Elektrische Energie- und Startsysteme (3) 15.04.2017, 06:28
Starterbatterien: Kenngrößen einer Batterie, Nennspannung U, Nennkapazität, Kälteprüfstrom.
Fahrzeugantriebe: Elektrische Energie- und Startsysteme (3)
Kenngrößen einer Batterie
Die Kennzeichnung einer Batterie enthält neben der neunstelligen »Europäischen Teile-Nummer« (= ETN) Angaben über die Nennspannung U in Volt [V], die Nennkapazität K in Amperestunden [Ah] und den Kälteprüfstrom I in Ampere [A].
Beispiel: (Die nachstehend genannte Batterie 12 V 120 Ah 1100 A ist in einem 13 t schweren Radlader eingebaut. Da der Starter für seinen Antrieb 24 Volt benötigt, werden zwei Batterien in Reihe geschaltet.)
620 045 068
12 V 120 Ah 1100 A
Der Aufdruck bedeutet:
– ETN 620 045 068
– 12 V: Nennspannung UN
– 120 Ah: Nennkapazität K20
– 1100 A: Kälteprüfstrom ICC
Nennspannung UN
Die Nennspannung ist das Produkt aus Nenn-Zellenspannung und Zellenzahl. Für eine geladene 6-zellige Blei-Säure-Batterie wären dies z. B. UN = 6 • 2,4 V = 14,4 V. Traditionell hat sich die Bezeichnung 12-V-Batterie durchgesetzt; auf Fahrzeuggeneratoren dagegen kann der Spannungswert 14 V angegeben sein.
Bordnetze mit 24 V Nennspannung heißen häufig auch 28-V-Bordnetze; dabei geht man von der Generatorspannung aus. Dasselbe gilt für die (noch) seltenen Bordnetze mit 36 V Nennspannung, die – ebenfalls generatorbezogen – 42-V-Bordnetze heißen.
Nennkapazität K20
Eine Batterie speichert elektrische Ladungen. Ihr Ladungs-Speichervermögen heißt Kapazität. Der Minusplattensatz der geladenen Batterie besitzt gegenüber dem Plusplattensatz Elektronenüberschuss. Kleine elektrische Ladungsmengen werden in Coulomb gemessen (Abkürzung C). 1 C entspricht 6,24 • 1018 Elektronen. Die elektrische Ladung kann nicht gemessen werden; sie wird aus der Stromstärke und der Ladezeit berechnet. 1 C Ladung sammelt sich an, wenn 1 s lang 1 A Strom fließt.
Aus Kapazität K, Entladestrom I und Entladezeit t ergibt sich:
K = l • t. Die Strommenge, die in einer bestimmten Zeit beim Entladen abgegeben wird, erhalten wir durch Umstellen der Gleichung: I = K : t.
Weil die Lade- oder Entladezeit einer Batterie nicht in Sekunden s, sondern in Stunden h gemessen wird, hat die einer Batterie zugeführte oder entnommene Ladung die Maßeinheit Amperestunden Ah.
Die Nennkapazität K20 bezieht sich auf eine 20 Stunden dauernde, gleichmäßige Entladung bei einer Elektrolyt-Anfangstemperatur von +27 °C. Der Zahlenwert des Entladestromes ist somit 1/20 vom Zahlenwert der Kapazität. Beispiel: Bei einer 120-Ah-Batterie dürfte der Entladestrom 120 Ah : 20 h = 6,0 A betragen.
(Erläuterung: Das Formelzeichen für die elektrische Ladung ist Q. Bei Batterien wird nicht die Ladung, sondern genauer die speicherbare elektrische Ladung angegeben; sie ist die Batteriekapazität und wird mit dem Buchstaben K gekennzeichnet.)
Kälteprüfstrom ICC
Bei winterlichen Temperaturen verlangsamen sich die chemischen Reaktionen im Inneren der Batterie. Im Motor treten höhere Reibungswiderstände auf, das Motoröl ist zähflüssiger und die Verbrennung schlechter. Deshalb wird für das Anlassen eines kalten Motors wesentlich mehr Energie als bei Plusgraden benötigt.
Bild 10: Eine vollgeladene Batterie leistet umso weniger, je kälter der Elektrolyt ist
Der Kälteprüfstrom ist ein Maß dafür, wie gut sich die Batterie für einen Kaltstart eignet. Die Stromangabe bezieht sich auf –18 °C Säuretemperatur zu Beginn der Kälteprüfstrom-Entnahme. Den Einfluss der Elektrolyttemperatur auf das Leistungsvermögen einer vollgeladenen Batterie zeigt Bild 10.
Hinweis: Als Formelzeichen für den Kälteprüfstrom wurde früher IK geschrieben. Nach der europäischen Anpassung wird jetzt die Bezeichnung ICC oder ICCA verwendet. CCA steht für Cold Cranking Amps. (Der englische Fachbegriff für Startstrom ist cranking amps, aus dem sich die Abkürzung CA ableitet).
