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Autobatterie testen?
Wenn ein Auto wegen der Batterie nicht anspringt, dann liegt es entweder an der niedrigen Spannung vorm oder beim anlassen. Die Spannung vorm anlassen kann man genau messen aber während des starten wird es schon schwieriger.
Kann man es sich dann ausrechnen wie lange z.B ein Abblendlicht eingeschaltet werden muss, bis es so viel Strom verbraucht wie beim Anlassen des Autos auch verbraucht wird?
Wenn das möglich wäre, könnte man das Licht solange brennen lassen und wenn das Auto nachher noch anspringt, dann ist die Batterie noch ausreichend gut. In der Garage kann man ja leichter Starthilfe geben als im Nirgendwo, falls die Batterie schon so schlecht seien sollte.
Ich hoffe ihr versteht was ich meine. :)
Beste Antwort im Thema
Ein voll aufgeladener Bleiakkumulator hat normalerweise eine Zellenspannung von 2,05 Volt. Bei 6 in Reihe geschalteten Zellen sind das dann 12,3 Volt. Ist die Batterie auf etwa 40% seiner Kapazität entladen sinkt diese Spannung auf etwa 11 Volt.
Die Spannungswerte sagen dabei zunächst mal nur anhaltsweise etwas über den Ladezustand aus, der wirkliche Ladezustand lässt sich nur über die Dichte des Elektrolyten (Schwefelsäure) ermitteln.
Der Bleiakku besteht aus zwei Elektroden:
Im voll geladenen Zustand aus einer negativen aus reinem Blei (Pb) und der positiven aus Blei(IV)oxid (PbO2). tatsächlich ist die positive Elektrode auch aus Blei, nur die Obefläche besteht aus PbO2.
Der Elektrolyt hat hierbei die höchste Schwefelsäure (H2SO4) Konzentration von 38% und damit eine Dichte (spezifisches Gewicht) von 1,28g/cm³ und damit auch die höchste Anzahl verfügbarer Elektronen.
Im entladenen Zustand bestehen die Oberflächen beider Elektroden aus Blei(II)-sulfat (PbSO4). Die Schwefelsäure-Konzentration beträgt dann nur noch etwa 5% und der Elektrolyt hat dann eine Dichte von etwa 1,1 g/cm³ und nur noch sehr wenige verfügbare Elektronen.
Tiefentladene Bleiakkus haben noch eine Zellenspannung von etwa 0,2 -0,4 Volt.
Die Anzahl der verfügbaren Elektronen im Eletrolyten und die zur Reaktion mit dem Elektrolyten zur Verfügung stehende Oberfläche bestimmt hierbei grob gesagt den Innenwiderstand und die vorhandene Kapazität des Bleiakkumulators.
Der Innenwiderstand wiederum beinflusst den maximal entnehmbaren Strom. Ein voll geladener Bleiakku hat einen Innenwiderstand von etwa 0,001 - 0,01 Ohm bzw einer Kapazität von etwa 250 - 40Ah.
Entnimmt man einem voll geladenen Bleiakku nun einen (Anlass)-Strom von etwa 100A, fallen am Innenwiderstand der Batterie etwa 0,1 - 1 Volt ab, für den Anlasser stehen also nur noch etwa 11,9 - 11,0 Volt zur Verfügung.
Bleisulfat(PbSO4) hat im Gegensatz zu Bleioxid(PbO2) die Eigenschaft, sehr große Kristalle zu bilden. Dies passiert i.d.R. dann, wenn man einen Bleiakku lange Zeit im ungeladenen oder teilentladenen Zustand (unter 40%) verlässt oder sehr hohe Ströme entnimmt (z.B. bei Kurzschluss).
Grosse PbSO4 Kristalle haben weniger Reaktionsfläche und wandeln sich daher beim Aufladen langsamer wieder in PbO2 um als die gewichtsmässig gleiche Menge kleinerer PbSO4 Kristalle. Diesen Effekt nennt man Sulfatierung. Gleichzeitig hat PbSO4 eine geringere Oberflächenhaftung auf Pb als PbO2. Die PbSO4 Kristalle fallen deswegen leichter von den Elektroden ab und führen zum Verschlammen des Akkus womit im Endeffekt weniger reaktionsfähige Oberfläche entsteht. Ein solcher Akku ist i.d.R. dann nicht mehr aufladbar und ein Fall für's Recycling.
Zur Frage der Anlasserströme:
Ein kalter Motor hat geringere Lagerspiele und das Motoröl ist zähflüssiger. Zum Durchdrehen eines kalten Motors ist also mehr Leistung und damit ein höherer Strom notwendig.
Auch dieser Zusammenhang ist nicht linear. Zum einen hat der Akku ja meist die (kalte) Lufttemperatur, womit dessen 'Reaktionsfähigkeit' beeinflusst wird und die damit entnehmbare Strommenge und Spannung (Innenwiderstand) begrenzt wird.
Zum Schluss zur Gretchenfrage, wann ein Bleiakku ausgetauscht werden sollte:
chemisch: wenn sich selbst nach sehr langer Ladezeit die Dichte des Elektrolyten nicht auf 1,28g/cm³ bringen lässt
elektrisch: wenn die Batteriespannung beim Anlassvorgang auch bei guten Bedingungen schnell auf unter 9Volt sinkt.
Ein Anhaltspunkt hierfür ist auch, wenn die Leerlaufspannung innerhalb von 15-20Minuten nach Ende des Ladevorgangs auf deutlich unter 12 Volt sinkt.
Wer das alles verstanden hat, kann jetz auch vielleicht berechnen wie lange man das Licht brennen lassen kann um hinterher noch den Motor anlassen zu können....
LG
Christian
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67 Antworten
Klar kann man das ausrechnen.
Ein Beispiel:
Es ist ein Beispiel, wie lange eine Batterie ungeladen nur mit dem Ruhestrom des Fahrzeugs belastet werden kann (z.B. während des Überwinterns).
Gegeben:
Ruhestrom: 20mA
Batteriekapazität: 63 Ah
Rechnung:
(Batteriekapazität x 1.000) / (Stunden pro Tag x Ruhestrom) = Tage bis zur völligen Entleerung
-> (63 Ah x 1.000) / (24 Stunden x 20 mA) = 131,25 Tage
Somit ist deine Batterie nach gut 131 Tagen vollkommen am Ende ;)
Dese Rechnung musst du natürlich auf das Abblendlicht anpassen.
Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich :D
Gruß Olli
Jop, nur ist mir gerade aufgefallen, dass dies nicht so ganz genau geht, da das Licht ja nicht sofort ausschaltet wenn die Spannungs sinkt.
Dein Beispiel ist jetzt evt für eine nagelneue voll aufgeladene Batterie gültig. Aber ne gebrauchte hat wahrscheinlich nicht mehr volle 63 Ah.
Die Angabe ist bis zum völligen Ende, oder. Heißt nach 1 h lang 63 Ampere hat die Batterie 0 Volt. Heißt das bereits 30 Ampere reichen damit ein Auto nicht anspringt?
Würde ich so ungefähr sehen, bin da aber leider auch kein Experte ;)
Hoffentlich findet sich noch ein Experte. Finde das ganze Thema tierisch interessant.
Hallo micci,
Leider funktionieren die Blei-Akkumulatoren (Autobatterie) nicht so ganz einfach linear - es sind da einige Faktoren zu berücksichtigen.
Da sich in der Batterie beim Laden und Entladen ein chemisch-physikalischer Prozeß abspielt, sind die wichtigste Einflussgrösse bei Blei-Akkumulatiren der tatsächliche Ladezustand und die Temperatur.
Gängige Autobatterien haben 40Ah bis 55Ah (Amperestunden) Kapazität bei einer Spannung von 12V. So eine Batterie hat folglich eine maximale Gesamtkapazität von 480Wh bis 660Wh bzw. 0,48kWh bis 0,66kWh (Kilowattstunden). 40Ah x 12V = 480Wh = 0,48kWh.
Das gilt nur für komplett aufgeladene Blei-Akkumulatoren.
Eine konventionelle PKW-Beleuchtung hat einen Leistungsbedarf von 120-150Watt - rein theoretisch könnte man mit einer 40Ah Batterie damit das Licht für etwa 4 Stunden in Betrieb halten - aber nur theoretisch.
Bereits bei einer Restkapazität von 25% sinkt die Batteriespannung auf unter 11 Volt, bei 20% auf 10 Volt usw. Ein weiterer Effekt ist, daß eine etwa zu 50% entladene Batterie bereits den doppleten Innewiderstand hat wie eine voll geladene.
Wenn es noch besonders kalt ist, hat die Batterie auch weniger Kapazität, da die chemische Reaktion nicht mehr so gut ablaufen kann.
Parallel erhöht sich mit sinkender Temperatur der Innenwiderstand.
Ein üblicher PKW-Anlasser braucht/hat etwa 1kW Leistung - Anlasserströme von bis zu 100Ampere sind keine Seltenheit.
Eine bereits zu 50% entladene Batterie kann diese Leistung kaum noch erbringen - i.d.R. wird es für ein zwei Anlassversuche noch gerade so langen - manchmal aber nicht mehr - gerade wenn es sehr kalt ist.
Jetzt kannst mal selbst rechnen bei welcher Temperatur und welcher Brenndauer der Beleuchtung der Wagen noch sicher Anspringen wird - es ist weit weniger Zeit als mancher so denkt....
LG
Christian
Zitat:
t ist, daß eine etwa zu 50% entladene Batterie bereits den doppleten Innewiderstand hat wie eine voll geladene.
Warum hat sie dann einen doppelten Widerstand?
Mir gehts ja darum, dass ich weiß ab wann eine alte Batterie ausgetauscht gehört. Wie viel Watt beim anlassen genau benötigt werden, wird wohl immer unterschiedlich sein. Oder gibt es da feste Werte?
Ein voll aufgeladener Bleiakkumulator hat normalerweise eine Zellenspannung von 2,05 Volt. Bei 6 in Reihe geschalteten Zellen sind das dann 12,3 Volt. Ist die Batterie auf etwa 40% seiner Kapazität entladen sinkt diese Spannung auf etwa 11 Volt.
Die Spannungswerte sagen dabei zunächst mal nur anhaltsweise etwas über den Ladezustand aus, der wirkliche Ladezustand lässt sich nur über die Dichte des Elektrolyten (Schwefelsäure) ermitteln.
Der Bleiakku besteht aus zwei Elektroden:
Im voll geladenen Zustand aus einer negativen aus reinem Blei (Pb) und der positiven aus Blei(IV)oxid (PbO2). tatsächlich ist die positive Elektrode auch aus Blei, nur die Obefläche besteht aus PbO2.
Der Elektrolyt hat hierbei die höchste Schwefelsäure (H2SO4) Konzentration von 38% und damit eine Dichte (spezifisches Gewicht) von 1,28g/cm³ und damit auch die höchste Anzahl verfügbarer Elektronen.
Im entladenen Zustand bestehen die Oberflächen beider Elektroden aus Blei(II)-sulfat (PbSO4). Die Schwefelsäure-Konzentration beträgt dann nur noch etwa 5% und der Elektrolyt hat dann eine Dichte von etwa 1,1 g/cm³ und nur noch sehr wenige verfügbare Elektronen.
Tiefentladene Bleiakkus haben noch eine Zellenspannung von etwa 0,2 -0,4 Volt.
Die Anzahl der verfügbaren Elektronen im Eletrolyten und die zur Reaktion mit dem Elektrolyten zur Verfügung stehende Oberfläche bestimmt hierbei grob gesagt den Innenwiderstand und die vorhandene Kapazität des Bleiakkumulators.
Der Innenwiderstand wiederum beinflusst den maximal entnehmbaren Strom. Ein voll geladener Bleiakku hat einen Innenwiderstand von etwa 0,001 - 0,01 Ohm bzw einer Kapazität von etwa 250 - 40Ah.
Entnimmt man einem voll geladenen Bleiakku nun einen (Anlass)-Strom von etwa 100A, fallen am Innenwiderstand der Batterie etwa 0,1 - 1 Volt ab, für den Anlasser stehen also nur noch etwa 11,9 - 11,0 Volt zur Verfügung.
Bleisulfat(PbSO4) hat im Gegensatz zu Bleioxid(PbO2) die Eigenschaft, sehr große Kristalle zu bilden. Dies passiert i.d.R. dann, wenn man einen Bleiakku lange Zeit im ungeladenen oder teilentladenen Zustand (unter 40%) verlässt oder sehr hohe Ströme entnimmt (z.B. bei Kurzschluss).
Grosse PbSO4 Kristalle haben weniger Reaktionsfläche und wandeln sich daher beim Aufladen langsamer wieder in PbO2 um als die gewichtsmässig gleiche Menge kleinerer PbSO4 Kristalle. Diesen Effekt nennt man Sulfatierung. Gleichzeitig hat PbSO4 eine geringere Oberflächenhaftung auf Pb als PbO2. Die PbSO4 Kristalle fallen deswegen leichter von den Elektroden ab und führen zum Verschlammen des Akkus womit im Endeffekt weniger reaktionsfähige Oberfläche entsteht. Ein solcher Akku ist i.d.R. dann nicht mehr aufladbar und ein Fall für's Recycling.
Zur Frage der Anlasserströme:
Ein kalter Motor hat geringere Lagerspiele und das Motoröl ist zähflüssiger. Zum Durchdrehen eines kalten Motors ist also mehr Leistung und damit ein höherer Strom notwendig.
Auch dieser Zusammenhang ist nicht linear. Zum einen hat der Akku ja meist die (kalte) Lufttemperatur, womit dessen 'Reaktionsfähigkeit' beeinflusst wird und die damit entnehmbare Strommenge und Spannung (Innenwiderstand) begrenzt wird.
Zum Schluss zur Gretchenfrage, wann ein Bleiakku ausgetauscht werden sollte:
chemisch: wenn sich selbst nach sehr langer Ladezeit die Dichte des Elektrolyten nicht auf 1,28g/cm³ bringen lässt
elektrisch: wenn die Batteriespannung beim Anlassvorgang auch bei guten Bedingungen schnell auf unter 9Volt sinkt.
Ein Anhaltspunkt hierfür ist auch, wenn die Leerlaufspannung innerhalb von 15-20Minuten nach Ende des Ladevorgangs auf deutlich unter 12 Volt sinkt.
Wer das alles verstanden hat, kann jetz auch vielleicht berechnen wie lange man das Licht brennen lassen kann um hinterher noch den Motor anlassen zu können....
LG
Christian
Moin Christian!
Sehr schöne Erklärung, danke!
Ich hoffe, daß jetzt vllt. auch anderen Lesern hier klar wird, warum (gerade im Winter) eben nicht die `dickere´ Batterie auch die bessere Wahl ist.
Mehr ist eben doch nicht immer mehr ;)
Grüße vom Onkel
Hallo zusammen,
hier noch etwas Lesefutter:
http://www.dvddemystifiziert.de/batterien/carfaq4.html#ocv_soc
http://batteryuniversity.com/partone-13-german.htm
Gruß
Zitat:
Entnimmt man einem voll geladenen Bleiakku nun einen (Anlass)-Strom von etwa 100A, fallen am Innenwiderstand der Batterie etwa 0,1 - 1 Volt ab, für den Anlasser stehen also nur noch etwa 11,9 - 11,0 Volt zur Verfügung.
Hab das noch nicht so ganz verstanden. Warum fällt beim Innenwiderstand die Spannung ab?
@micci
Ich hab schon darauf gwartet, daß von Dir so eine Frage kommt:
das ist schlichtweg das Ohmsche Gesetz :
So was lernt man in der 8./9. Klasse (oder auch nicht...)
In einem geschlossenen Stromkreis fällt an jedem sich in diesem Stromkreis befindlichen Widerstand eine Spannung ab die proportional zu dem ihn durchfliessenden Strom entspricht.
Fliesst durch einen Bleiakkumalotor mit 0,01 Ohm Innenwiderstand ein Strom von 100 Ampere fällt an diesem Innenwiderstand eine Spannung von 0,01 Ohm x 100 Ampere = 1 Volt ab.
Noch Fragen ?
LG
Christian
War auf der Hauptschule. Glaub da lernt man sowas nicht. :D
Muss mir das nochmal alles durch den Kopf gehen lassen. Evtl kommen noch ein paar Fragen.
Ist die dichte messbar ? Wenn beim starten die spannung unter 9 volt fällt dann müsste nach einen fehlgeschlagenen startvorgang die leerlaufspannung 10 volt betragen?
Zitat:
Ist die dichte messbar ?
Ja, mit eineme Säure-Heber in dem ein Aräometer eingebaut ist. Dazu müssen die Zellen geöffnet werden. Manche Akkus haben Schraubdeckel auf den Zellen. Die meisten so genannten wartungsfreien Bleiakkus haben eine aufgeklebte Abdeckung mit darunter liegenden Deckeln.
Zitat:
Wenn beim starten die spannung unter 9 volt fällt dann müsste nach einen fehlgeschlagenen startvorgang die leerlaufspannung 10 volt betragen?
Nicht unbedingt aber meistens 10-11 V