse ausreichend sein, um einen groben Eindruck über die Leistungsfähigkeit und Alterung der Akkus zu bekommen.

Über den Kapazitätstest lässt sich die tatsächliche Kapazität der Akkus bestimmen. Dabei werden drei Phasen durchlaufen:

1. Vollständiges Laden des Akkus mit automatischem/manuellen Ladestrom.
2. Entladen des Akkus bei einem festen Strom von 300 mA, bis die Abschaltspannung erreicht ist (bei Li-Ion etwa 2,6 V und bei NiMH etwa 1 V). Die entladene Kapazität wird am Ende auf dem Display angezeigt.
3. Nach einer kurzen Pause wird der Akku wieder vollständig mit automatischem/manuellen Ladestrom geladen.

Durch den geringen Entladestrom von nur 300 mA dauert der Test lange, insbesondere bei Akkus mit hoher Kapazität. Andererseits muss die entstehende Wärme (irgendwo muss die Energie schließlich hin) abgeführt werden. Bestückt man eine Hälfte des Ladegeräts komplett mit vier Akkus, erreicht die Vorderseite bereits 48 °C. Viel mehr wäre also gar nicht möglich.

Leider haben sich in meiner Datenaufzeichnung zwei Lücken ergeben. Bei Gelegenheit werde ich den Test wiederholen.

Schließlich gibt es noch einen Speichermodus. Li-Ion Akkus lagert man am besten bei einer Spannung von ungefähr 3,6 V an einem kühlen und trockenen Ort. Dadurch wird die Alterung der Akkus bei Nichtverwendung minimiert.

Im Speichermodus werden die Akkus entweder mit dem eingestellten Strom geladen oder fest mit 300 mA entladen, bis die Lagerspannung erreicht ist. Je nach „Richtung“ und Eigenschaft der Akkus ergeben sich leicht unterschiedliche Endspannungen. In der Praxis spielt das aber keine Rolle.

Mit NiMH-Akkus habe ich mir den Speichermodus nicht genauer angeschaut, da man diesen Akkutyp sowieso besser vollständig geladen lagert.

Getestet habe ich auch, was mit eingelegten Akkus geschieht, wenn die Stromversorgung vom Ladegerät getrennt wird. In diesem Fall werden volle Li-Ion Akkus mit etwa 500 µA entladen, NiMH Akkus mit 65 µA.

Fazit

Das XTAR VC8S eignet sich besonders, wenn man häufig viele Li-Ion Akkus auf einmal laden möchte. Acht Schächte und eine Stromversorgung über einen USB-C Anschluss mit 45 W USB PD erlauben eine komfortable Nutzung. Zusatzfunktionen wie die Innenwiderstandsmessung oder der Kapazitätstest ermöglichen eine Überprüfung der Akkus, beispielsweise deren Alterung. Mit dem Lagermodus lassen sich die Akkus auf bequeme Weise auf eine geeignete Spannung zur Lagerung bringen.

Auch NiMH-Akkus lassen sich im VC8S laden, allerdings nur mit einem festen Strom von 500 mA und etwas früher Terminierung. Für den Notfall ist es ausreichend, zum ständigen Laden von NiMH-Akkus würde ich wohl eher ein anderes Ladegerät wählen.

Etwas schade finde ich es, dass sich der Ladestrom nicht für jeden Schacht individuell einstellen lässt. Verlässt man sich auf die Automatik, werden manche Akkus mit (für meinen Geschmack) etwas zu hohem Strom geladen. Zwar kann man den maximalen Strom begrenzen, aber immer nur für vier Schächte gemeinsam.

Hier geht es zum XTAR VC8S auf der Herstellerwebseite und im XTAR Shop.