Die Autobatterie liefert und speichert elektrische Energie für den Anlasser und die elektrischen Verbraucher eines Kraftfahrzeugs. Doch wie funktioniert sie? Und welche Varianten gibt es?
Wie wichtig die Autobatterie ist, merken Autofahrer meist erst dann, wenn sie leer ist. Denn dann geht nichts mehr. Der Anlasser benötigt schließlich Strom, um den Motor zu starten, weshalb die Autobatterie auch als Starterbatterie bezeichnet wird. Ohne Strom lässt sich der Motor nicht mehr starten. Dann hilft nur noch externe Starthilfe. Etwa mithilfe eines Starthilfekabels und eines entsprechenden „Spenderfahrzeugs“, das den Strom spendet. Kfz-Profis können auf die Starthilfegeräte der Reanimator-Familie oder die Batterieladegeräte Flash von Herth+Buss zugreifen. Denn vor allem bei Diagnosearbeiten in der Werkstatt ist eine konstante Stromversorgung wichtig.
Neben dem Anlasser versorgt die Autobatterie auch die Notbeleuchtung (Licht, Warnblinkanlage) und elektrische Verbraucher wie zum Beispiel das Autoradio, wenn der Motor nicht läuft.
Wie funktioniert die Autobatterie?
Die nach wie vor häufigste Variante ist die Blei-Säure-Batterie. Sie speichert elektrische Energie in chemischer Form und gibt sie dann als Gleichstrom weiter. 12-Volt-Starterbatterien verfügen über sechs in Reihe geschaltete Zellen. Jede Zelle besteht dabei aus einem Stapel abwechselnd angeordneter positiv und negativ geladener Elektroden, jeweils aufgebaut aus einem Bleigitter. Diese positiven und negativen Elektroden aus Bleiverbindungen sind in einem Elektrolyten aus verdünnter Schwefelsäure eingetaucht. Bei einem Elektrolyten handelt es sich um einen Stoff, in dem sich geladene Teilchen bewegen können. Die positive Elektrode besteht aus Bleidioxid, die negative Elektrode aus porösem Blei. Spezielle Trennwände, die sogenannten Separatoren, trennen die Elektroden voneinander.
Bei der Stromentnahme kommt es zu einer Entladung der Batterie. Dabei werden beide Elektroden zu Bleisulfat umgewandelt. Wieder aufgeladen wird die Batterie durch den Generator/Lichtmaschine während der Fahrt. Dabei wird das Bleisulfat wieder in die Ausgangsmaterialien Bleidioxid und poröses Blei umgewandelt. Weil Autobatterien immer wieder neu aufgeladen werden, bezeichnet man sie auch als Akkumulatoren.
Moderne Autos stellen die Autobatterie vor große Herausforderungen: Immer mehr elektrische Verbraucher wollen mit Strom versorgt werden. Dieselmotoren und hubraumstarke Benzinmotoren benötigen zudem eine hohe Kaltstartleistung mit hohen Startströmen. Und insbesondere Start-Stopp-Systeme erfordern moderne Technologien, die nur moderne Starterbatterien erfüllen können.
Grundsätzlich ist jeder Startvorgang für die Batterie mit einem hohen Energieaufwand verbunden. Vor allem bei modernen Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik, bei denen der Motor häufig ausgeht und wieder gestartet wird, ist der Energieaufwand hoch. Durch das ständige Ent- und Aufladen steigt auch die generelle Belastung.
Unterschiedliche Batteriearten
Im Pkw-Bereich werden hauptsächlich die folgenden Batteriearten unterschieden:
- wartungsfreie Starterbatterie
- absolut wartungsfreie Starterbatterie
- AGM-Starterbatterie
- EFB-Starterbatterie
Wartungsfreie Starterbatterie:
Bei der wartungsfreien Starterbatterie soll sich der Elektrolytstand im Betrieb nur soweit verringern, dass innerhalb eines Zeitraums von zwei Jahren nicht nachgefüllt werden muss: Wartungsfreie Starterbatterien verfügen über einen Einfüllstopfen zum Einfüllen der Batteriesäure und Auffüllen des Säurestandes mit destilliertem Wasser. Wartungsfreie Starterbatterien sind Blei-Säure-Batterien.
Absolut wartungsfreie Starterbatterie:
Im Gegensatz zur wartungsfreien Starterbatterie ist die absolut wartungsfreie Batterie tatsächlich wartungsfrei. Diese Batterien sind dicht verschlossen, werden befüllt gelagert und erfordern kein Nachfüllen des Säurestands. Auch absolut wartungsfreie Starterbatterien sind Blei-Säure-Batterien.
EFB-Starterbatterie:
Die EFB-Starterbatterie (EFB = Enhanced Flooded Battery) ist eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Blei-Säure-Batterie. Sie wird in Fahrzeugen mit Start-Stopp-System eingesetzt und verfügt über ein Polyvlies-Material auf der positiven Platte, die eine längere Lebensdauer möglich macht. Im Vergleich zu herkömmlichen Starterbatterien verträgt die EFB-Starterbatterie eine deutlich höhere Anzahl an Ladezyklen.
AGM-Starterbatterie:
AGM-Starterbatterien (AGM = Absorbent Glass Mat) werden eingesetzt, wenn ein hoher Ladungsdurchsatz benötigt wird. Hier ist der Elektrolyt in einem mikroporösen Glasfaservlies gebunden, das anstelle der konventionellen Separatoren zur Isolierung von positiven und negativen Elektroden eingesetzt wird. Die AGM-Batterie zeichnet sich durch einen hohen Kaltstartstrom aus. Mit einer AGM-Batterie lässt sich der Motor mehrmals in kurzen Abständen ausschalten und wieder starten, ohne dass es zu Problemen beim erneuten Anlassen kommt. Dadurch eignet sie sich als leistungsstarke Batterie für Start-Stopp-Systeme: Im Vergleich zu EFB-Starterbatterien verträgt die AGM-Starterbatterie eine noch höhere Anzahl an Ladezyklen.
Und welche Arten von Batterien gibt es sonst noch?
Gel-Batterie:
Bei einer Gel-Batterie ist der Elektrolyt durch die Zugabe von Kieselsäure in einem festen Mehrkomponenten-Gel gebunden. Dadurch punktet die Gel-Batterie mit einer größeren Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen und einem insgesamt geringeren Verschleiß der Elektroden. Demgegenüber steht die Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen. Zudem kann die Gel-Batterie aufgrund ihres größeren Innenwiderstands in kurzen Zeitabständen keinen hohen Kaltstartstrom zur Verfügung stellen. Insgesamt eignet sich die Gel-Batterie nicht als Starterbatterie. Sie wird hauptsächlich als Versorgerbatterie in Nutzfahrzeugen oder Wohnmobilen eingesetzt.
Starter-Batterien auf Li-Ionen-Basis:
Starter-Batterien auf Lithium-Ionen-Basis werden bislang hauptsächlich bei Motorrädern oder im Motorsport eingesetzt. Sie sind kompakter gebaut und leichter. Die Zyklenfestigkeit der Lithium-Ionen-Starterbatterie ist im Vergleich zu einer Blei-Säure-Batterie höher. Allerdings sind Starter-Batterien auf Li-Ionen-Basis deutlich teurer als Blei-Säure-Batterien.
