Vor über 2.000 Jahren wurden erste elektrische Zellen wie die sogenannte "Batterie von Bagdad“ in Tonkrügen gefunden, die wissenschaftliche Ära der Batterie beginnt nach westlicher Sicht mit der Erforschung und Nutzung der Elektrizität im 17. und 18. Jahrhundert.
Erfinder wie Alessandro Volta (1745 – 1827) und Luigi Galvani (1737 – 1798) definierten die Begriffe des elektrochemischen Energiespeichers und schrieben mit ihren Namen noch heute mit Ausdrücken und Einheiten wie „galvanische Zelle“ und „Volt“ Geschichte.
Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man nur die Primärzelle. Der erste Akkumulator (Sekundärzelle) wurde 1859 erfunden. Der Physiker Gaston Planté aus Frankreich experimentierte mit Platten in verdünnter Schwefelsäure. Die Bauart der Sekundärbatterie beruht auf dem chemischen Prozess von Blei und Säure und wird seit dem immer noch angewandt.
Die Neugier für die Industrie wurde für den Bleiakkumulator ca.1880 geweckt, als Emile Alphonse Fauré, eine französische Chemieingenieurin, ein Verfahren entwickelte um für den Akku nach weniger Ladezyklen (dem Formieren) eine höhere Kapazität bereitzustellen.
Bild: Mixte Allrad ca. 1902
Allerdings entwickelte den ersten serienreifen Bleiakkumulator der luxemburgische Ingenieur Henri Tudor im Jahr 1886. 1905stellte er das "Energy-Car" vor. Äußerlich sah es wie eine Kutsche mit einem Aufbau aus Holz aus. Ein Benzinmotor trieb einen Elektromotor, der als Generator fungierte, an. Der Generator speiste den Akku (Blei-Säure-Akkumulator). Der Erfinder starb an einer Bleivergiftung.
Thomas Davenport erfindet im Jahr 1834 das erste KFZ mit einer Primärzelle. Es gilt als erstes Elektroauto. Das erste Elektroauto mit Radnabenmotoren wurde 1900 auf der Pariser Weltausstellung vorgestellt. Er trug den Namen "Semper Vivus" oder auch "Lohner-Porsche" und beruhte auf einer Zusammenarbeit zwischen Lohner und Porsche. Es erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h, und besaß mit einem Bleiakku von 410 kg eine Reichweite von 50 Kilometern. Das erste Hybridauto folgte im Jahr 1902. Der Name lautete "Mixte". Es besaß Radnabenmotoren in den Vorderrädern die sich Ferdinand Porsche schon 1896 patentieren ließ. Das erste serielle Hybridfahrzeug schöpfte den Strom aus einem Generator der von einem Vierzylinder-Verbrennungsmotor von Daimler mit 12 kW / 16 PS angetrieben wurde. Die Höchstgeschwindigkeit betrug 80 km/h. Der Mixte war mit Vorderradantrieb oder Allradantrieb erhältlich und somit der erste Allrad-PKW auf der Welt. Am Anfang des 20. Jahrhunderts fuhren mehr Elektrofahrzeuge als Benziner mit Verbrennungsmotoren auf den Straßen. Das Sorgenkind einst wie heute - die Batterie. Damals gewann wegen zu hohen Gewichtes, Kinderkrankheiten und zu geringe Reichweiten der Verbrennungsmotor. Auch heute noch ist der Akku bei Elektro- und Hybridfahrzeugen der Knackpunkt.
Begriffserklärung:
Primärzelle: Batterie, nicht wiederaufladbar Sekundärzelle: Akkumulator, wiederaufladbar
Autobatterie aufladen Anleitung zum Laden der Autobatterie
Diese Anleitung ist für Nass-Zellen Akkus
Sie wollen ihre Batterie aufladen, da sie nicht startet oder überwintert hat. Auch bei Oldtimern, die selten bewegt werden kann der Akku nach längerer Standzeit nicht gestartet werden.
Vor dem Aufladen die Drehverschlüsse der Batterie abdrehen, damit das entstehende Knallgas entweichen kann. Ist der Flüssigkeitsstand zu niedrig vor dem Laden mit destillierten Wasser auffüllen. Bei wartungsfreien Batterien sind diese Vorgänge nicht nötig. Beim Anschließen der Klemmen an die Batterie als erstes den Pluspol (rot) und danach den Minuspol (schwarz) anklemmen. Der Ladestrom (Volt) der Batterie sollte bei einer Temperatur von 20°C, +/- 5°C, zwischen 13,8 und 14,4 Volt liegen. Die Ladekapazität (Ampere) sollte ca. 10 Prozent der Batteriekapazität betragen
Die Batterie nicht überladen, da es sonst durch Elektrolyse zu einer Knallgasbildung (Wasserstoff und Sauerstoff) kommen kann. In Kombination von Knallgas mit Funken oder offenen Feuer kommt es zur Explosion! Also das Rauchen beim Aufladen unterlassen! Bei einer Schnellladung darf die Spannung nicht über 14,4 Volt liegen und den Ladezustand von 70% nicht überschreiten. Danach sollte mit geringeren Strömen weiter geladen werden um Gitterkoression entgegenzuwirken.
Spannung in Volt im Verhältnis zur Kapazität:
Spannung 12,8 Volt - Kapazität ca. 100% Spannung 12,5 Volt - Kapazität ca. 75% Spannung 12,2 Volt - Kapazität ca. 50% Spannung 12,1 Volt - Kapazität ca. 25% Spannung 11,9 Volt - Kapazität ca. 0%
Alte Ladegeräte mit "W-Kennlinie" sind für VRLA veraltet. Für das Aufladen sollte ein Ladegerät mit "I/U-Kennlinie", ein selbst geregeltes IU oder ein IUoU Ladegerät und ein Ladeprogramm "Gel" oder "AGM" gewählt werden, es wir dann mit einer Spannung von ca. 14,6 - 14, 8 Volt geladen. Herkömmliche Lader speisen eine Spannung von ca. 14,4 Volt. Das Ladegerät regelt den Ladestrom bei der Überladung der höchsten zulässigen Zellenspannung von 2,4 Volt von alleine ab, bis die Spannung verringert wird, um eine Überladung und Gasung zu verhindern. Diese Batterien sollten nur stehend geladen werden, damit alle Platten gleichmäßig vom Gel bedeckt werden.
Begriffe: Säureschichtung
Die Säurekonzentration nimmt von unten nach oben ab. Das bedeutet das im oberen Bereich der Batterie die Säuredichte niedriger ist als am Boden. Dieses Phänomen nennt man Säureschichtung oder Stratifikation. Alle Batteriezellen sollten die gleiche Säuredichte aufweisen, ist dies nicht der Fall könnte dies auf eine Sulfatierung hinweisen.
Ein gezieltes Überladen der Batterie mit einer Überspannung von 15,5 Volt im Zeitraum von 1 - 1,5 Stunden kann der Säureschichtung entgegenwirken und beeinflusst auch die Sulfatierung positiv. Bei diesem Prozess wird die Schwefelsäure durchmischt und gleicht die Unterschiede der Konzentration aus. Allerdings sollte man die Temperatur der Batterie und die Knallgasbildung im Auge behalten. Deshalb ist dieser Vorgang nur im Freien und unter Aufsicht eines versierten Fachmanns durchzuführen
Säuredichte
Je höher die Dichte (Konzentration) der Säure ist, desto höher ist der Ladezustand des Akkus. Die Säuredichte kann man mit einem Aräometer, auch Säureheber genannt, bestimmt werden.. Wenn destilliertes Wasser aufgefüllt wurde kann die Säure erst nach der Ladung wieder gemessen werden.
Sulfatierung
Steht das Fahrzeug über längere Zeit entlädt sich die Batterie. Dabei entstehen an den Elektroden Bleisulfat. Dies sind Kristalle die sich auf den Platten absetzen. Man spricht auch von kristalliner Sulfatierung. Bei zu langer Standzeit bewirkt auch ein Aufladen nicht mehr die volle Batteriepower und die Batterie ist defekt. Hier spricht man von einem Standschaden.
Gitterkorrosion
Der chemische Reaktionsprozess der Veränderung von Bleisulfat in Bleioxid an der Anode (positive Bleiplatte). Das Bleigitter wird mechanisch zerstört und damit ist die Zelle im Akku defekt. Als Auswirkung davon ist die Batterie defekt und nicht mehr funktionsfähig.
Das Auto stottert beim Starten in der kühlen Jahreszeit. Der Anlasser orgelt, das Autosymbol für die Batterie leuchtet rot und es klappt nicht beim ersten Startversuch, nach ca. 10 Sekunden muss der Zündschlüssel noch einmal herumgedreht werden und der rechte Fuß spielt mit dem Gaspedal - dies ist die Ankündigung für eine neue Starterbatterie. Das KFZ benötigt zum Anlassen Stromstärken zwischen 400 und 1000 Ampere. Im Winter und bei Temperaturen zwischen 17°C und 22°C steht der Starterbatterie nur etwa die Hälfte ihrer Kapazität zur Verfügung. Dies ist der Grund weshalb gerade zur kalten Jahreszeit die Autos nicht mehr anspringen wollen, gerade wenn die Batterie schon in die Jahre gekommen ist.
Tipp: Versuchen Sie beim Starten nicht länger als 10 Sekunden zu orgeln - sonst könnte Ihr Anlasser Schaden nehmen!
Tipp: Besitzen Sie ein Autoradio mit Code oder elektrisch geregelte Einstellungen für Sitze, Spiegel, etc. die nicht verloren gehen sollten? Schließen sie beim Wechsel der Batterie eine zweite Autobatterie oder Akku parallel zu der Auszutauschenden an. Sie können auch mit Hilfe eines Starthilfekabel eines zweiten KFZ die Spannung aufrechterhalten, wenn sie parallel an die Polklemmen angeschlossen werden. Parallel bedeutet das die zusätzliche Stromquelle an die gleiche Polung angeschlossen wird. Rot (Plus) an rot und schwarz (Minus) an schwarz.
Tipp: Der Minuspol der Batterie ist fast immer mit der Karosserie verbunden, die der Masseleiter ist. Sollte man zuerst den Pluspol der Batterie lösen und mit der Polklemme oder dem Schraubenschlüssel einen Teil der Karosserie berühren kommt es zu einem Kurzschluss.
Anleitung für den Wechsel einer Autobatterie
1. Motor abstellen und alle Verbraucher ausschalten 2. Die Batterieschutzkappen aus Plastik entfernen. Den Minuspol, schwarzer Kontakt, abschrauben und aufpassen das er nicht den Pluspol, roter Kontakt, berührt. Durch lösen des Minuspols ist der Stromkreis am Auto unterbrochen. 3. Jetzt kann der Pluspol (rot) entfernt werden. 4. Die Haltebügel der Batterie können nun demontiert werden. 5. Sie können jetzt die Batterie herausheben ohne sie zu kippen. 6. Der Einbau und das Montieren der neuen Batterie geschieht in umgekehrter Reihenfolge. 7. Die Batterie wieder mit den Klemmen befestigen. 8. Die Pole mit Polfett einstreichen um schlechten Kontakt und Leistungsverluste zu vermeiden. 9. Zuerst den Pluspol anschließen und danach den Minuspol. 10. Motorhaube schließen und weiter gehts...!
Das Auto will nicht anspringen und sie benötigen Hilfe eines anderen Autos. Wer kennt diese Situation nicht. Es ist Winter, draußen ist es kalt, sie müssen zur Arbeit oder haben einen Termin und ihr Fahrzeug will nicht anspringen. Sie halten nach einem Nachbarn oder einem vorbeifahrenden Auto Ausschau. Die Hilfe naht und sie fragen sich, wie war das noch mal, Plus auf Plus oder Plus auf Schwarz, Auto laufen lassen oder doch nicht...? Wir erklären Ihnen hier die richtigen Abläufe einer Starthilfe:
Auf die korrekte Reihenfolge der Anschlüsse an den Polklemmen der zwei Starthilfekabel ist zu achten. Bevor das Pannenfahrzeug startet sollte der Verbrennungsmotor des Energiegebers gestartet sein um einer Batterieentleerung seinerseits vorzubeugen. Bei einem Getriebe mit Automatik bei dem ausgefallenen KFZ oder Starter- KFZ sollte der Schalter auf "Parken" oder "0" stehen um einem Satz nach vorne beim Starten des Motors vorzubeugen bzw. die Handbremse anziehen. Die beiden Kraftfahrzeuge sollten die gleiche Nennspannung oder Bordspannung von 12 Volt oder 24 Volt besitzen. Die Karosserien beider KFZ dürfen keinen Kontakt haben. Auch die Kapazität des Startfahrzeuges sollte nicht unter der Kapazität des zu Startenden liegen - ein Ford Fiesta wird keinen Audi A8 Starthilfe geben können. Bei der Kabelverlegung muss auch darauf geachtet die Leitungen nicht im Bereich von drehenden Motorteilen zu verlegen.
In Autos mit Dieseltechnologie sind normalerweise höhere Batteriekapazitäten eingebaut als in Benzin gespeisten KFZ. Auf Grund von diesen Verhältnissen kann ein Diesel meistens einen Benziner starten - aber nicht immer in umgekehrter Reihenfolge. Warnhinweise
Beim Starthilfevorgang oder bei dem Aufladen des Akkus besteht Gefahr der Verätzung durch Batteriesäure und entweichende Gase. Beugen Sie sich deshalb nicht direkt über die Autobatterie, vermeiden Sie offenes Feuer und Rauchen Sie nicht! Beachten Sie auch stets die Angaben in den Betriebsanleitungen von KFZ- und Batteriehersteller!
Schritte für die Auto-Starthilfe
Zündung und Motor bei beiden beteiligten Fahrzeugen nicht einschalten.
Verbraucher wie Licht, Radio, Heckscheiben- und Sitzheizung und ähnliches abstellen.
Spender- und liegengebliebenes Fahrzeug dürfen sich nicht berühren.
Handbremse bei beiden beteiligten Autos anziehen und Leerlauf einlegen.
An den Pluspol des liegengeblieben KFZ das rote Starthilfekabel mit einer Klemme anklemmen.
Danach die andere Klemme des roten Kabels an den Pluspol des Hilfsfahrzeugs anschließen.
Jetzt die Klemme des schwarzen Überbrückungskabels am Spenderfahrzeug am Minuspol anklemmen.
Danach können Sie das Kabel an den Minuspol des anderen Automobils befestigen.
Jetzt wird das Hilfsfahrzeug gestartet und leicht Gas bei dem Spenderfahrzeug gegeben und danach Gas bei dem nicht startenden Kfz.
Wenn das ausgefallene Auto läuft zuerst das schwarze Kabel an Minus entfernen und danach das Rote.
um die Batterie wieder aufzuladen sollte das Pannenfahrzeug ungefähr 20 - 30 Minuten am Stück fahren um die Batterie wieder aufzuladen.
Sollte das Auto danach wieder liegen bleiben muss wahrscheinlich die Starterbatterie ausgetauscht werden.
Querschnitte für Starthilfekabel nach Hubraum
Benziner: Motor bis 2000 cm³ Hubraum 16 mm² Kupfer Motor über 2.000 cm³ Hubraum 25 mm² Kupfer Motor über 3.000 cm³ Hubraum 35 mm² Kupfer
Diesel: Motor bis 3000 cm³ Hubraum 25 mm² Kupfer Motor über 3000 cm³ Hubraum 35 mm² Kupfer
Starthilfekabel
Für Überbrückungskabel gilt die DIN 72553 und die ISO 6722. Der Querschnitt für Starterkabel ist in der DIN 72533 geregelt und sollte mindestens 16 mm³ besitzen. Auch das TÜV/GS Prüfzeichen sollte es aufweisen.
Handelsüblich sind Querschnitte von 16, 25, 35 und 50 mm³ in Kupfer.
Je länger das Kabel ist desto größer muss der Kabelquerschnitt, auf Grund des elektrischen Widerstandes, ausfallen.
Zum Eigenbau von Starthilfekabeln sind Starterzangen bzw. Polzangen in Belastbarkeiten von 100, 200, 600 und 1000 Ampere erhältlich. Kabel für die Starthilfe sind auch mit Überspannungsschutz erhältlich:
Neue Autos sind empfindlicher in der Bordelektronik als ältere KFZ. So wird das Fahrzeug vor Spannungsspitzen und Schäden an der Elektronik, Steuergeräten und Batteriemanagement geschützt und teure Reparaturkosten vermieden. Aber: Bei Beachtung der richtigen Anschlussreihenfolge und Kontakt am Motorblock bei Start/Stopp Systemen ist diese Schutzart nicht unbedingt nötig.
Starthilfe bei Start-Stopp Systemen
Wie funktioniert die Starthilfe bei Start-Stop-Autos?
Der grundsätzliche Starthilfevorgang ist identisch. Allerdings müssen folgende Besonderheiten beachtet werden: Start-Stop-Fahrzeuge verfügen über ein Batteriemanagementsystem bzw. über Steuergerät(e). Pluspol (rotes Kabel) der leeren Batterie mit dem Pluspol des Startfahrzeuges verbinden.Der Minus Pol (schwarzes Kabel) des Starthilfekabels darf nie direkt am Minuspol der Fahrzeugbatterie angeklemmt werden sondern nur am Massepunkt des Motors, Karosserie, Federbeins bzw. an der gekennzeichneten Stelle im Motorraum. Sie finden Die richtigen Kontaktstellen in Ihrer Betriebsanleitung!
Anleitung zum Laden der Autobatterie