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.
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