Batterie

Die Aufgabe der Batterie besteht darin, elektrische Energie zu speichern und das Fahrzeugbordnetz, also alle elektrischen Komponenten, mit Spannung zu versorgen.

Funktion

Die Aufgabe der Batterie besteht darin, elektrische Energie zu speichern und das Fahrzeugbordnetz, also alle elektrischen Komponenten, mit Spannung zu versorgen. Bei modernen Fahrzeugen wird die Batterie nicht nur für den Start benötigt. Sie muss auch eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern versorgen. Insbesondere folgende Komfortelemente und Sicherheitssysteme benötigen zusätzliche Energie durch die Batterie:

  • Klimaanlage
  • Sitzheizungen
  • Antiblockiersystem
  • ESP®

Diese können nicht über die reine Leistung der Lichtmaschine abgedeckt werden. Das gilt insbesondere vor dem Hintergrund, dass es zunehmend zu stockendem Verkehr im innerstädtischen Bereich kommt und so die Leistung der Lichtmaschine reduziert wird.

Anforderungen an die Batterie

Durch neue Antriebssysteme, wie Start-Stopp und Hybridfahrzeuge, steht die Batterie vor neuen Anforderungen in puncto Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit. Auch Lkw-Batterien stellen spezielle Anforderungen an die Starterbatterie: Sie benötigen eine besonders hohe Rüttel- und Zyklenfestigkeit.

Vor diesem Hintergrund sind moderne AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat) deutlich im Vorteil. Der Elektrolyt wird hier in einem absorptionsfähigen Glasfließ gebunden. Diese Technologie lässt keine Säureschichtung zu und sichert eine sehr hohe Rüttel- und Zyklenfestigkeit bei maximaler Leistung.

Aufbau und Technik der Batterie

Damit eine Blei-Säure-Batterie Strom abgeben kann, müssen die positive Aufbau AutobatterieMasse (Bleidioxid) und die negative Masse (Blei) in unmittelbarer Berührung mit verdünnter Schwefelsäure stehen.

Zelle

Die kleinste Einheit der Batterie ist die Zelle. Sie enthält positive und negative Platten, die durch sogenannte „Separatoren“ (Isolatoren) voneinander getrennt sind. Je mehr Plattenvolumen die Zelle enthält, desto größer ist ihre Kapazität, also Elektrizitätsmenge, die sie abgeben kann.

Schwefelsäure

Außer der Zelle enthält die Batterie verdünnte Schwefelsäure. Diese dringt in die Platten und Separatoren ein und füllt die Hohlräume. Dadurch sind die Bleidioxid- beziehungsweise Bleiteilchen ständig in unmittelbarer Berührung mit Säure. Die Säure in der Zelle befindet sich somit teils in den Platten und Separatoren, teils außerhalb der Platten. Letzteres dient als Säurevorrat und zur Stromleitung innerhalb der Zelle.

Vorgänge in der Batterie

Wird die Batterie mit einem Verbraucher gekoppelt, fließt Strom ein. Dieser entlädt die Batterie. Dabei bewegen sich die Elektronen von der negativen zur positiven Platte. Um diesen Vorgang auszugleichen, wandern Sulfat-Ionen aus dem Elektrolyt zur negativen Platte. Dort werden sie zusammen mit dem Blei zu Bleisulfat. Aus dem Bleidioxid an der positiven Platte wird unter Bildung von Wasser ebenfalls Bleusulfat, indem Sulfat- und Wasserstoff-Ionen verbraucht werden.

Zum Aufladen wird die Batterie an eine Gleichspannungsquelle gekoppelt. Dadurch geht der Elektronenfluss von der positiven zur negativen Platte über. Dieser Elektronenfluss bewirkt an der negativen Platte eine Reduktion des Bleisulfates. Auf der positiven Platte wird das Bleisulfat unter Elektronenabgabe und Aufnahme von Sauerstoffatomen zu Bleidioxid. In der Flüssigkeit entsteht Schwefelsäure und die Wassermenge verringert sich.

Sicherheit

Moderne Starterbatterien sind sehr sicher aufgebaut. Dennoch müssen einige Aspekte berücksichtigt werden, um eine optimale Sicherheit zu gewährleisten.

Einbau und Ausbau der Batterie

Beim Einbau der Batterie muss darauf geachtet werden, dass die Batterie fest montiert wird. Entgasungslöcher dürfen nicht abgedeckt oder extremer Verschmutzung aussetzt werden. Altersschwache Batterien sollten rechtzeitig ausgetauscht werden, denn die Gasung nimmt bei gealterten Batterien erheblich zu.

Vor dem Ein- und Ausbau müssen alle Verbraucher abgeschaltet werden, damit eine Funkenbildung ausgeschlossen ist. Beim Lösen der Anschlüsse muss zuerst das Massekabel abgenommen werden. Beim Anschließen ist diese Verbindung zuletzt herzustellen. Mit dieser Maßnahme wird der Kurzschlussgefahr durch Werkzeuge vorgebeugt.

Verschlossene Batterien

Verschlossene Batterien (ohne Stopfen) sollten niemals geöffnet werden. Das ist auch nicht notwendig, da diese Batterien wartungsfrei und somit einen minimalen Wasserverbrauch haben. 

Reihen- und Parallelschaltungen

Bei Reihen- oder Parallelschaltungen ist auf die gleiche Auslegung und den gleichen Alterungs- und Ladezustand sowie die genaue Anleitung des jeweiligen Herstellers zu achten. Batterien dürfen nicht über 45° gekippt werden, sofern sie nicht als kipp- und auslaufsicher gekennzeichnet sind.

Lagerung der Batterie

Abhängig von der Ladebedingung erzeugen Bleisäure-Batterien ein mehr oder weniger explosives Gas-Gemisch. Deshalb ist bei der Batterielagerung auf ausreichend Belüftung zu achten. Außerdem darf die Batterie niemals in geschlossenen Räumen betrieben werden. 

Umweltschutz

Seit dem 01.12.2009 ist das neue Batteriegesetz (BattG) der Europäischen Union in Kraft. Davon sind alle Unternehmen betroffen, die Batterien produzieren, importieren und damit Handel betreiben oder sie einbauen. Kernpunkt dieses Gesetzes sind sowohl die fachgerechte und qualifizierte Kennzeichnung von Batterien, als auch die umweltschonende und nachhaltige Entsorgung von Altbatterien. Batterien und Akkus sollten gesammelt und fachgerecht entsorgt werden. Hierzu werden für den Hersteller laut des BattG der Einsatz von Schadstoffen bei der Produktion, insbesondere Cadmium, sowie Sammelmengen und Rücknahmequoten festgelegt.

Batterien müssen einheitlich so gekennzeichnet sein, dass leicht ersichtlich ist, dass sie Schadstoffe enthalten und nicht in den Hausmüll gehören. Das Zeichen der durchgestrichenen Mülltonne und die Angabe von Blei (Pb) weisen auf Schadstoffe hin. Alte Fahrzeugbatterien müssen daher beim Handel oder in Werkstätten abgegeben werden.

Blei-Säure-Batterien lassen sich sehr gut recyceln. Die daraus gewonnenen Rohstoffe werden für die Produktion von neuen Batterien verwendet.

Werterhalt

Um eine maximale Batterielebensdauer zu erreichen, ist die richtige Wartung und Pflege erforderlich. Dazu zählt, dass die Batterie stets sauber und trocken gehalten werden sollte.

Bei nicht geschlossenen Batterien sollte der Säurestand regelmäßig geprüft und gegebenenfalls mit destilliertem Wasser korrigiert werden. Dabei dürfen keine sogenannten „Aufbesserungsmittel“ verwendet werden. Bei einer Säuredichte von unter 1,21kg/l muss die Batterie nachgeladen werden.

All dies ist bei geschlossenen Batterien nicht notwendig, da der Wasserverbrauch erheblich reduziert ist. Außerdem ist es nicht möglich, die Säuredichte zu prüfen und das Wasser nachzufüllen.

Lagerung der Batterie

Soll die Batterie wegen längeren Nichtgebrauchs stillgelegt werden, muss diese geladen, aufrecht, kühl und trocken gelagert werden. Verbleibt sie dabei im Fahrzeug, solle die Minusklemme abgeklemmt werden. Zudem sollte die Schutzkappe auf dem Pluspol belassen werden. Der Ladezustand ist regelmäßig zu prüfen und gegebenenfalls durch Nachladen zu korrigieren.

Ladung der Batterie

Wird die Batterie geladen, muss darauf geachtet werden, dass der Raum gut belüftet ist. Außerdem dürfen nur geeignete Gleichstromgeräte verwendet werden. Beim Laden der Batterie muss der Pluspol der Batterie mit dem Plus-Ausgang des Ladegerätes verbunden werden. Beim Minusanschluss muss nach dem gleichen Prinzip vorgegangen werden. Erst nachdem alles miteinander verbunden ist, wird das Ladegerät eingeschaltet.

Die Ladestromempfehlung liegt bei 1/10 Ampere (Basiseinheit der elektrischen Stromstärke) der Batteriekapazität (Ah). Bei einer Säuretemperatur von mehr als 55 °C sollte die Ladung unterbrochen werden. Die Batterie ist vollständig geladen, wenn die Säuredichte und die Ladespannung innerhalb von zwei Stunden nicht mehr ansteigen.

  • Aufbau der Batterie

Hersteller

  • Logo HERTH+BUSS
  • VARTA Logo
  • Logo BOSCH

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