Was führt zum Ausfall von Autobatterien?
Die häufigste Ursache ist die Fahrweise

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

Ein deutscher Hersteller von Luxusautomobilen stellte fest, dass von 400 unter Garantie returnierter Batterien, 200 funktionstüchtig waren und keine Probleme zeigten. Tiefer Ladezustand und Säureschichtung sind die häufigsten Ursachen für die scheinbaren Ausfälle. Die Autohersteller stellen fest, dass solche Probleme häufiger in grossen Luxusfahrzeugen auftreten, die leistungsintensive Zusatzgeräte enthalten, als in Standardmodellen.

In Japan verursachen die Batterien die meisten Klagen bei neuen Autohaltern. Im Durchschnitt fährt ein Auto nur 13 km pro Tag und dies meistens im verstopften Stadtverkehr. Das führt dazu, dass die Batterien nie voll aufgeladen werden und dadurch eine Sulfatierung entsteht. Die Batterien in japanischen Autos sind klein und liefern gerade genug Leistung, um das Fahrzeug starten und die elementarsten Funktionen speisen zu können. Nordamerika wird von diesem Problem verschont, teilweise auf Grund der grossen Distanzen, die gefahren werden.

Eine gute Batterieleistung ist wichtig, da Probleme, die während der Garantiezeit auftreten, sich negativ auf den Kunden auswirken. Jeder Wartungsbedarf in dieser Periode wird vermerkt und die Zahlen in Handelsmagazinen publiziert. Diese Zahlen sind weltweit von grösstem Interesse für zukünftige Käufer von Automobilen.

Ein Batterieversagen ist selten ein Herstellungsfehler; die häufigste Ursache ist die Fahrweise. Der elektrische Leistungsbedarf ist zu hoch in Bezug auf die gefahrene Distanz. Daraus resultiert, dass die Batterie nie eine periodische Vollladung erhält, eine Bedingung, die eine Bleisäurebatterie unbedingt benötigt, um eine lange Lebenserwartung garantieren zu können. Gemäss Informationen von einem führenden Batteriehersteller in Europa beträgt der Anteil von defekten Batterien nur etwa 7% der Ausfälle.

Es ist schwierig, eine schnelle und verlässliche Wertung eines Batterieausfalles zu erhalten. Die meisten gängigen Batterietester messen nur den Kaltstartstrom (CCA) und die Klemmenspannung. Die Kapazität, die wichtigste Messung der Batterie, ist nicht erfassbar. Während eine CCA-Messung allein relativ einfach ist, sind Kapazitätsmessungen sehr komplex und geeignete Messinstrumente sind aufwendig und teuer. Aus diesem Grund werden die Kapazitätsmessung meistens mit einer vollen Entladung und nachfolgender Aufladung gemacht. Diese Prozedur wird normalerweise nur in Labors angewendet. Für den Servicesektor ist dies aus zeitlichen Gründen kaum anwendbar

Der Tester Spectro CA-12 von Cadex Electronics ist der erste einer Serie von hochqualitativen Batterietestern, die in der Lage sind, die Kapazität, den CCA-Wert und den Ladezustand (SoC) mit einer einzelnen, sanften Messung erfassen zu können. Die angewandte Technologie basiert auf einer multimodell-elektrochemischen Impedanz-Spektroskopie (EIS). Das System injiziert 24 Frequenzen zwischen 20 und 2000 Hz. Die sinusförmigen Aussteuerungssignale werden auf 10mV begrenzt und bleiben so innerhalb der thermischen Batteriespannungslimiten. Dadurch wird eine stabile Messung an kleinen und grösseren Batterien erreicht.

Während der Testzeit von 30 Sekunden werden über 40 Millionen Transaktionen durchgeführt. Ein zur Patentierung angemeldeter Algorithmus analysiert die Daten, und das Resultat wird in Kapazität, CCA-Wert und Ladezustand angezeigt. Bild 1 stellt den Spectro CA-12 Batterietester für Autobatterien dar.

Bild 1:Autobatterietester Spectro™ CA-12 Dieses Messinstrument ist das erste einer Serie von Batterietestern, die Kapazität, CCA-Wert und Ladezustand messen. Ein Patent das eine multimodell-elektrochemische Impedanz-Spektroskopie anwendet wurde Cadex Electronics zugesprochen.

Moderne Batterietester erlauben innerhalb eines vorgegebenen Testbereiches zu arbeiten. Im Gegensatz zu einem Fotokopierer, der jedes Dokument das eingelegt wird kopiert, benötigt ein Batterieschnelltester zusätzliche Informationen wie Batterietyp, Nennkapazität, Kaltstartstrom (CCA) und Klemmenspannung. Ausserdem wird eine Matrix benötigt, mit der die Messresultate verglichen werden. Diese Matrizen erfassen die üblichen Blei-Säure (Nass-) Batterien, Batterien für Tiefentladung, AGM Batterien, Wickelzellenbatterien, sowie Gel-Batterien die für Rollstühle und andere Fortbewegungsmittel verwendet werden. Matrizen können ebenfalls für die Messung von Lithium- und auf Nickel basierenden Batterien entwickelt werden. Der Spectro CA-12 kann fünf verschiedene Matrizen speichern, die über das Menü abrufbar sind und die wichtigsten Batteriegruppen messen können.

Anfangs nächsten Jahres wird der Spectro CA-12 mit den gebräuchlichsten Matrizen ausgerüstet sein. Neue Matrizen können beigefügt werden, indem mehrere Batterien vom gleichen Typ aber verschiedenen Charakteristiken gescannt werden. Dies wird mit Hilfe des Spectro CA-12 gemacht. Vor dem Scannen müssen die Batterien mit einem vorgegebenen Entlade-/Ladeprogramm vorbereitet werden. Mit Hilfe der entsprechenden PC-Software von Cadex werden die gesammelten Daten der Firma Cadex übermittelt, wo die Ingenieure den entsprechenden Code erstellen, der in Form einer Matrix dem Benutzer zum Herunterladen in den Batterietester zur Verfügung gestellt wird.