Die Starterbatterie. Grundlagen und Wissenswertes. Einführung

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1 Grundlagen und Wissenswertes Einführung In Kraftfahrzeugen handelt es sich bei der Autobatterie, bzw. Starterbatterie um einen Akkumulator. Er liefert im Hauptzweck kurzfristig eine hohe elektrische Leistung für den Anlasser und besteht bei einem PKW i.d.r. aus sechs Zellen in Reihenschaltung mit insgesamt 12 Volt Gleichspannung. Jede Zelle besteht aus positiven und negativen Hartblei-Gitterplatten. Die positive Platte enthält Bleidioxid, die Negative reines Blei. Dazwischen ist ein Separator, der die Platten voneinander trennt aber das Elektrolyt passieren lässt. Als Elektrolyt kommt z.b. Schwefelsäure oder Gel zum Einsatz. Im Innern der Batterie finden chemische Prozesse statt, wodurch Energie aufgenommen und im Rahmen der Kapazität gespeichert wird. Bei der Stromabgabe wird chemische in elektrische Energie, beim Ladevorgang elektrische in chemische Energie umgewandelt. Blei-Säure-Batterien geben dabei Gase ab. Starterbatterien haben zwei Anschlusspole, die unterschiedlich angeordnet sein können. Die Pole haben unterschiedliche Durchmesser (Minus ist kleiner) um ein falsches anschließen zu Verhindern. Der Minuspol wird auch Masse genannt, da in KFZ i.d.r. (aus Kostengründen) der Minuspol mit der Fahrzeugkaroserie verbunden ist. Die Lichtmaschine eines Fahrzeugs; meist durch den Motor über Keilriemen angetrieben; versorgt i.d.r. schon ab Leerlaufdrehzahl das Bordnetz und lädt ständig die Batterie auf. Ein Regler schützt bei höheren Drehzahlen vor zu hohen Spannungen und regelt auf Werte zwischen 13,7V und 14,5V runter. Der Anlasser benötigt kurzfristig zum Durchdrehen des Motors wenige 100A (warmer Motor) bis zu 1000A. 4x4.de Seite: 1

2 Damit die elektrische Spannung beim Startvorgang nicht absinkt, haben Starterbatterien vom technischen Aufbau her einen geringen elektrischen Wiederstand. Chemische Vorgänge im Inneren der Batterie führen zur Selbstentladung, auch wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. Eine Starterbatterie kann täglich 0,5 % Ihrer Ladung verlieren und über eine längere Zeit zu einem Standschaden führen. Hohe Temperaturen, Beschädigungen oder Verschmutzungen am Deckel/den Polen verstärken die Selbstentladung. Für die fachgerechte Entsorgung wurde in Deutschland ein Pfandsystem eingeführt. Alt-Batterien kann man beim Hersteller und in den Verkaufsstellen unentgeltlich abgeben, bei Recyclinghöfen oder Schadstoffmobilen kostenpflichtig entsorgen. Test der Batterie Mit einem Multimeter kann eine Starterbatterie überprüft werden. Die Batterie sollte mind. Eine Stunde vor der Messung nicht belastet oder geladen worden sein. Minuskabel abklemmen, Messgerät anklemmen. Spannungsmessung mehrfach durchführen! Zeigt das Messgerät über 12V Ruhespannung an, liegt schon einmal kein Zellenschluss vor. Ein Wert über 12,6V zeigt 100% Aufladung an, unter 12,5V etwa 75% und 12,3 ca. 50%. Nach Wartung und Aufladung sollte die Spannung 12,5V erreichen, andernfalls Batterie erneuern! Ein Belastungstest kann durchgeführt werden, indem für 15 Sekunden ein Verbraucher mit halber Kaltstartleistung angelegt wird. Danach sofort die Spannung messen. Bei einem Wert unter 9,6V die Batterie ersetzen! 4x4.de Seite: 2

3 Säure-Batterie Das Elektrolyt besteht aus Schwefelsäure und destilliertem Wasser. Der Flüssigkeitsstand muss kontrolliert werden, nur destilliertes Wasser auffüllen! Mit einem Säureheber kann die Dichte der Zellen geprüft werden. Sie sollte bei aufgeladener Batterie mind. 1,24kg/dm³ (kg/l) betragen und die Werte der einzelnen Zellen nicht mehr als 0,03 voneinander abweichen. Beispiel für einen Säureprüfer / Säureheber / Dichtemesser 4x4.de Seite: 3

4 Säure-Batterien geben Gase ab und Knallgas kann gebildet werden! Bei Modellen mit Entlüftungsschlauch, den Schlauch nicht knicken oder entfernen. Bei einer Entlüftungsöffnung im Deckel darf diese nicht verstopft sein. Bei Neigung oder Beschädigung kann Säure austreten. Sicherheitshinweise beachten! Gefahrenhinweise beim Umgang mit Säurebatterien -Feuer, offenes Licht, Rauchen und Funken verboten -Funkenbildung durch elektrostatische Entladung oder Kurzschluss vermeiden (kein Werkzeug auf der Batterie ablegen!) -Vor dem Aus- und Einbau alle Verbraucher ausschalten Motor abstellen um Funkenbildung zu vermeiden -Schutzbrille und Handschuhe benutzen, Verätzungsgefahr! -Batterie nicht kippen -Ladegeräte erst anschliessen, dann einschalten. Erst ausschalten, dann abklemmen. -Explosionsgefahr! (Knallgas) VRLA -Batterie (MF) VRLA-Batterien haben ein festes Elektrolyt und sind wartungsfrei (MF). Es muss also kein destilliertes Wasser nachgefüllt werden. Bei zu starker Aufladung wird Gas aus einem Ventil abgegeben, was auf Dauer zur Verringerung der Kapazität und Lebensdauer führt. 4x4.de Seite: 4

5 Hydrometer / magisches Auge Bei Draufsicht ist durch die erkennbare Farbe der ungefähre Ladezustand ersichtlich. EFB-Batterie Hohe Zyklenfestigkeit und damit Lebensdauer durch Polyester-Scrim mit geringem Innenwiderstand. Für Start-Stopp-Systeme entwickelt. Längere Lebensdauer. AGM-Batterie Durch Mikroglasfasermatten sehr geringer Innenwiderstand. Für Start-Stopp-Systeme mit Rekuperationstechnik geeignet. Anfällig für hohe Temperaturen, keine Auslaufgefahr, sehr lange Lebensdauer, hoher Preis. Gel-Batterie Elektrolyt mit Kieselsäure zu einem Gel eingedickt. Für zyklische Anwendungen und Dauerbetrieb konzipiert. Verkraftet Tiefentladung, lange Lebensdauer, niedrige Selbstentladung, Lageunabhängig, hoher Preis. 4x4.de Seite: 5

6 Noch einige Tipps: Wenige Dinge reichen zur Wartung / Pflege einer Starterbatterie -Bei niedrigen Temperaturen steigt der Innenwiederstand der Batterie an und verursacht unter Last einen Spannungsabfall, womit die Kapazität sinkt. Vor dem Winter also Batterie prüfen, ggfls. Aufladen und Isolierung einbauen. Beispiel einer Isolierung 4x4.de Seite: 6

7 -Der Ladestrom sollte ein Zehntel der Batteriekapazität in A nicht übersteigen (z.b. 4A bei 40Ah). Schnellladung nur bis 70% der Batteriekapazität durchführen, danach mit geringen Ladeströmen weiterladen um Gitterkorrosion zu vermeiden. Am besten automatisch regelnde Ladegeräte verwenden. Beispiele von Ladegeräten (keine Wertung oder Empfehlung) -Pluspol isolierend abdecken um einen Kurzschluss zu vermeiden. -Batterien nur vollgeladen längere Zeit stehen lassen, da sonst die Gefahr von Sulfatierung besteht. -Ungeladene Batterien nicht Minusgraden aussetzen, da Sie sonst einfrieren können.(entsorgung!) -Bei Starthilfe erst die Pluspole verbinden, zuerst das Hilfebrauchende und dann das Hilfegebende. Dann den Minuspol des Gebenden und zuletzt den Minuspol des Brauchenden. Nach der Starthilfe zuerst das Minuskabel entfernen. -Batteriepole einfetten um Übergangswiederstände zu verringern (Korrosion). Batterieklemmen nur gewaltfrei aufstecken um Beschädigungen zu vermeiden. -Immer zuerst den Minuspol ab- und den Pluspol anklemmen. -Beim Frontera A wird ein Werkzeug Größe 10 für die Polklemmen und den Batteriehalter benötigt. 4x4.de Seite: 7

8 Kennzeichnung Bezeichnungen älterer Batterien: Beispiel: 12V 74Ah 680A (EN) Bedeutung: Nennspannung 12 Volt, Nennkapazität 74Ah, Kaltstartstrom nach Norm EN 680 Ampere 4x4.de Seite: 8

9 ETN Nummer Die 9 Stellen sind in 3 Gruppen mit A,B und C unterteilt. Diese Kodierung beinhaltet den Kaltstartstrom, Bauform, Nennspannung, Kapazität, sowie Lage des Plus- und Minuspols Gruppe A (Ziffern 1,2 und 3) Ziffer 1: Nennspannung in Volt 1. Ziffer: 0 = 6 Volt, 1-99 Ah 1. Ziffer: 1-4 = 6 Volt, Ah 1. Ziffer:5 = 12 Volt, 1-99 Ah 1. Ziffer:6 = 12 Volt, Ah 1. Ziffer:7 = 12 Volt, Ah 1. Ziffer: 8/9 = Sonderstellung Ziffer 2 und 3: Kapazität in Amperestunden bei 20 Stunden Entladung Beispiel: 595=> 12Volt / 95 Ah,665 => 12 V / 165 Ah Gruppe B (Ziffern 4,5 und 6) Ziffer 4,5,6: Ziffer 4: 0 (Akku wurde schon mit DIN-Nummer registriert) Ziffer 4: 1 (Neuregistrierung ohne DIN-Nummer) Ziffer 4: 9 (wartungsfreie Batterie mit Elektrolyt welches festgelegt ist) Ziffer 5 und 6: Ableitung aus DIN, Angaben wie Rüttelfestigkeit, Bodenleisten, Bauform, Schaltung, Zyklenfestigkeit, Anordnung der Pole, etc. Beispiel: 402 =>Wurde schon nach DIN registriert, DIN Codierung Gruppe C (Ziffern 7,8 und 9) Ziffer 7,8,9: Kälteprüfstrom nach EN, 10 Prozent des Stromes in Ampere (also der Wert wird mit 10 multipliziert.) Beispiel: 080 => 10x 80= 800A 4x4.de Seite: 9

10 Glossar / Begriffserklärung -Batteriegröße, BCI und Gewicht: Maximale Abmessungen für einen Pkw sind (H B L) 190 mm 175 mm 393 mm bei einem Gewicht bis 30kg. -Bordspannung: Die Betriebsspannung der Fahrzeugelektrik. Bei laufendem Motor gleich der Ladespannung, bei ausgeschaltetem Motor gleich der Batteriespannung. -Kaltstartstrom, CCA / Kälteprüfstrom: Der maximale Strom, den die Batterie bei einer bestimmten Temperatur für eine bestimmte Zeit liefern kann, wobei die Spannung einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf. In A (Ampere) je höher der Wert, umso besser das Kaltstartverhalten. Aber aufpassen, Wichtig ist die Angabe DIN, EN oder SAE, da bei diesen Normen unterschiedliche Werte zugrunde gelegt werden. 400A CCA nach DIN bedeutet eine bessere Leistung als 400A nach EN! -Nennkapazität: Q in Amperestunden (Ah). Berechnete Entladezeit bei einer festgelegten Temperatur und einem Durchschnittsstromfluss. Je Größer, je besser. -Nennspannung: z.b. 6V oder 12 Volt, ist nicht mit der Bordspannung identisch! -Reservekapazität, RCM / RC: Tatsächliche Kapazität der Batterie. Die Ladungsmenge bei einer Belastung von 25 A bis zum erreichen von 10,5V. -Selbstentladung: Entladung der Batterie durch Chemische Vorgänge, auch ohne Verbraucher. -Startstrom, MCA / CA: Der maximale Strom in Ampere (A), den die Batterie bei 0 C für 30 Sekunden leisten kann. -Warmstartstrom, HCA: Der maximale Strom in A bei 26 C für 30 Sekunden und bis minimal 7,2V. 4x4.de Seite: 10