Technische Information: Die (Blei-)Batterie

Hier solltest du als Erstes nachschauen, falls du eine Frage hast, denn Antworten auf die häufigsten Fragen sind hier ausführlich beantwortet.
Auch ist die Wissensbasis der perfekte Einstieg, um Grundlagen rund um den Wohnmobil-(Aus)Bau zu erfahren...
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Krabbe
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Technische Information: Die (Blei-)Batterie

#1 Beitrag von Krabbe » Mi 23 Mai 2007 17:21

Technische Information: Die (Blei-)Batterie.
(Zum letzten Mal überarbeitet 25.05.2007)

Einleitung

Zu Beginn sei zunächst gesagt, dass der Ausdruck Batterie in diesem Zusammenhang eigentlich falsch ist. Denn bei einer Batterie handelt es sich richtiger weise um einen nicht wieder aufladbaren Energiespeicher. Unsere KfZ-Batterien sind aber aufladbar und somit eigentlich Akkumulatoren, kurz Akkus. Nichts desto trotz werde ich in diesem Beitrag weiterhin den üblichen Ausdruck der Batterie verwenden.

Das in diesem Beitrag geschriebene gilt so nur für üblicherweise in KFZ und Wohnmobilen verwendete Bleibatterien. Akkus für andere Anwendungszwecke haben teilweise andere Aufbauten oder sind aufgrund Ihrer chemischen Zusammensetzung völlig andere Produkte mit völlig verschiedenen Eigenschaften. (So muss z. B. ein NiCd-Akku bekanntermaßen immer völlig entladen werden, um ihn nicht zu schädigen. Ein Bleiakku kann durch einmaliges Tiefentladen zerstört werden.)
Alle Spannungsangaben gelten für 12 V Nassbatterien, wenn nichts anderes dabei steht.
(AGM und Gel-Batterien haben davon leicht abweichende Spezifikationen)



Elektrotechnische Grundlage

Als elektrotechnische Grundlage sollten zumindest die Grundeinheiten und Begriffe sowie deren Zusammenhänge bekannt sein:

Spannung (U), gemessen in Volt [V]
Strom(stärke) (I), gemessen in Ampere [A]
Leistung (P), gemessen in Watt [W]
Widerstand (R), gemessen in Ohm

P = U x I (Leistung [in Watt] = Spannung [in Volt] x Stromstärke[ in Ampere])
I = P / U (Stromstärke [in Ampere] = Leistung [in Watt] durch Spannung([in Volt])

Zur Verdeutlichung für elektrisch völlig unbelastete möchte ich hier das (zugegeben etwas hinkende) Bild des Wasserschlauches aufzeigen:
Die elektrische Spannung könnte man sich als die Strömungsgeschwindigkeit vorstellen und den elektrischen Strom (die Stromstärke) als den Wasserdruck. Um jetzt eine bestimmte Leistung mit dem Wasser zu erbringen (z. B. das Antreiben eines Schaufelrades einer Mühle) muss eine bestimmte Menge Wasser mit einem bestimmten Druck gegen das Schaufelrad drücken. Ist die Strömungsgeschwindigkeit niedriger, so muss der Druck höher sein und umgekehrt.

Dazu kommt bei Batterien noch die Kapazität (also die gespeicherte elektrische Energie) in Amperestunden (Ah) = Strom (A) x Zeit (h), d. h. (zumindest theoretisch) das das Produkt aus Stromstärke und Zeit der Batterie entnommen werden kann.

Auch das Ohmsche Gesetzt kann später noch helfen: U=R x I



Aufbau der (Blei-)Batterie und chemische Vorgänge

Eine handelsübliche 12 V Bleibatterie besteht aus 6 miteinander verbundenen (in Reihe geschalteten) Batteriezellen. Jede dieser Zellen besteht wiederum aus zwei Elektroden (einer positiven Kathode und einer negativen Anode) die von einem Elektrolyt umgeben sind.
Kathode und Anode liegen in der Batterie in Form von „Bleiplatten“ vor, welche abwechselnd nebeneinander montiert sind. Die Kathode besteht aus Bleidioxid (PbO2) , die Anode aus Blei(schlamm) (Pb). Als Elektrolyt dient verdünnte Schwefelsäure (H2SO4).

Wird nun ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, dann gibt die Batterie elektrische Energie ab und es fließt ein Strom. Im Gegenzug kann durch anschließen einer Spannungsquelle der Vorgang auch umgekehrt werden und elektrische Energie wird eingelagert.

Im Inneren der Batterie lauf dabei die folgenden chemischen Prozesse ab:
Entladen: PbO2 + Pb + H2SO4 wird zu 2PbSO4 + H20 dabei wird elektrische Energie frei. (PbSO4 = Bleisulfat)
Laden: 2 PbSO4 + H20 > PbO2 + Pb + H2SO4 Dazu muss elektrische Energie zugeführt werden.

Also beim entladen wird aus dem Bleidioxid und dem Blei der „Platten“ Bleisulfat (PbSO4), als Nebenprodukt bleibt Wasser. Beim Laden wird dieser Vorgang rückgängig gemacht.

Hier sein schon angemerkt, dass das PbSO4 dazu neigt (große) kristalline Strukturen zu bilden. Dieses kristalline Bleisulfat kann nicht mehr umgewandelt werden.

In der Praxis werden dem Blei oft noch Legierungen zugesetzt, womit die chemischen Eigenschaften je nach Anwendungsfall beeinflusst werden.



Verschiedene Arten von Bleibatterien:

Bleibatterien werden je nach Art, Aufbau und Ausführung unterschieden.

Ein geläufiges Unterscheidungsmerkmal ist die Form des Elektrolyts:
Ist das Elektrolyt in flüssiger Form ungebunden in der Batterie vorhanden, dann sprechen wir von einer (Blei-)Säurebatterie. oder Nassbatterie
Von einer (Blei-)Gelbatterie sprechen wir, wenn das Elektrolyt als Gel in der Batterie vorliegt. Dazu ist die Schwefelsäure z. B. in einem Kieselsäuregel gebunden.
Vließbatterien oder auch AGM-Batterien (Absorbed Glass Mat) nennt man Batterien, bei denen das Elektrolyt in einer dünnen Bor-Silikat-Glasfasermatte, die zwischen die Bleiplatten gelegt ist, gebunden wird. Eine Sonderform der AGM-Batterien sind die Wickelzellen-Batterien oder auch Rundzellen-Batterien, bei denen die Bleiplatten von Anode und Kathode zusammen spiralförmig aufgewickelt sind.

Bei den Nassbatterien (und hierbei speziell bei den Starterbatterien)unterscheidet man je nach Legierungsmetallen bzw. Material der Elektroden:
„Standartbatterien“ (Sb/Sb) haben positive und negative Blei-Antimon (Sb) -Platten.
„wartungsarme“ Nasszellen (Sb/Ca) haben positive Blei-Antimon-Platten und negative Blei-Calzium (Ca) –Platten.
„wartungsfreie“ Nasszellen (Ca/Ca) haben positive und negative Blei-Calcium-Platten. Zu erkennen sind sie oft daran, dass die meisten „wartungsfreien“ Batterien keine Verschlussstopfen haben und somit kein Wasser nachgefüllt werden kann. (Als „wartungsfreie“ Batterien werden teilweise auch AGM-Batterien verkauft.]
Die Unterscheidung nach der „Wartungsfreiheit“ kommt von einer abnehmenden Neigung zum Wasserverlust und geringerer Empfindlichkeit gegen (geringfügige) Überladung. Erkauft werden diese Vorteile jedoch u. a. mit geringerer mechanischer Stabilität, und höherer Empfindlichkeit gegen Tiefentladen.

Unterscheidung aufgrund der Zyklenfestigkeit:
Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal von Bleibatterien ist deren Zyklenfestigkeit.
Hierbei unterscheidet mal i. A. zwischen den nicht zyklenfesten Starterbatterien und der Gruppe der zyklenfesten Batterien.
Starterbatterien sind dazu ausgelegt beim Startvorgang kurzzeitig einen hohen Strom abzugeben und danach sofort wieder aufgeladen zu werden. Dies soll auch bei niedrigen Temperaturen noch sicher funktionieren. Dabei wird der Batterie typischer weise immer nur ein geringer Teil Ihrer (Nenn-)Kapazität entnommen. Zu erkennen sind sie auch an der Ampere-Angabe, die in Klammern hinter der Kapazität (in Ah) steht und den Kaltstartstrom angibt. Solch eine Angabe haben zyklenfeste Batterien nicht.
Zyklenfeste Batterien sind dafür ausgelegt, dass sie Lade- und Entladezyklen durchlaufen. D. h., dass sie über einen gewissen Zeitraum mit geringerem bis mittlerem Strom entladen werden und sie erst danach wieder voll geladen werden. Dabei kann ihnen während eines Zyklus ein großer Teil ihrer Nennkapazität entnommen werden.

Diese Unterscheidung hat nichts mit der Form des Elektrolyts zu tun. Es gibt sowohl Gel- oder AGM.Batterien, welche als Starterbatterien ausgelegt sind als auch zyklenfeste Nassbatterien.

Diesen unterschiedlichen Eigenschaften bzw. Verwendungszwecken wird man mit unterschiedlichen Aufbauten der Batterien gerecht. Für das kurzzeitige Bereitstellen großer Ströme verfügt die Starterbatterie über möglichst große Übergangsflächen zwischen Elektroden und Elektrolyt. Dafür haben sie z. B. dünnere „Platten“. Teilweise sind diese auch durchlöchert bzw. haben eine poröse Struktur, oder das Blei liegt (teilweise) in Form von Bleischlamm in speziellen „Taschen“ vor. Zyklenfeste Batterien haben im Gegensatz dazu dickere und „festere“ „Platten“.

Bei den Starterbatterien gibt es neben den üblicherweise überall im Handel erhältlichen Standart-, „wartungsarmen“- oder „wartungsfreien-“ Nassbatterien viele weitere Typen mit speziellen Eigenschaften wie z. B. spezielle Batterien für heiße oder tropische Regionen (mit teilweise anderer Säuredichte), spezielle Batterien für den Einsatz bei starken Erschütterungen und Vibrationen wie z. B. im „harten“ Geländeeinsatz, , usw. Bei den „Spezialbatterien“ findet man dann auch vermehrt AGM oder Blei-Gel-Starterbatterien, z. B. für den Einsatz in Geländefahrzeugen oder Baumaschinen (Vibrationsunempfindlicher) oder für den Einsatz auf Wasserfahrzeugen (Lageunempfindlich und Seewasserfest, Schwefelsäure darf nicht in Berührung mit Salzwasser kommen, es entsteht Chlorgas.)
Wobei zu bemerken ist, dass sich Gelbatterien aufgrund ihres Aufbaus weniger gut als Starterbatterien eignen. Insbesondere aufgrund des im Gel festgelegten Elektrolyts können sie (bei gleicher Baugröße) nur einen deutlich geringeren Strom liefern als vergleichbar große Nassbatterien. Anders sieht es bei AGM-Batterien aus. Obwohl sie den Gelbatterien sehr ähnlich sind (und teilweise AGM-Batterien als Gelbatterien verkauft werden / wurden) sind sie in der Lage deutlich höhere Ströme zu liefern und sind daher besser als Starterbatterie geeignet. Ein Beispiel sind die AGM-Rundzellenbatterien, die hier teilweise Nassbatterien übertreffen.

Zyklenfeste Batterien werden u. a. unter den Bezeichnungen Aufbaubatterie, Solarbatterie, Antriebsbatterie oder auch Beleuchtungsbatterie vertrieben. Diese Batterien sind (zumindest bei den für Wohnmobile relevanten Typen) eigentlich alle gleich oder zumindest sehr ähnlich aufgebaut und somit als gleichwertig anzusehen. Einen guten Vertreter der zyklenfesten (Nass)batterien stellen die sogenannten Panzerplatten-Batterien dar. Diese sind aufgrund ihres Gewichtes jedoch eher für große Wohnmobile auf LKW Basis geeignet



Vor- und Nachteile einzelner Batteriearten

Nassbatterien

+ Gute Verfügbarkeit
+ Große Auswahl
+ Günstiger Preis
+ Hohe Stromentnahmen möglich
+ Geringer Anspruch an die Ladetechnik
+ Mit verschiedenen Säuredichten für verschiedene Klimazonen einstellbar
+ Elektrolyt kann aufgefüllt werden

- Beim laden kann schnell Wasserstoff frei werden
- Elektrolyt kann auslaufen
- Höhere Selbstentladung
- Geringere Rüttelfestigkeit
- Lagerung im leeren Zustand zerstört die Batterie sehr schnell

Gel-Batterien
+ Lageunabhängig zu betreiben
+ Elektrolyt kann nicht auslaufen
+ Im regulären Betrieb wird kein Wasserstoff frei
+ Hohe Rüttelfestigkeit
+ Geringere Selbstentladung
+ Kurzzeitig entladen lagerfähig (bis max. 1 Monat nur geringe Schädigung)

- Höherer Preis
- Höheres Gewicht
- Geringere Stromentnahme möglich, nur geringer Kaltstartstrom möglich
- Anspruchsvoll in Bezug auf die Ladetechnik
- Elektrolyt nicht mehr nachfüllbar
- Geringere Eignung für heißes und kaltes Klima


AGM-Batterien
+ Nahezu Lageunabhängig zu betreiben
+ Elektrolyt kann nicht auslaufen
+ Im regulären Betrieb wird kein Wasserstoff frei
+ Kurzzeitig entladen lagerfähig (bis max. 1 Monat zur geringe Schädigung)

- Höherer Preis
- Sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Ladetechnik
- Elektrolyt nicht mehr nachfüllbar
- Geringe Eignung für heißes Klima

Rundzellen-AGM-Batterien

+ Hohe Stromentnahmen möglich
+ Nahezu Lageunabhängig zu betreiben
+ Sehr hohe Rüttelfestigkeit
+ Elektrolyt kann nicht auslaufen
+ Im regulären Betrieb wird kein Wasserstoff frei
+ kompakte Bauform
+ hohe Zyklenanzahl möglich bzw. tiefere Entladung möglich
+ Je nach Modell relative hohe Ladespannungen und -ströme möglich

- Lagerung im leeren Zustand zerstört die Batterie sehr schnell
- Elektrolyt nicht mehr nachfüllbar



Nennkapazität einer Bleibatterie

Ein wichtiges Kriterium für die Auswahl einer Batterie ist Ihre Kapazität, also die in ihr gespeicherte Energiemenge. Die Nennkapazität ist im allgemeinen auch auf der Batterie angegeben. Doch zumindest bei vielen zyklenfesten Batterien finden sich hier mehrer unterschiedliche Kapazitätsangaben, z. B. in der Form:
75 Ah (k5), 95 Ah (k20), 105 Ah (k100) (* siehe Anmerkung unten)
Doch kann eine Batterie verschiedene Kapazitäten haben?
Die Antwort: Ja, sie kann. Und zwar hängt die Kapazität einer Bleibatterie von der Höhe des Entladestromes ab. Je geringer der Entladestrom, desto höher ist die Kapazität der Batterie.
Stark vereinfacht ausgedrückt liegt das daran, das die chemischen Prozesse dann in Ruhe ablaufen können, das ganze chemische Material in der Batterie umgewandelt werden kann und die Verluste durch Temperaturerhöhung der Batterie klein bleiben.
Der in Klammern angegebene k-Wert entspricht der Entladezeit, über die die Batterie mit einem gleichmäßigem Strom entladen wird.
Somit könnten der Batterie aus dem obigen Beispiel bei einem konstanten Entladestrom von 15 A max. 75 Ah entnommen werden (15A x 5 h = 75 Ah), bei einem Entladestrom von 4,75 A max. 95 Ah und bei einem Entladestrom von 1,05 A max. 105 Ah.
Anmerkung: Nicht alle Batterien tragen mehrere Kapazitätsangaben. Bei Starterbatterien ist i.d.R nur eine Kapazitätsangabe vorhanden, dies ist der k20 Wert. Bei Antriebsbatterien sind teilweise auch nur der k5 oder der k5 und der k20 Wert angegeben, bei Solarbatterien nur der k100 Wert. Beim Vergleichen verschiedener Batterien sollte man also immer genau hinsehen mit welcher Angabe eine Batterie gekennzeichnet ist.

Des weiteren bleibt die Kapazität einer Bleibatterie nicht über ihre Lebensdauer konstant. Zunächst steigt Ihre Kapazität während der ersten Zyklen noch etwas an, da eine neue Batterie erst formatiert werden muss. Sie hat dann sogar eine etwas höhere Kapazität als angegeben. Dann beginnt jedoch der an anderer Stelle beschriebene langsame Zersetzungsprozess, während dem die Batterie chemisch aktive Masse (und somit auch die Fähigkeit elektrische Energie zu speichern) verliert und somit auch an Kapazität einbüßt.

Als dritter Faktor kommt noch die Batterietemperatur hinzu. Mit abnehmender Temperatur verringert sich ebenfalls die nutzbare Kapazität der Batterie. So hat eine Nassbatterie bei 0°C nur noch 80% ihrer eigentlichen Kapazität und bei -20°C lediglich noch 50%. Bei Gel-Batterien ist dieser Verlauf noch schlechter.

Auch sollte man beachten, dass einem die Nennkapazität der Batterie nur theoretisch zur Verfügung steht. Insbesondere bei der Auslegung der Batteriekapazität sollte man zwei Dinge beachten, die die sinnvoll nutzbare Kapazität einschränken:
Im Kapitel zum Laden der Batterie ist beschrieben, dass ein vollständiges Laden mehrere Stunden dauert und möglichst mit einem geregeltem Ladegerät entsprechend einer bestimmten Ladekennlinie erfolgen sollte. Wenn nun die Batterie (auf Reise im Urlaub) überwiegend über die Lichtmaschine geladen wird, weil keine Campingplätze mit Netzstrom angefahren werden und keine bzw. nur eine kleine Solaranlage vorhanden ist oder das Wetter zu schlecht ist, als dass die Solaranlage die Batterien komplett laden könnte, dann sollte man davon ausgehen, dass die Batterie nur zu max. 80 % geladen ist.
Des weiteren wird im Abschnitt „Alterung einer Batterie“ darauf hingewiesen, dass ein Normzyklus lediglich ein Entladen der Batterie zu 75% darstellt, d. h. 25 % der Kapazität verbleiben in der Batterie. Dieser Wert wurde nicht willkürlich gewählt, sondern beruht auf der Tatsache, dass ein zu weites entladen zur vermehrten Bildung von Sulfatkristallen führt und die Batterie somit schneller altert. Nassbatterien sollen maximal zu 75% (in Ausnahmen bis 80%) entladen werden (Also bis zu einer Restkapazität von 20% – 25%). Gel-Batterien sollen meist sogar nur bis max. ca. 60 – 70 % entladen werden (also bis zu einer Restkapazität von 30 – 40 %), um eine hohe Zyklenanzahl zu bestehen. Ideal für ein langes Batterieleben wären bei allen Bleibatterien sowieso nur Entladetiefen bis max. 50 %, bzw. wenn diese überschritten werden müssen sofortiges Aufladen danach.
Wenn wir nun also davon ausgehen müssen, das unsere Batterie auf Reise ggf. nur zu 80 % geladen ist und nur maximal bis auf 25% - 40 % ihrer Kapazität entladen werden soll, dann bleiben ganz grob noch 50% der Kapazität als sinnvoll nutzbare Kapazität, bzw. als die Kapazität, nach der man die Batterie auswählen sollte, um ein langes Batterieleben zu gewährleisten.

Dimensionierung der Batterie

Wie gerade geschrieben sollte eine Bleibatterie im Idealfall von der Kapazität her so ausgewählt werden, dass 50 % ihrer Nennkapazität den regelmäßigen Energiebedarf decken.
Zur Ermittlung des Energiebedarfes werde ich bei Gelegenheit in einem weiteren Beitrag etwas schreiben, kurz wurde auch im Beitrag zur 12 V-Anlage darauf eingegangen. Deshalb hier auch nur eine Kurzanleitung:
Zur Ermittlung des Energiebedarfes benötigt man die Anschlusswerte der elektrischen Verbraucher (entweder die Leistung in Watt, oder die Stromaufnahme in Ampere). Die Leistungsaufnahme rechnet man in A um (Leitung / 12 V = Strom in A).
Nun muss man sich Gedanken über die jeweilige tägliche Einschaltdauer der Geräte machen.
Das Ganze multipliziert (Strom x Einschaltdauer in h) und für alle Geräte addiert ergibt die notwendige Batteriekapazität in Ah.

Kennzeichnung der Batterie

Abgesehen von der Art der Batterie sind die technischen Daten der Batterie ein wichtiges Unterscheidungskriterium. So sind die Bleibatterien auch entsprechend gekennzeichnet.

In der Regel verwenden wir im Wohnmobilbereich Batterien mit einer Spannung von 12 V. Neben der Spannung ist die Batterie(nenn)kapazität in Ah ein wichtiges Kriterium, welches i. d. R. direkt neben der Spannung auf der Batterie steht.
Bei Starterbatterien steht hinter der Kapazitätsangabe in Klammern der Kaltstartstrom in A (Ampere).
Die Batteriegrößen, Kapazitäten und Formen der Pole von Fahrzeugbatterien sind genormt. Dementsprechend tragen diese Batterien zusätzlich noch entsprechende Angaben bzw. Nummern, welche ein einfaches Zuordnen zulassen.


Ladezustand der Batterie

In der Praxis ist der Ladezustand bzw. die Kenntnis der Restkapazität der Batterie eine wichtige Größe. Sei es, um Sicher zu stellen, dass die Batterie nicht zu weit entladen wird, oder um zu Wissen, wie lang die Energiereserven voraussichtlich noch reichen werden.
Und eigentlich ist das Messen des Ladezustandes auch recht einfach. So geben entweder die Batterieruhespannung oder die Säuredichte ein recht genaues Bild des Ladezustandes.
Doch hat das Ganze in der Praxis leider einen kleinen Haken. Die Messung der Säuredichte ist nur bei nachfüllbaren Nassbatterien möglich und bedeutet im Allgemeinen einigen Aufwand, da man an die Batterie heran muss und jeder Zelle mit dem Säureheber Batteriesäure entnehmen muss. Dazu kommt, dass man beim Umgang mit Batteriesäure besondere Vorsicht walten lassen sollte.
Die Messung der Batteriespannung ist dahingegen schon einiges einfacher. Doch auch hier liegt der Teufel im Detail. So ist der Aussagewert eines irgendwo angeschlossenen Voltmeters sehr zweifelhaft, da dieser Wert durch andere Verbraucher und Leitungsverluste behaftet sein kann. Das Voltmeter sollte daher direkt an den Batteriepolen angeschlossen werden, am Besten mit einem 2-Adrigen Kabel an beiden Polen. (2x0,5 mm² sind ausreichend, es darf kein weiterer Verbraucher angeschlossen sein.) Und auch diese Voltmeteranzeige zeigt im normalen Betrieb nicht dass, was wir eigentlich wissen wollen. Denn genaue Aussagekraft hat nur die Batterieruhespannung. D. h. die Spannung der unbelasteten Batterie, die (zumindest nach dem Laden oder dem entladen mit höheren Strömen) mehrere Stunden (ca. 4-5) geruht hat.
Jeder Verbraucher sowie natürlich eine Solaranlage verfälschen den Messwert bis zur Nutzlosigkeit. Ganz verteufeln will ich das Voltmeter aber nicht, es gibt zum einen eine grobe Aussage darüber, ob z. b. die Solaranlage läd und, wenn alle Verbraucher ausgeschaltet werden, dann erhält man zumeist noch einen groben, aber oft ausreichenden Anhaltswert.
Das nächste Problem bei der Bestimmung des Ladezustandes über die Batterieruhespannung oder die Säuredichte ist, dass man dann zwar eine Aussage über den Ladezustand erhält, nicht aber über die verfügbare Kapazität. Denn diese nimmt ja im Laufe des Batterielebens mehr oder weniger schnell ab.
Abhilfe kann hier ein so genanter Batteriecomputer schaffen, der die zugeführten und entnommenen Ströme misst und damit relativ genau die Restkapazität ermittelt. Diese Geräte gibt es von mehreren Herstellern und sie sind leider recht teuer.

Ladezustände und ihre typischen Spannungen und Säuredichten:

Ladezustand_Säuredichte_Ruhespannung (Nassbatterie)_Ruhespannung (Gel-Batterie)
100 %______1,27 kg/l__________12,65 V____________________12,78 V
_75 %______1,23 kg/l__________12,45 V____________________12,55 V
_50 %______1,20 kg/l__________12,24 V____________________12,30 V
_25 %______1,15 kg/l__________12,06 V____________________12,00 V
__0 %______1,12 kg/l__________11,89 V____________________11,80 V
(Je nach Batterie sind Abweichungen möglich. Die Spannungen gelten nur für intakte Batterien)



Selbstentladung von Batterien

Werden Bleibatterien nicht genutzt, so entladen sie sich dennoch langsam, auch wenn keine Verbraucher angeschlossen sind . Dieser Effekt ist bei Nassbatterien stärker als bei Gel-Batterien, doch sind auch diese betroffen. Wenn man die gelagerte Batterie nicht ständig an einem Automatikladegerät oder Erhaltungsladegerät angeschlossen lassen kann oder möchte muss daher regelmäßig der Ladezustand kontrolliert werden und die Batterie muss bei Bedarf aufgeladen werden. (Entladungen unter 50 % der Kapazität sind unbedingt zu vermeiden)



Laden von Bleibatterien

Das richtige Laden der Batterie ist Voraussetzung für eine wirklich volle Batterie und damit auch für ein langes Batterieleben. Es ist ein komplexer Vorgang, der hohe Anforderungen an die Ladetechnik stellt, wenn man ein optimales Ergebnis haben möchte. Bei falscher Ladetechnik altert die Batterie schneller und kann sogar zerstört werden. Insbesondere geschlossene Batterien (wie Gel- oder Vlies-Batterien) sind hierbei anspruchsvoll.
Ein vollständiger und optimaler Ladezyklus einer Batterie dauert ca. 12 – 16 Stunden, bei der die Batterie mit einem ganz bestimmten Strom- und Spannungsverlauf geladen werden sollte.
Diesen Verlauf nennt man auch die „Kennlinie“ des Ladegerätes. Ideal zum reinen aufladen einer Bleibatterie ist die IU-Kennlinie. Dabei wird die Batterie zunächst in der 1. Ladephase (Hauptladephase) mit einem konstanten Strom geladen. Dieser Ladestrom sollte zwischen 10% und 25 % der Nennkapazität der Batterie liegen, bei AGM- und Gelbatterien soll er meist min. 15 % der Nennkapazität entsprechen (Batteriespezifisch, beim Hersteller zu erfragen). Die Spannung steigt dabei allmählich an bis zur Ladeschlussspannung. Diese Phase dauert ca. 5-7 Stunden und die Batterie wird während dessen zu ca. 70 % - 80% geladen.
In der nun folgenden 2. Ladephase (Nachladephase) wird die Spannung konstant auf dem Niveau der Ladeschlussspannung gehalten und der Ladestrom nimmt dabei allmählich ab, bis er gegen 0 A geht. Diese Ladephase dauert ebenfalls ca. 5 – 7 Stunden und anschließend ist die Batterie voll aufgeladen. Während dieser Phase kann es auch zu einem leichten gasen der Batterie kommen. Dies ist (bei korrekter Ladespannung) nicht schädlich und zur Vermeidung von Säureschichtung teilweise auch erwünscht. Ein weiteres laden mit der hohen Ladeschlussspannung kann jedoch auf Dauer zu Schädigung der Batterie führen.
Bei den besseren Automatik-Ladegeräten mit IUoU-Kennlinie wird daher (nach einer gewissen Zeit) auf eine 3. Ladephase (Erhaltungsladung) umgeschaltet. Bei dieser Erhaltungsladung liefert das Ladegerät eine niedrigere Spannung, mit der zum einen die Selbstentladung der Batterie ausgeglichen wird, des weiteren aber auch angeschlossene Verbraucher betrieben werden, so dass die Batterie während dieser Zeit „geschont“ wird.
Sehr hochwertige Ladegeräte bieten darüber hinaus noch die Möglichkeit der Ausgleichsladung. Dies ist ein geringfügiges und kurzes Überladen in einem gewissen Zeitintervall (oft 1x pro Woche), um Effekten wie Säureschichtung und Sulfatkristallbildung bei längeren Standzeiten der Batterie zu verhindern. Dies macht Sinn, wenn das Wohnmobil z. B im Winter oder in Zeiten, in denen es länger nicht genutzt wird mit Netzspannung versorgt werden kann.
Die Ladeschlussspannung ist auch die Spannung, bei der die Batterie anfängt zu gasen. Sie beträgt bei 20°C für Nassbatterien ca. 14,3-14,4 V und für Gel- bzw. AGM Batterien ca. 14,4-14,5 V. Diese Spannung ist jedoch abhängig von der Batterietemperatur. Mit steigender Temperatur sinkt die Ladeschlussspannung, mit sinkender Temperatur steigt sie. Der entsprechende Koeffizient beträgt ca. -0,018V/K bei einer 12 V Batterie.
Wird die Batterie mit einer zu geringen Spannung geladen, dann wird die Batterie nicht voll geladen wird und Sulfatierung der negativen Platten sind die Folge. Wird die Batterie mit einer zu hohen Spannung geladen, dann kommt es zum Gasen und zu Korrosion der positiven Platten.
Hochwertige Ladegeräte bieten aus diesem Grund die Option einen externen Temperaturfühler anzuschließen, der die Batterietemperatur misst. Oft auch noch in Verbindung mit einer Messleitung, die die Klemmenspannung der Batterie misst und zum Ladegerät zurück meldet, um Leitungsverluste ausgleichen zu können. Einfachere Ladegeräte mit IU oder IUoU-Kennlinie und ohne Temperaturfühler haben oft geringere Ladeschlussspannungen, um ein gasen zu vermeiden (welches einen schnellen Tod der Batterie bedeuten kann) und nehmen ein geringes Sulfatieren (welches die Batterie langsam schädigt) in kauf.

Die Bleibatterie ist natürlich auch kein verlustfreier Energiespeicher (den es nicht gibt). So müssen beim Laden ca. 110 % der entnommenen Energie wieder zugeführt werden.

Das Gasen bei voll geladenen Batterien ist chemisch ein aufspalten des Wasser (H2O) in Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O2). Somit kann beim Gasen Wasserstoff (= „Knallgas“) frei werden. Bei „offenen“ Nassbatterien wird dies nach außen geleitet. Bei geschlossenen Batterien im Gehäuse rekombiniert, wenn das gasen nicht zu stark ist. Durch bestimmte Zusätze haben diese geschlossenen Batterien jedoch auch eine geringere Gasungsneigung.



Alterung von Batterien

Batterien altern im Laufe der Zeit. Sie verlieren mit jedem Zyklus einen geringen Teil ihrer Kapazität, auch wenn sie immer gut gewartet wurden. Denn der chemische Prozess ist nicht zu 100 % umwandelbar. Beisulfat hat z. B. ein größeres Volumen als Blei oder Bleidioxid. Daher kommt es immer wieder dazu, dass sich Bestandteile der Elektroden ablösen und zu Boden sinken.. Auch wird nicht immer das gesamte Bleisulfat wieder in Blei und Bleidioxid umgewandelt. Insbesondere bei unvollständigem Laden der Batterie oder wenn die Batterie im (teil-)entladenem Zustand (unter 12,1-12,2 V) gelagert wurde kommt es dazu, dass sich an einigen Stellen größer werdende Bleisulfatkristalle bilden. Diese selber können nicht mehr aufgespalten werden. Durch diese Vorgänge verliert die Batterie chemisch aktive Masse der Elektroden und verliert so an Kapazität. Das bilden dieser Bleisulfatkristalle nennt man auch sulfatieren.

Eine Bleibatterie hält nur eine bestimmte Anzahl von (vollständigen) Lade- und Entladezyklen. Dabei ist ein vollständiger (Norm-)Zyklus definiert als eine Entnahme von 75% der Kapazität mit anschließendem aufladen. Bei einer üblichen zyklenfesten Bleibatterie sind dies ca. 300 Zyklen, egal ob es sich um eine Nassbatterie oder eine Blei-Gel-oder AGM-Batterie handelt. (Anm.: Einige Quellen geben für Gel- oder AGM-Batterien teilweise auch ca. 400 Zyklen an) Das heißt jetzt aber nicht, dass eine Batterie nur 300 x geladen werden kann und man sie deshalb (wie einen Ni-Cd-Akku) immer vollständig entladen sollte. Die 300 vollen Zyklen lassen sich (in erster Näherung) in beliebig viele Teilzyklen zerlegen, die entsprechend aufaddiert werden. So kann eine solche Bleibatterie auch zum Beispiel 600 x halb entladen und geladen werden oder 1200 x zu 25 % oder die Energie kann in jegliche Kombination verschiedener (zulässiger) Entladungstiefen entnommen werden.
Auch bedeutet diese angegebene maximale Zyklenanzahl nicht, dass die Batterie danach defekt ist, sie erreicht dann nur noch lediglich ca. 60% - 70% ihrer Nennkapazität (Tendenz schneller abnehmend).
Eine handelsübliche Starterbatterie ist nicht für eine zyklische Nutzung ausgelegt und sollte regelmäßig nicht mehr als max. 10 % entladen werden. Wenn sie nie zu tief entladen wird, dann ergäben sich ca. 100 Normzyklen. Eine Panzerplattenbatterie ist für ca. 1000 Normzyklen ausgelegt, bei den neuartigen AGM-Rundzellen findet man Angaben von ca. 600 Normzyklen.



Schädigung von Batterien

Neben der normalen Alterung von Batterien kommt es (überwiegend durch falsche Behandlung der Batterie) zu Schädigungen bis zum Totalausfall.

Einige der typischen Schäden gehen auf die Vorgänge zurück, die bei der natürlichen Alterung beschrieben sind. So z. B. der Zellenschluss durch Bleischlamm. Wie oben beschrieben lösen sich allmählich Bestandteile der Elektroden und sinken zu Boden. Bei Nassbatterien mit durchsichtigem Gehäuse kann man daher auch gut sehen, dass die „Bleiplatten“ auch nicht auf dem Boden stehen, sondern dass sich unterhalb der „Bleiplatten“ noch ca. 1-2 cm Platz befinden. Der „Schlammraum“. Hier lagert sich der „Bleischlamm“ ab. Wenn sich nun zu viel Bleischlamm abgesetzt hat, dann türmt sich dieser auf und kann bis zu den „Platten“ reichen. Wenn dies geschieht werden Anode und Kathode kurzgeschlossen und die betreffende Zelle liefert keinen Energie mehr.

Ebenfalls wurde oben bei der Alterung der Batterie die Entstehung von Bleisulfatkristallen bei unvollständiger Ladung beschrieben. Zu dem Effekt, dass diese Kristalle chemisch nicht mehr aktiv sind (Im Sinne des Prozesses) kommt noch, dass sie, wie beschrieben, auch ein größeres Volumen haben. Dadurch kommt es zum einen zu vermehrten Auslösungen von aktivem Material aus den Elektroden. Größer werdenden Kristallen kommt dazu noch dazu, dass durch die flächigen Kristalle aktives Material der Platten „zugedeckt“ wird und dann ebenso nicht mehr, oder nur noch bedingt am chemischen Prozess teilnehmen kann.. Als folge steigt u. a. der Innenwiderstand der Batterie, d. h. die Batterie nimmt auch nur noch einen geringeren Ladestrom auf. Den Prozess der Bildung großer Bleisulfatkristalle bei Batterein nennt man auch Sulfatieren. Zusätzlich kann es durch die Bleisulfatkristalle noch zu Verformungen der Elektroden kommen. Dies kann dann ggf. dazu führen, dass sich Elektroden berühren und ebenfalls einen Kurzschluss verursachen.
Zur Bildung von Bleisulfatkristallen kommt es auch bei Lagerung in (teil-)entleertem Zustand (unter ca. 12,1V) und beim Tiefentladen. Besonders schädlich ist hierbei eine langsame Entladung im Bereich unter 10 V. Diese schädigt auch Gelbatterien genau so wie Nassbatterien.
Diese Sulfatierung ist die Hauptausfallursache von Bleibatterien.

Durch zu geringe Elektrolytstände und/oder zu hohen Ladespannungen kommt es zu „Gitterkorrosion“ an den Elektroden. Die Folgen sind ebenfalls ein abnehmen der aktiven Substanz und ggf. eine Volumenzunahme bis zum Kurzschluss sowie eine mechanische Zerstörung der Gitter, welche den Bleiplatten halt geben.
Im Extremfall kann es durch Korrosion auch zu einem lösen der Batteriepole kommen.

Ein Verlust des Elektrolyts bzw. Teilen davon kann die Batterie auch dauerhaft schädigen. Zum einen kann es an freiliegenden Bleiplatten zu Korrosion kommen. Darüber hinaus können die nicht vom Fluid umgebenen Platten nicht mehr den chemischen Prozess durchlaufen.
Zu Elektrolytverlusten kommt es bei offenen Batterien zum einen zu einem geringen Teil durch normales verdunsten von Wasser, des weiteren durch gasen beim laden. Daher sollten (nachfüllbare) Nasszellen regelmäßig kontrolliert und der Flüssigkeitsstand mit destilliertem Wasser aufgefüllt werden. Bei Nassbatterien ist dieser Flüssigkeitsverlust dann nicht schädlich, wenn die Platten immer mit Elektrolyt bedeckt waren.
Anders sieht es bei geschlossenen Batterien wie z. B. AGM- oder Blei-Gel-Batterien aus. Im Normalfall tritt hier kein Elektrolyt aus und die entstehenden Gase werden rekombiniert. Wenn diese Batterien jedoch zu stark gasen, dann führt dies zu einem Überdruck in der Batterie und ein Sicherheitsventil öffnet. Der dadurch entstehende Elektrolytverlust ist nicht wieder aufzufüllen. Dies ist einer der Gründe, warum Gel- und AGM-Batterien einen höheren Anspruch an die Ladetechnik haben. Wurden diese Batterien wiederholt überladen kann man es ihnen auch ansehen, da ihr Gehäuse aufgrund des dann normalerweise herrschenden Unterdruckes nach innen gewölbt ist.

Batterien können auch mechanisch geschädigt werden. Neben einer äußeren Beschädigung des Gehäuses, welche die Batterie i. d. R. sofort unbrauchbar macht kann es auch zu weiteren mechanischen Schädigungen kommen. So können (insbesondere „normale“ Starter-)batterien durch starke Vibrationen geschädigt werden. Dabei kann es zum einen zu verstärktem Auslösen von Blei aus den Elektroden kommen, des weiteren kann es aber auch bei massiven Schlägen zu einem verbiegen oder sogar lösen ganzer Platten kommen, welches zu Kurzschlüssen in der Batterie führt.
Weniger eine Gefahr von Vibrationen als eher von (plötzlichen und/oder längeren) hohen Neigungen ist ein verrutschen und sich an einer Seite aufhäufen des Bleischlammes bei älteren Batterien, welches dann ebenfalls zum Kurzschluss mehrerer Platten führen kann. Diese Gefahren sind insbesondere bei Fahrzeugen, die im (schweren) Gelände bewegt werden, gegeben.



Batteriewartung / Voraussetzungen für ein langes Batterieleben

Um einer Bleibatterie ein möglichst langes Leben zu sichern sollten einige Dinge beachtet werden.
Dies fängt zum Beispiel mit der Wahl der richtigen Batterie für den Einsatzzweck an. Dabei ist nicht nur die Kapazität der Batterie entscheidend oder die Frage ob Starterbatterie oder zyklenfest. Bei (Fern)reisen kann die geplante Klimazone Einfluss haben, die vorhandene Ladetechnik kann eine Rolle spielen und die Möglichkeit der Batteriewartung zwischen den Reisen. Auf jeden Fall muss die Batterie zum jeweiligen und individuellen Nutzen passen.

Dann sollte man beim Kauf einer Nassbatterie darauf achten, dass diese nicht zu lange gelagert wurde. Im Idealfall erwirbt man eine „trocken vorgeladene“ Batterie und füllt diese erst kurz vor dem Einbau mit Säure auf, bzw. lässt sie im Laden füllen, denn „trocken vorgeladene“ Batterien sind sehr lange lagerfähig. Anders sieht es bei befüllten Batterien aus. Hier sollte man auf das Herstellungsdatum achten oder am besten gleich im Laden die Ruhespannung der Batterie messen, um Kenntnis über den Ladezustand zu haben. Ist die Spannung zu gering und / oder die Batterie schon älter, dann wird eine Sulfatierung schon begonnen haben. Jede Batterie sollte man vor der Inbetriebnahme zunächst noch einmal voll laden.

Des weiteren muss jede neue Batterie erst einmal „formatiert“ werden. Für den Nutzer heißt das in erster Linie, dass er die Batterie in den ersten 5-10 Ladezyklen schonen sollte. In dieser Zeit sollten Entladungen auf unter 50 % der Kapazität auf jeden Fall vermieden werden.
Im Laufe des Batterielebens sollte die Batterie niemals mehr als 70% (Gel-Batterie) bzw. 80% (Nassbatterie) entladen werden. Entladungen unter 50 % der Kapazität sollten vermieden werden, wenn die Batterie nicht unmittelbar danach (bzw. sehr zeitnah) aufgeladen werden kann.

Die Batterie sollte mit der richtigen Ladetechnik und Ladekurve immer ganz voll geladen werden. Auch nach Teilentladungen.

Batterien sollten niemals überladen werden.

Bei Nassbatterien muss der Säurestand regelmäßig kontrolliert werden und ggf. destilliertes Wasser nachgefüllt werden.

Batterien dürfen niemals Tiefentladen werden. Dabei ist ein kurzzeitiges Tiefentladen mit einem hohen Entladestrom weniger schädlich als ein langsames Tiefentladen mit einem kleinen Entladestrom. Dies schädigt auch Gel-Batterien sehr schnell.

Die Batterie darf niemals entladen gelagert werden. Beim Lagern ist die Selbstentladung zu berücksichtigen und die Batterie ggf. zu laden. Idealer weise lässt man das Wohnmobil in Zeiten, in denen es nicht genutzt wird, am Netzstrom angeschlossen und lässt die Batterien an einem guten Automatikladegerät angeschlossen. Alternativ kann eine Solaranlage für ein ausgleichen der Selbstentladung sorgen, das Solarmodul sollte dann jedoch regelmäßig gereinigt und ggf. von Schnee befreit werden.
Wenn das Wohnmobil nicht sowieso immer am Netzstrom angeschlossen ist sollten die Batterien zumindest vor und nach der Reise mit einem Ladegerät voll geladen werden.
Wenn das Wohnmobil im Winterquartier nicht mit Netz- oder Solarstrom versorgt werden kann, dann sollten die Batterien auf jeden Fall abgeklemmt werden. Noch besser ist ein ausbauen und lagern bei Raumtemperatur.

Insbesondere ältere Nassbatterien sollten nicht zu stark gekippt werden, da ansonsten der Bleischlamm im Schlammraum verrutschen und zu einem Kurzschluss mehrere Platten führen kann.

Technische Hilfsmittel für ein langes Batterieleben

Ein richtig eingestellter Spannungswächter kann die Batterie vor einem zu tiefen Entladen schützen.
Ein hochwertiges Automatikladegerät mit Temperaturkompensation und einstellbarer Ladekennlinie ist das ideale zum laden der Batterie.
Zum Vermindern / Verhindern von Sulfatkristallbildung gibt es elektronische Geräte wie den „Megapulse“. Eigene Erfahrungen damit habe ich nicht, jedoch gibt es Testberichte, die diesem Gerät einen gewissen Nutzen bescheinigen.



Zusammenschalten von Batterien

Es gibt im Wohnmobil grob zwei Gründe zum Zusammenschalten von Batterien.
Der eine ist der, dass man 24 V benötigt (z. B. als Starterbatterie bei LKW oder Geländewagen). Handelsüblich sind jedoch weitest gehen 12 V-Batterien. Daher werden zwei 12 V Batterien in Reihe geschaltet (d. h. der Pluspol der einen Batterie wird an den Minuspol der anderen Batterie angeschlossen und die Verbraucher dann an die jeweils noch freien Pole). So erhält man 24 V. Im Prinzip macht man dabei nichts anderes, als dass, was eh schon in der Batterie gemacht wird. Denn die 12 V Batterie besteht ja auch aus 6 einzelnen Batteriezellen, welche jede für sich im Prinzip eine eigene 2V-Batterie darstellt, die in Reihe geschaltet werden. Da die 24 V Batteriespannung i. d. R. zwingend erforderlich sind muss man dieses Zusammenschalten machen und sollte dabei nur beachten, dass man möglichst immer zwei gleiche Batterien nimmt. Am Besten ist es zwei gleiche Batterien zu nehmen, die auch gleich alt und idealer Weise aus der gleichen Charge sind.

Der zweite Grund Batterien zusammen zu schalten ist meist der Wunsch nach einer höheren Batteriekapazität. Auch dies ist generell machbar. Dazu müssen die Batterien parallel geschaltet werden. Das heißt, dass die Pluspole der Batterien miteinander verbunden werden und dass die Minuspole miteinander verbunden werden. Theoretisch hätte man nun die Summe der Batteriekapazitäten zur Verfügung.
Doch bei der Zusammenschaltung (insbesondere der Parallelschaltung) mehrerer Batterien gibt es ein paar Tücken, die Beachtet werden sollten.
So sind Batterien nicht zu 100% identisch. Wie wir oben schon gelesen haben altern Batterien und verlieren an Kapazität. Gleichzeitig ändert sich auch Ihr Innenwiderstand. Der grad Ihrer Alterung hängt stark von ihrer „Lebensgeschichte“ ab. Aber auch neue Batterien sind nicht zu 100% identisch. Das Batterien verschiedener Hersteller unterschiedliche Aufbauten und Legierungsbestandteile haben dürfte verständlich sein. Aber auch Batterien ein und des selben Herstellers weisen geringe Unterschiede auf. So können durch Lagerung (vor dem Verkauf) erste (leichte) Alterungserscheinungen eingetreten sein. Dazu kommt noch, dass es auch bei einer Massenfertigung zu Unterschieden aufgrund von Fertigungstoleranzen kommt.
D. h., dass wir immer Batterien zusammen schalten, die (wenn auch nur sehr geringe) Unterschiede in der Kapazität, dem Innenwiderstand, der Lade- und Entladekurve, der Spannungen usw. haben.
Dadurch komme es zu gegenseitigen Beeinflussungen der Batterien. So wird immer eine die Bessere und eine die schlechtere sein: Von der Batterie mit dem höheren Spannungspotential kommt es zu Potentialverschiebungen zur Schwächeren Batterie, die eine Batterie wird aufgrund Ihres Innenwiderstandes etwas mehr entladen als die andere, beim Laden ist die eine etwas eher voll und wird ggf. schon überladen, während die andere noch des Ladestromes bedarf usw. usw.
Dazu kommt noch, dass aufgrund der Batterieverschaltung die Leitungswege vom Verbraucher / vom Ladegerät zu den einzelnen Batterien meist unterschiedlich lang sind. Damit ändern sich auch (geringfügig) die Leitungswiderstände mit der Folge, dass die Batterien auch dadurch unterschiedliche Ge- und Entladen werden. (Anm.: Abhilfe kann hierbei sein, dass die Batterien nicht direkt von Pol zu Pol verbunden werden, sonder dass alle Batterien mit gleich langen Leitungen an zentralen Punkten zusammen geschaltet werden.)
Die unterschiede zwischen den Batterien nehmen im Laufe der Zeit auch nicht unbedingt ab. sie können durchaus auch größer werden, wobei die etwas schlechtere Batterie die etwas bessere immer mit „runter“ zieht.
Aufgrund dessen ist die Kapazität des Gesamtsystems nicht gleich der Summe der einzelnen Kapazitäten und auch die Lebensdauer des Gesamtsystems wird kürzer sein, als das, welches eine einzelne Batterie der entsprechenden Größe hätte.

Somit komme ich zu dem Fazit, dass man, wenn möglich, immer lieber eine entsprechend große Batterie einbauen sollte, als mehrere kleine. Sollte es sich aus irgend welchen Gründen nicht vermeiden lassen, dass man mehrere Batterien zusammen schalten muss, dann sollten immer nur neue Batterien des gleichen Typs und vom gleichen Hersteller, am Besten sogar aus der gleichen Charge, genommen werden. Niemals alte und neue Batterien vermischen. (Anm.: Dazu habe ich ein schönes Zitat auf Batteryfaq.com gefunden. Sinngemäß: Wenn man alte und neue Milch zusammen schüttet, dann hat man nur noch alte Milch...)
Das Argument, was man immer einmal wieder hört, dass zwei parallel geschaltete Batterien den Vorteil hätten, dass man dann eine Redundanz hätte und wenn eine Batterie kaputt ginge immer noch die zweite Nutzen kann erweist sich in der Praxis meist als Wunschdenken. Denn wenn die eine Batterie z. B. einen Zellenschluss hat, dann entläd sie dadurch innerhalb kürzester Zeit die zweite Batterie bis zur Tiefentladung und die zweite Batterie ist damit dann auch unbrauchbar.
Eine denkbare mögliche Lösung bei zu geringer Batteriekapazität wäre die, dass man für verschiedene Verbraucher mehrere getrennte Stromkreise aufbaut, die dann jeweils von einer eigenen Batterie versorgt werden. Dies stellt dann nur entsprechende Anforderungen an die Ladetechnik bzw. Ladeschaltung.


FAQ:

Abhängigkeit der Zweitbatteriekapazität zur Lichtmaschinenleistung

Grundsätzlich ist die Kapazität der Zweitbatterie zunächst unabhängig von der Lichtmaschinenleistung. Viel mehr ist die Mindestkapazität der Batterie abhängig vom Energiebedarf. Und wenn man bei normaler Nutzung 50 Ah benötigt, die dann wieder in die Batterie geladen werden müssen, dann ist es unerheblich, ob die Batterie eine Nennkapazität von 80 Ah oder 200 Ah hat. Nachgeladen werden müssen in beiden Fällen 50 Ah + Verluste. Zumal die reine Lichtmaschinenleistung sowieso kein Aussagekraft hat, denn viel mehr wäre entscheidend, wie hoch die Lichtmaschinenleistung über dem mittleren oder normalen Energiebedarf des Basisfahrzeugs liegt. Fakt ist jedoch: Wenn die Lichtmaschine genug Energie liefert um eine weitere Batterie zu laden (und das tut sie eigentlich immer), dann ist es relativ unerheblich, wie groß die Batterie ist. Und in Bezug auf die Entnommene bzw. der Batterie zuzuführende Strommenge dauert es bei einer kleineren Lichtmaschine ggf. etwas länger, bis die Batterie wieder voll ist, als bei einer großen.
Ich habe einmal das Argument gehört, dass eine zu große Batterie der Lichtmaschine schaden würde, weil diese dann immer an ihrer Leistungsgrenze arbeiten müsste. Zunächst einmal sind mir persönlich aber keine Lichtmaschinenschäden bzw. vorzeitigen Lichtmaschinenausfälle bekannt, wo dies der Fall sein könnte, und wenn es so wäre, dann müsste meiner Meinung nach nicht zur kleineren Batterie gegriffen werden (denn die Kapazität, die ich benötige, die muss die Batterie halt liefern können), sondern eher zur größeren Lichtmaschine. Und die kann ich dann immer noch einbauen, wenn die zu kleine wirklich kaputt gehen sollte.

Einsatz von Starterbatterien als Aufbaubatterien in Wohnmobilen

Da Starterbatterien verbreiteter und billiger sind als zyklenfeste Batterien werden sie auch gerne als Zweitbatterie in Wohnmobilen genutzt. Oft geschieht dies auch aus Unwissenheit, dass es überhaupt verschiedene Batteriearten gibt.
In Internetforen findet man regelmäßig Diskussionen über die richtige Zweitbatterie und ließt dabei auch von Leuten, die schon seit Jahren immer nur Starterbatterien als Zweitbatterien nutzen und damit gut zurecht kommen und deshalb generell von den teureren zyklenfesten Batterien abraten, da diese nicht nötig wären...

Aber kann man wirklich eine Starterbatterie problemlos als Zweitbatterie nehmen? Und warum gibt es dann denn überhaupt spezielle Aufbaubatterien?
Wie oben beschrieben haben Starterbatterien nun einmal andere Eigenschaften. So verlieren sie u. a. auch ihre Kapazität im laufe der Zeit schneller als zyklenfeste Batterien und sind (wie oben zu lesen) nicht für eine hohe Zyklenzahl gedacht. Das hängt alles mit dem speziellen mechanischem Aufbau, den Legierungsbestandteilen und den chemischen Abläufen in der Batterie ab.
Ob eine Starterbatterie nun als Zweitbatterie ausreichend ist hängt stark davon ab, wie ein Wohnmobil genutzt wird und welche elektrischen Geräte betrieben werden.
Soll viel Strom aus der Batterie entnommen werden, sei es, weil entsprechend viele elektrischen Geräte bzw. Geräte mit hoher Anschlussleistung betrieben werden sollen und/ oder über mehrere Tage autark gestanden wird und die Batterie so über einen längeren Zeitraum Energie liefern muss, dann sollte eine entsprechend dimensionierte zyklenfeste Batterie eingebaut werden. Wenn nur wenig Strom entnommen wird und die Batterie relativ schnell wieder geladen wird, dann kann eine Starterbatterie durchaus ausreichend sein.

Als Beispiel: Ein typischer VW-Campingbus wird auch als Alltagsfahrzeug genutzt. Im Urlaub (bzw. beim Reisen) wird entweder jeden Tag weiter gefahren und nur eine Nacht ohne Strom gestanden, oder man geht auf einen Campingplatz mit Feststrom und die einzigen „Stromverbraucher“ sind eine Neonlampe, die Wasserpumpe und ggf. kurzzeitig das Radio. In diesem Fall wird man sicherlich meist auch mit einer üblichen Starterbatterie auskommen.
Wenn man jedoch im Wohnmobil eine Kompressorkühlbox betreibt und regelmäßig auch mal 2 oder 3 Nächte autark steht und noch weitere Geräte hinzu kommen, dann sollte man auf jeden Fall zu einer zyklenfesten Batterie greifen, da diese (entsprechende Wartung und Ladetechnik vorausgesetzt) deutlich länger halten wird.

Meine eigene Erfahrung: Auch ich habe früher in meinen VW-Bussen nur Starterbatterien als Zweitbatterien genutzt. Nur waren die dann meist innerhalb von zwei Jahren defekt.

© by Krabbe

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