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Starterbatterien


Am 2012-06-03 12:51, schrieb DI Christof Prenninger:

wie kann ich feststellen, ob meine Autobatterie noch gut ist?

Meist Blei-Säuren-Batterien -TOT durch Sulfatierung

Durch Messen des Innenwidestandes der Starterbatterie mit

1) Leerlauf-Kurzschluss Methode nur für kleine Haushaltsbatterien möglich
2) Leerlauf-Last Methode für Starterbatterien geeignet
3) Last-Last Methode in der Elektronik verwendeten Methode




Innenwiderstandmessung (Leerlauf Last Methode) an einem 12V / 70Ah Akku
1. Multimeter an dem Zigarettenanzüder anschließen
2. Alle Verbraucher ausschalten dann Spannung der Batterie messen. z.B. 13,1V
3. Dann Batterie mit einem bekannten Widerstand (alle Scheinwerfer) belasten und wieder die Spannung messen.
     Wegen der Belastung bricht die Spannung der Batterie etwas zusammen.  z.B. 11,8V
4. Die Spannungsdifferenz soll nicht zu groß sein.

Beispiel 1:
Verbraucher - Licht einschalten   2 Scheinwerfer 55W (Front) und 2 Rücklichter 5W (Heck)   daher zusammen 120W

   I = 120Watt / 12V = 10Amp.
  R = (U leerlauf - U last) / I last = (13,1V - 11,8V) / 10 Amp. = 130 mOhm  (soll 20mOhm sein) daher im Winter nicht mehr funktionstüchtig
11,8V ist zu klein soll 12,45V sein
Mal angenommen die Spannung sinkt bei einer Belastung von 10A von 12,5 auf 12,1 Volt.
Das liefert  einen Innenwiderstand von 0,4V/10A = 40mOhm das ist nur im Sommer gut


Beispiel 2:
Sie besitzen einen 0,12 Ohm / 1200 Watt Lastwiderstand
12V / 0,12Ohm = 100 Amp
Auch beim starten eines Autos wird ein Strom von ca 100A benötigt. (bei Pkw-Startern ist der Anlasserstrom ca. 100Amp.)
z.B. 12V x 100A = 1,2 kW Anlasser (welche Leistung hat ihr Pkw-Anlasser)
Mal angenommen die Spannung sinkt bei einer Belastung von 100A von 12,5 auf 10,5 Volt.
Das liefert einen Innenwiderstand von Ri = 2V/100A = 20mOhm  das ist gut

Mal angenommen die Spannung sinkt beim Starten von 100A von 12,5 auf 9,5 Volt.
Das liefert einen Innenwiderstand von Ri = 3V/100A = 30mOhm  das ist noch gut


Mal angenommen die Spannung sinkt bei einer Belastung von 10A von 12,5 auf 12,1 Volt.
Das liefert einen Innenwiderstand von Ri = 0,4V/10A = 40mOhm das ist nur im Sommer gut


Ideal ist ein Zangenampere Meter der über eine Batterieleitung geklemmt wird, um die Stromaufnahme beim Starten in A zu messen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Anlasser


Eine 12 Volt Batterie mit 300 CCA sollte einen Kaltstartstrom von 300 Ampere für mindestens 30 Sekunden bereitstellen, wobei die Spannung auf minimal 7,2 Volt absinken darf. (6 Zellen x 1,2 Volt = 7,2V)
Ri = 12V - 7,2V =  4,8V / 300A = 16mOhm  gut



Der Test unter Belastung

Der Test unter Belastung ergibt wichtige Informationen über die Batterie, bestehend aus der offenen Klemmenspannung, der Klemmenspannung unter Belastung und des Innenwiderstandes.

Eine Batterie auf Bleibasis muss immer geladen sein, und die offene Klemmenspannung sollte 2.0V/Zelle oder höher sein. Wenn sie tiefer als 2.0 Volt ist, wird eine Sulfatierung aufgebaut, die das weitere Aufladen schwierig, wenn nicht unmöglich macht. Eine offene Klemmenspannung von 2.10V/Zelle zeigt an, dass die Batterie, grob geschätzt, 50% geladen ist (Wert stark Batterie-Typ abhängig).
http://batteryuniversity.com/parttwo-41-german.htm

Leerlaufspannung Ladezustand in %
12.65V / 100%
12.45V / 75%
12.24V / 50%
12.06V / 25%
< 11.89V / 0%



Innenwiderstand

Der Innenwiederstand begrenzt den maximalen Strom, den die Batterie an einen Außenwiderstand liefern kann. Der Innenwiderstand bei einem Akkumulator nimmt gegen Ende der Lebensdauer meist zu. Zwar hat der Elektrolyt gegenüber den Elektroden eine schlechte Leitfähigkeit, kompensiert dieses aber durch großen Querschnitt.

Wird die Oberfläche eines Akkus z.B. durch Sulfatierung kleiner, so steigt der Innenwiderstand.

z.B Startere-batterie 12V / 70Ah - Kälteprüfstrom (EN): ca. 660A



FORD hat ja spezielle Batterien und auch ein spezielles intelligentes Ladeverfahren darum alles nicht so leicht.
Aber wenn der Starter nicht mehr freudig dreht ist halt der Innenwiderstand zu hoch die Batterie ist alt.
Die Ladekapazität  nimmt wegen der Sulfatierung auch ab, bei einer nur mehr vorhandenen Kapazität von 60% ist die Batterie durch eine neue zu ersetzen.
12V / 70Ah Akku  hat nur mehr 42Ah

Unter Last ist bei
1,75V x 6 = 10,5V eine Batterie entladen.


2,35 x  6 =  14,1 Volt Ladespannung bei Betrieb des Autos (über Zigarettenanzünder messen) dann ist beim Auto alles in Ordnung.

Starterbatterie Leerlaufspannung


>12,8 VVoll geladen (100%),ca. 12,4 VNormal geladen (75%),ca. 12,2 VSchwach geladen (50%),ca. 11,9 VNormal entladen (25%),<10,7 VTief entladen (0%)

Autobatterien halten im Durchschnitt rund 4 Jahre. Wird die Batterie, zum Beispiel durch ständiges Fahren im Kurzstreckenbereich, stärker beansprucht, kann sie auch schon nach 3 Jahren zusammenbrechen. Bei guter Pflege hält sie auch schon einmal 6..7 Jahre.

Autobatterien, auch solche, die angeblich wartungsfrei sind, sollten Sie hin und wieder auf ihren Säurestand kontrollieren.Dazu schrauben Sie die Verschlußstopfen heraus und prüfen, ob der Säurepegel unter die durch das Einfüll-Loch sichtbare Höhenmarkierung gefallen ist. Ist das der Fall, füllen Sie mit destilliertem Wasser (bei der Tankstelle oder im Baumarkt erhältlich) auf.


Ladespannung und „Gasen“

Die Ladeschlussspannung sollte bei einer Temperatur von 15 bis 25 °C im Bereich von 13,8 bis 14,4 Volt liegen. Der Ladestrom in Ampere sollte ein Zehntel des Zahlenwertes der Batteriekapazität in Amperestunden betragen (z. B. 7 A bei einer Batterie mit einer Kapazität von 70 Ah), um eine hohe Lebensdauer zu erreichen. Bei Schnellladung sollte der Ladestrom ein Drittel des Wertes der Kapazität nicht übersteigen. In Kraftfahrzeugen regelt der Lichtmaschinenregler auf die Ladeschlussspannung (ca. 14 Volt), es fließt daher nach dem Start je nach Entladungszustand zunächst ein oft noch höherer Ladestrom.

Liegt die Ladespannung über 2,4 Volt pro Zelle (bei 12-Volt-Batterien sind das insgesamt max. 14,4 Volt), beginnt die Gitterkorrosion, die sich durch „Gasen“ bemerkbar macht. Das ist auch der Grund dafür, dass die Batterie nicht bis zur Vollladung mit hohen Strömen geladen werden kann. Ein Schnellladegerät kann eine entladene Bleibatterie sehr schnell aufladen, allerdings nur bis zu ca. 70 %, dann sollte mit geringen Ladeströmen weitergeladen werden, um Gitterkorrosion zu vermeiden. Ladegeräte und auch die KFZ-Lichmaschinenregler besitzen daher eine Spannungsbegrenzung, die bei kurzzeitigem Laden 14,4 Volt und beim Dauerladen (Notstromaggregate) 13,8 Volt nicht überschreiten soll.

Eine sogenannte Erhaltungsladung verwendet so geringe Ströme oder eine geregelte Spannung, dass die Zellenspannung 2,3 Volt (13,8 Volt bei 12V-Akku) nicht überschritten wird.

http://de.wikipedia.org/wiki/Starterbatterie


Früher wurde die Säuredichte gemessen, funktioniert nur bei neueren Battereien gut.

Säuredichte Ungefährer Ladezustand
1,28 g/cm³ Voll geladen
1,22 g/cm³ Normal geladen
1,18 g/cm³ Schwach geladen
1,12 g/cm³ Normal entladen
1,06 g/cm³ Tief entladen



Messen des Ladezustandes basierend auf der Klemmenspannung
Der Ladezustand einer Blei-Säure Batterie kann ziemlich genau durch Messen der Leerlaufspannung bestimmt werden. Nach dem Laden oder Entladen sollte die Batterie 4 .. 8 Stunden bei Raumtemperatur ruhen, bevor mit dem Messen begonnen wird. Eine kalte Batterie würde eine etwas höhere Spannung anzeigen und eine warme Batterie eine etwas niedrigere. Plattenzusätze wie Kalzium und Antimon beeinflussen ebenfalls die Leerlaufspannung. Weiterhin haben AGM Batterien ein höheres Spannungsniveau als Blei-Säure Batterien. Daher sind die Werte  für AGM Batterien nicht anwendbar.

AGM steht für Absorbent Glas Mat; ein mikroporöses Glasfasermaterial. Es erfüllt zwei Funktionen: Zum einen dient es als Elektrolytreservoir, und zum anderen als Trennelement zwischen den positiven und negativen Platten.
Der Elektrolyt wird durch das Glasvlies vollständig aufgesogen. Es befindet sich somit keine freie Säure in der Batterie.
Figur 3: BCI Norm für den ungefähren Ladezustand einer 12V Blei-Säure Autobatterie.
Der Batterietest sollte bei Raumtemperatur erfolgen; frühestens nach einer Pause von 4-8 Stunden nach dem Laden oder Entladen.

Leerlaufspannung / Ladezustand in %
12.65V / 100%
12.45V / 75%
12.24V / 50%
12.06V / 25%
< 11.89V / 0%


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