Ladewagen - Start

Aufladen und Starten

Inhalt des Artikels

• Blei-Säure-Batterie - Aufbau
• Blei-Säure-Batterie - Eigenschaften
• Wartung und Laden von Autobatterien - Verfahren
• Die häufigsten Fehler an der Autobatterie
• Was man über Starthilfen wissen sollte

Blei-Säure-Batterie - Aufbau

Die heute am häufigsten verwendeten Autobatterien sind Bleibatterien mit einer Ladung aus verdünnter Schwefelsäure. Die Basis einer solchen Autobatterie besteht aus zwei Bleiplatten (Polen), die durch einen isolierenden Separator getrennt sind. Dies ist die Basis für eine Batteriezelle. Die Zellen der Autobatterie werden dann in Reihe geschaltet. Die Anzahl der Zellen einer Autobatterie richtet sich nach der resultierenden Spannung der Autobatterie - meist 12 V oder 24 V. Die Größe der Zellplatten bestimmt die Kapazität der Autobatterie. Das Laden und Entladen einer Autobatterie ist ein bidirektionaler chemischer Prozess, der durch die folgende Formel ausgedrückt wird:

_PbSO4H2OPbSO4_↔ Pb _{2H2SO4 PbO2}

wobei die Richtung des Pfeils auf der rechten Seite den Aufladevorgang und die Richtung des Pfeils auf der linken Seite den Entladevorgang beschreibt. Da die Schwefelsäure beim Aufladen immer konzentrierter wird, verdickt sich der Elektrolyt. Bei der Entladung hingegen wird der Elektrolyt dünner. Dies sind u. a. sehr leicht erkennbare Anzeichen für den Ladezustand einer Autobatterie. Ein weiteres Anzeichen für den Ladezustand einer Autobatterie ist ihre Spannung.

Bleisäurebatterie - Eigenschaften

Zu Beginn des Ladevorgangs beträgt die Spannung pro Zelle 1,75-2,2 V und die Dichte des Elektrolyten 0,95-1,15 g/cm3^. In der mittleren Phase des Ladevorgangs steigt die Spannung pro Zelle auf 2,2-2,45 V und die Dichte des Elektrolyten beträgt 1,25 ^g/cm3. Ab diesem Zeitpunkt beginnt die Autobatterie zu "kochen", neben der Zersetzung von Sulfat wird die Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff eingeleitet. Die endgültigen Ladezustände sind für eine perfekte Autobatterie (mit angeschlossenem Ladegerät): Spannung pro Zelle 2,7-2,8 V. In diesem Stadium ist der Ladevorgang abgeschlossen und es findet nur noch die Wasserelektrolyse statt.

In diesem Stadium hat die Autobatterie auch den geringsten Innenwiderstand (ca. 0,001 Ω), was für das Starten sehr wichtig ist. Mit abnehmendem Ladezustand erhöht sich dieser Innenwiderstand, was zu einem Rückgang des Startstroms führt. Auch das Absenken der Elektrolyttemperatur erhöht den Innenwiderstand der Autobatterie schnell. Da der Anlaufstrom eines normalen Benzinmotors etwa 70-130 A beträgt, ist der Wert des Innenwiderstands der Autobatterie sehr wichtig, je niedriger, desto besser für das Anlassen.

Wartung und Laden von Autobatterien

Die meisten modernen Autobatterien werden heute in geladenem und entladenem Zustand geliefert. Blei-Säure-Batterien unterliegen jedoch einem Prozess, der als Selbstentladung bezeichnet wird. Daher ist es wichtig, die Batterie gelegentlich mit einem Ladegerät aufzuladen, wenn sie nicht während der Fahrt geladen wird. Selbst eine gesunde Batterie entlädt sich nach etwa 3 Monaten selbst.

Standardmäßig wird empfohlen, Blei-Säure-Autobatterien mit einem Strom von I (A) = 0,1 C (Ah) zu laden, wobei C die Kapazität der Autobatterie ist, die auf dem Batterieetikett angegeben ist. Es ist natürlich möglich, mit einem höheren Strom zu laden, aber nur so lange, bis die Batterie anfängt zu gasen, dann ist der Strom zu reduzieren.

Wird der Ladevorgang vernachlässigt und die Batterie über einen längeren Zeitraum in entladenem Zustand belassen, besteht die Gefahr der "Sulfatierung". Dabei handelt es sich um ein kaum umkehrbares Phänomen, bei dem sich Bleisulfatkristalle auf den Bleiplatten ablagern und die Batterie ihre Eigenschaften grundlegend verändert.

Die wichtigsten Anzeichen für eine sulfatierte Batterie sind: Gasbildung in den Zellen kurz nach Beginn des Ladevorgangs, erhöhte Klemmenspannung an der Batterie kurz nach Beginn des Ladevorgangs, frühzeitige Erwärmung während des Ladevorgangs und schneller Kapazitätsverlust der Autobatterie. Wie oben beschrieben, ist die Sulfatierung ein schwer zu beseitigendes Phänomen, das manchmal durch wiederholtes Laden mit sehr niedrigem Strom teilweise beseitigt werden kann

_Inab (A)=0,05-0,025 x C (Ah)

Der Ladevorgang ist dann sehr lang, und die Batterie muss am Ende des Ladevorgangs die oben beschriebenen Anzeichen einer Vollladung aufweisen.

Die Sulfatierung der Batterie ist eine häufige Ursache für Beschwerden bei Ladegeräten mit automatischer Abschaltung nach Erreichen der Ladung. Wie bereits erwähnt, zeigt eine sulfatierte Batterie kurz nach dem Einschalten zum Laden eine erhöhte Spannung an den Klemmen, und das automatische Ladegerät wertet dies als voll geladene Batterie. In diesem Fall handelt es sich nicht um einen Defekt des Ladegeräts, sondern um einen Defekt der Batterie.

Die häufigsten Fehler an Autobatterien

Neben der Sulfatierung ist der häufigste Defekt einer Bleibatterie der so genannte Zellkurzschluss. Dieser wird durch die Ablagerung von leitfähigem Schlamm der aufgelösten Bleizellenplatte der Batterie verursacht, der die Zellenplatten entgegengesetzter Polarität kurzschließt. Die Batterie hat dann einen großen Innenwiderstand, der die Gesamtklemmenspannung der Batterie um etwa N x 2 V verringert, wobei N die Anzahl der defekten Zellen ist. Wenn ein Ladegerät an eine solche Batterie angeschlossen wird, gibt das Ladegerät unverhältnismäßig viel Strom ab oder wird durch den Überstromschutz abgeschaltet. Eine solche defekte Batterie ist nicht mehr zu gebrauchen.

Der zweithäufigste Fehler ist das Einfrieren der entladenen Batterie und das anschließende Aufplatzen des Gehäuses. Ein solcher Schaden kann nur durch eine umweltgerechte Entsorgung der Batterie behoben werden.

Gut zu wissen über die Starthilfe

Grundsatz eins besagt, dass es nutzlos und schädlich ist, einen Start mit einer defekten, z. B. kurzgeschlossenen, Batterie zu unterstützen. Wenn der Anlasser in eine solche Batterie eingefahren wird, geht ein Großteil der Energie (Strom) des Anlassers in der defekten Batterie verloren. Der zweite Grundsatz lautet: Niemals den Anlasser ohne angeschlossene Starterbatterie benutzen. Dies gilt nicht für Fremdstarter mit eigener Batterie !!!

Die Starthilfe wird meist bei Frost verwendet, wenn die Bleibatterie durch einen natürlichen physikalischen Prozess aufgrund der niedrigen Elektrolyttemperatur eine geringere Kapazität und einen höheren Innenwiderstand hat als bei Temperaturen von z.B. 20°C, selbst wenn sie normal geladen ist.

Was muss vor dem Anschließen der Stromversorgung für den Anlasser geprüft werden? Wie bereits erwähnt, muss die Batterie funktionstüchtig sein und darf keine schwerwiegenden Defekte aufweisen (kurzgeschlossene Zellen usw.). Der Übergang zwischen der Kabelklemme und dem Batteriekontakt darf nicht korrodiert sein und muss dicht sein. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, gibt es einen erheblichen Übergangswiderstand an den Batteriekontakten. Wenn die Batterie beim Starten der Starterstromversorgung kurzzeitig mit einer erhöhten Spannung belastet wird und als Spannungsausgleich dient, kann der Übergangswiderstand an den Batteriekontakten dazu führen, dass eine Überspannung in das Bordnetz gelangt. Dies kann unter besonders ungünstigen Umständen zu Schäden an der Fahrzeugelektronik führen.

Diese Gefahr kann nur durch impulsgesteuerte Ladegeräte mit Startunterstützung, z.B. die Telwin-Modelle Startronic und Digistart, die elektronisch überspannungsgeschützt sind, beseitigt werden.

Und nun das Verfahren zum Starten des Hilfsstarts. Vor dem Start der Starthilfe die Batterie durch Anschließen an einen höheren Ladestrom für etwa 10-15 Minuten "wiederbeleben". Dann starten Sie den Hilfsstart und beginnen mit dem Start. Springt der Motor innerhalb dieser Zeit nicht an, machen Sie eine Pause von ca. 2-5 min. um die Batterie mit erhöhtem Ladestrom wiederzubeleben und starten Sie dann erneut.