Starten ist einfach …, doch kann ich auch steuern und bremsen?
Ein Blick auf die neue Technik der Schätzung der Reservekapazität von Akkus

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca
Februar 2004

1992 wurde die Messung der Wechselstrom-Leitfähigkeit (AC conductance) zur Bestimmung des Kaltstartstroms eines Fahrzeugakkus eingeführt. Dies ist eine als Durchbruch gefeierte nichtinvasive Methode, die eine Vollentladung zur Bestimmung des Akkuzustands zum großen Teil unnötig macht. Der Test dauert nur Sekunden, die Messergebnisse werden digital angezeigt, und der Akkuzustand wird wörtlich dargestellt. An den Akkupolen können keine Funken auftreten, und das Messinstrument erwärmt sich nicht.

Doch die Bestimmung der Wechselstrom-Leitfähigkeit mit nur einer Frequenz hat ihre Grenzen. So wird der Kaltstartstrom (CCA) nicht gemäß SAE-Standard gemessen, sondern die Fähigkeit des Akkus zur Leistungsabgabe geschätzt. Dieser Bezugswert der Leistung hängt jedoch vom Ladezustand und anderen Akkuzuständen ab. Es kommt vor, dass ein guter Akku die Prüfung nicht besteht und umgekehrt. Der größte Nachteil ist jedoch, dass die Reservekapazität (Reserve Capacity) nicht gemessen wird. Dennoch ist die Bestimmung der Wechselstrom-Leitfähigkeit als Methode der Schätzung der Lebensdauer eines Akkus allgemein anerkannt.

Was nun ist der Unterschied zwischen Kaltstartstrom und Reservekapazität? Ein hoher Kaltstartstrom garantiert gute Leitfähigkeit des Akku und damit gute Leistung beim Anlassen. Ein hoher Kaltstartstrom ist nur durch einen niedrigen Innenwiderstand des Akku möglich. In Abbildung 1 wird ein hoher Kaltstartstrom durch einen großen, offenen Hahn dargestellt, der einen ungehinderten Stromfluss ermöglicht.

Abbildung 1: Akku mit hohem Kaltstartstrom und 100% Reservekapazität. Ein Akku mit hohem Kaltstartstrom gleicht einem großen, offenen Hahn, der ungehinderten Fluss ermöglicht.

Die Reservekapazität ist die Energiemenge, die der Akku speichern kann. Ein neuer Akku hat eine Kapazität von 100%. Mit dem Alter des Akkus sinkt die Reservekapazität, bis er bei einer Reservekapazität von unter 70% ersetzt werden muss. Die Reservekapazität bezieht sich stets auf einen voll geladenen Akku; der Ladezustand sollte auf die Messung der Reservekapazität keinen Einfluss haben.

Bei einem Akku kann die Messung des Kaltstartstroms einen hohen Wert ergeben, und das Fahrzeug startet gut, obwohl die Reservekapazität niedrig ist. Der Akku wird jedoch in kürzester Zeit leer sein, wenn weiterhin Strom gezogen wird. In Abbildung 2 wird solch ein Akku dargestellt. Eine Kristallisierung der Zellen, die mit dem Altern des Akku eintritt, ist permanent und kann nicht rückgängig gemacht werden.

Abbildung 2: Akku mit hohem Kaltstartstrom, aber niedriger Reservekapazität. Der Akku dreht den Anlasser gut durch, wird jedoch schnell leer, wenn weiterhin Strom gezogen wird.