Einleitung. Batterie allgemein. Selbstentladung und Lebensdauer. Starterbatterie allgemein. Aufbau und innere Schaltung.

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1 Einleitung Starterbatterie allgemein Wenn zwei aus unterschiedlich leitendem Material bestehende Elektroden in eine leitende Flüssigkeit (Elektrolyt) getaucht werden, kann man zwischen den beiden Elektroden eine elektrische Spannung messen. Diese Leerlaufspannung (Spannung ohne angeschlossenen Verbraucher) ist abhängig vom Elektroden- und Elektrolytmaterial. Aufbau und innere Schaltung Batterie bedeutet Zusammenschluss gleichartiger Elemente. Bei einer 12 V Batterie sind 6 Zellen zu je 2 V zusammengeschlossen. Ein Element (Galvanoelement) besteht im Minimum aus einer positiven und einer negativen Platte sowie einem Elektrolyten. Ladezustand Elektrolytdichte messen mit Aräometer oder Refraktometer: Geladen ca. 1,28 kg/dm 3 Entladen ca. 1,10 kg/dm 3 Spannungsmessung ohne Belastung: Geladen ca. 2,1 V pro Zelle = 12,6 V Entladen ca. 1,9 V pro Zelle = 11,4 V Spannungsmessung unter Belastung: Stoßbelastung: Vor der Ladung gibt sie Auskunft über die Startfähigkeit, nach der Ladung gibt sie Auskunft über den Plattenzustand. Selbstentladung und Lebensdauer Chemische Reaktionen an den positiven und negativen Platten verursachen einen Kapazitätsverlust beim Lagern der Batterie ohne Stromentnahme (Lagerbatterien). Verunreinigungen des Elektrolyts, Kriechströme über leitende Verschmutzungen der Batterie sowie hohe Temperaturen beschleunigen die Selbstentladung. Die Lebensdauer einer Batterie wird im Prinzip durch die Zahl der Ladungen und Entladungen, die sie über sich ergehen lassen muss, bestimmt. Sowohl zu hohe als auch zu niedrige Säurekonzentration verkürzen die Lebensdauer stark. Im Weiteren ist u. a. die Regelung des Ladestroms entscheidend. Dauernde Überladung führt zu einer unzulässigen Erhöhung der Säuredichte und Säuretemperatur. Zu schwache Ladung bewirkt Sulfatieren der Platten. In beiden Fällen wird die Lebensdauer verkürzt. Wichtig sind weiter eine gute Befestigung im Fahrzeug, saubere Anschlusspole und ein korrektes Elektrolytniveau. Bei guten Betriebsbedingungen und guter Pflege ist bei einer säuregefüllten Starterbatterie mit einer Lebensdauer von 5 bis 8 Jahren und mehr zu rechnen. 8 b Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006

2 Bauarten von Starterbatterien Wartungsfrei nach DIN/EN Die Bleigitter haben reduzierten Antimongehalt (Sb) (2-3 %) und sind u. a. mit Selen (Se) legiert. Destilliertes Wasser auffüllen ist jederzeit möglich. Der Zyklenbetrieb funktioniert problemlos. Die Selbstentladung liegt bei ca. 0,15 % pro Tag. Bei zu hohem Elektrolytniveau kann Säure austreten und Korrosionsschäden verursachen. Wartungsfrei nach US-Norm Die Bleigitter sind mit Calcium/Zinn (CaSn) legiert. Diese Batterien sind meist ganz verschlossen und haben einen extrem niedrigen Wasserverbrauch. Sie sind empfindlich bei falschen (zu hohen) Ladeströmen. Die Selbstentladung liegt unter ca. 0,1 % pro Tag. AGM-Vlies-Batterien (Absorbed Glass Matt) AGM-Vlies-Batterien haben die gleiche elektrochemische Grundreaktion wie konventionelle Bleibatterien. Der Elektrolyt ist in einem porösen Glasfaservlies aufgesaugt (gebunden). Diese Batterien sind ganz verschlossen und werden mit einem Überdruckventil versehen. Zwischen dem Elektrolyt und den Platten besteht ein gasartiger Kontakt. Wird bei der Ladung Sauerstoff (O 2 ) frei, so kann er durch den säurehaltigen Separator hindurch mit der negativen Platte rekombinieren (interne Sauerstoff- Rekombination). Daher weisen AGM-Vlies-Batterien nahezu keinen Wasserverlust auf und sind sehr viel zyklenfester gegenüber Akkumulatoren mit freiem Elektrolyt. Zum Laden sollte ein spannungsgeregeltes Ladegerät verwendet werden. Äußerliche Unterscheidungsmerkmale zu herkömmlichen Batterien sind: Gehäusefarbe schwarz Aufschrift VRLA-Batterie Nicht abnehmbare Abdeckungen Keine Säurestandsmarkierungen Keine Schraubverschlussstopfen Einleitung Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006 b 9

3 Einleitung Aufbau AGM-Vlies-Batterie Anstelle der flüssigen Säure in einer herkömmlichen Batterie kommt ein leitendes Gewebe (Vlies) zum Einsatz. Besondere Eigenschaften: Hohe Zyklenfestigkeit (höhere Lebensdauer) Bessere Kaltstarteigenschaft Kein Säureaustritt bei Gehäusebeschädigung Bessere Tiefentladungssicherheit Absolut wartungsfrei Hinweis Seit Herbst 2000 sind Batterien mit AGM-Technik im Einsatz. P Bleigitter für positive Platte 2 Positive Platte (geladen: PbO 2 ) 3 Bleigitter für negative Platte 4 Negative Platte (geladen: Pb) 5 Negative Platte mit Vlies-Separator 6 Kompletter Plattensatz einer Zelle 7 Verstärktes Gehäuse 8 Überdruckventile 10 b Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006

4 Batterieprüfung Alter der Batterie beurteilen, danach Sichtprüfung Eventuelle Verformungen der Batterie prüfen (aufgestoßene Zellendeckel, Batteriegehäuse verformt, Korrosion der Batteriepole etc.). Batterie auf äußere Undichtigkeit prüfen. Flüssigkeitsstand der Batterie prüfen, ggf. destilliertes Wasser nachfüllen (nicht bei Vlies- Batterien (AGM)). Batterieprüfung mit Midtronics MCR 717 Nach Anklemmen des Testgeräts den Prüfschritten folgen. P Einleitung Hinweis Prüfung immer bei eingebauter und angeschlossener Batterie durchführen. Testgerät nicht am Fremdstart- oder Ladestützpunkt sondern immer direkt an die Batterie anklemmen. Nur die original Midtronics Polklemmen verwenden. Prüfvoraussetzungen: Testgerät mit Softwarestand 2.0 Zündung aus Lichtdrehschalter in Stellung 0 Radio aus Batteriespannung größer 12,4 V Gute Kontaktierung des Testgeräts an der Batterie Alle Prüfschritte und Eingaben müssen gewissenhaft durchgeführt werden, da sonst das Prüfergebnis verfälscht wird. f54.10-p a Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006 b 11

5 Einleitung Laden von Starterbatterien Batterien nur in gut belüfteten Räumen laden. Ladegerät erst nach dem Anschließen an die Pole einschalten, vor dem Abschließen ausschalten. Batterien nur mit Gleichstrom laden, als Ladestrom für das Laden wird ca. 10 % der Kapazität empfohlen. Auf sachgemäßen Anschluss der zentralen Gasableitung und des gegenüberliegenden Verschlussstopfens achten. Gasableitung auf Knickfreiheit und einwandfreien Durchgang prüfen. Lagerung von Starterbatterien Batterien nicht über einen längeren Zeitraum an einem Lagerort mit direkter Sonneneinstrahlung aufbewahren. Batterien zum Schutz vor Säureaustritt stets waagerecht lagern und beim Transport nicht kippen. Entladene oder defekte Batterien können einfrieren, deshalb frostfrei lagern. Batterien sollten nach Möglichkeit sauber und trocken gehalten werden. Batterien sollten nicht über längere Zeit ohne Nachladung gelagert werden. Wenn die Batterie längere Zeit im abgestellten Fahrzeug verbleibt, sollte die Minusklemme abgeklemmt werden. Mögliche Gefahren G54.10-Z A Achtung Beim Einbau einer neuen Batterie muss der Belüftungsschlauch inkl. Winkelstück sowie der Verschlussstopfen, entsprechend der alten Batterie, umgebaut werden. Explosionsgefahr Beim Laden von Blei-Säure-Batterien kann hochexplosives Knallgas entstehen. Besonders beim Überladen der Batterie wird dieses verstärkt produziert. Feuer, Funken, offenes Licht und Rauchen ist verboten. Verletzungsgefahr Batteriesäure enthält Schwefelsäure (H 2 SO 4 ), welche starke Verätzungen an Haut und Augen verursachen kann. Beim Hantieren mit beschädigten Blei-Säure- Batterien (Ausbau aus Unfallfahrzeug) ist aufgrund der scharfen Kanten am zerbrochenen Gehäuse und dem direkten Kontakt mit den Bleiplatten erhöhte Vorsicht geboten. Vergiftungsgefahr Beim Verschlucken von Batteriesäure ist mit Vergiftungserscheinungen wie Kopfschmerzen, Schwindel, Magenschmerzen, Atemlähmung, Bewusstlosigkeit, Erbrechen, Verätzungen und Krämpfen zu rechnen. Batteriesäurenebel verursacht Verätzungen an den Augen. Beim Einatmen treten Verätzungen an Schleimhäuten und Atemwegen auf. Aufnahme von Blei (Pb) in den Körper kann Blut, Nerven und Nieren schädigen. Außerdem gelten Bleiverbindungen als fortpflanzungsgefährdend. 12 b Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006

6 Schutzmaßnahmen/Verhaltensregeln G54.10-Z A Allgemein Geeignete Säureschutzkleidung inkl. Hand- und Arbeitsschuhen sowie mindestens Schutzbrille mit Seitenschutz, besser noch Gesichtsschutzschild tragen. Grundsätzlich vor dem Berühren des Batteriegehäuses eventuell vorhandene elektrostatische Aufladung ableiten, indem der Minuspol angefasst wird (auch mit Säureschutzhandschuh). Batterie mit Wassersprühflasche benetzen. Achtung Nach Abschluss der Arbeit eventuell noch vorhandenes Wasser (H 2 O) mit Papiertuch abwischen. Keinesfalls elektrostatisch aufladbares Textiltuch verwenden (z. B. Baumwolle)! Kein Werkzeug oder sonstige leitende Gegenstände auf der Batterie ablegen (Kurzschlussgefahr). Vor dem Aus- und Einbau von Blei-Säure-Batterien sollten alle schaltbaren Stromverbraucher sowie der Motor ausgeschaltet werden, damit eine versehentliche Funkenbildung ausgeschlossen ist. Immer zuerst den Minuspol abschließen, immer zuerst den Pluspol anschließen. Verpolung und Kurzschlüsse vermeiden. Blei-Säure-Batterien und Batteriesäure von unbefugten Personen fernhalten. Erste-Hilfe Maßnahmen Bei Augenkontakt Augen sofort mit viel Wasser (H 2 O) ausspülen. Bei Hautkontakt benetzte Kleidung ausziehen, Säurespritzer auf der Haut oder Kleidung sofort mit Säureumwandler oder Seifenlauge neutralisieren und mit viel Wasser (H 2 O) nachspülen. Beim Einatmen von Batteriesäurenebel Betroffene an die frische Luft bringen. Beim Verschlucken von Batteriesäure Betroffene reichlich Wasser (H 2 O) mit Aktivkohlezusatz trinken lassen. Einleitung Vorgenannte Schutzmaßnahmen sind auch im Umkreis von 10 m der ausgebauten Batterie zu beachten. Dies gilt auch für den Transport der Batterie. Hartes Aufsetzen und Erschütterungen der Batterie vermeiden. Beim Transport der Batterie auf einem Werkstattwagen ist darauf zu achten, dass sich der Wagen nicht elektrostatisch aufladen kann. Achtung Generell sollte nach der Ersthilfe ein medizinischer Dienst oder Arzt aufgesucht werden. Brandschutzmaßnahmen Geeignete Löschmittel: CO 2 - Löschmittel Trockenlöschmittel Achtung Erdung z. B. durch Gummi- oder Kupferband herstellen. Übersicht Batterie und Bordnetz PKW-Baureihen 2006 b 13