Batterie

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Funktion

Eine elektrische Batterie ist eine Galvanische Zelle oder eine Kombination (Zusammenschaltung) mehrerer gleicher Zellen in gemeinsamem Gehäuse. Ursprünglich bezeichnete Batterie nur die Zusammenschaltung mehrerer Zellen, jedoch hat sich die Wortbedeutung im Sprachgebrauch entsprechend erweitert. Eine einzeln verwendete Zelle heißt zur Verdeutlichung auch Monozelle. Wiederaufladbare Batterien werden als Akkumulator bezeichnet. (Quellenangabe)

Im T4 ist neben der Batterie im Motorraum (Starterbatterie) häufig noch eine 2. Batterie (Zweitbatterie) unter dem Fahrersitz eingebaut. Hierbei handelt es sich ab Werk um zyklenfeste Blei-Säure-Batterie, die im Handel als Starterbatterien bezeichnet werden. In den Campingmodellen California sind als Zweitbatterie Blei-Gel-Batterien verbaut, die teilweise andere Leistungsdaten aufweisen und bezüglich der Ladung andere Anforderungen stellen. Siehe Artikel Gelbatterie.

Zumindest T4 mit Wartungsintervallverlängerung haben ab Werk eine wartungsfreie Batterie mit "Magischem Auge", das Aufschluss über den Ladezustand/Batteriesäurestand gibt.


Wenn in T4-Wiki nur von "Batterie" die Rede ist, ist damit grundsätzlich die Starterbatterie gemeint. Darüber, dass die Bezeichnung "Batterie" in diesem Zusammenhang nicht korrekt ist, weil es sich um einen Akku handelt, wird in der T4-Wiki hinweg gesehen.


Kenndaten

Spannungen:

  • Die Nennspannung dient der Zuordnung der Batterie zum Bordnetz (z.B. 12, 24 oder 42 V). Im T4 sind dies 12 V.
  • Die Entladeschlussspannung ist die Spannung, unterhalb der keine Energie mehr entnommen werden kann/darf. Bei einer niedrigeren Spannung gilt die Batterie als tiefentladen. Wird sie trotzdem weiter belastet, kann sie beschädigt werden. Die Entladeschlussspannung liegt bei den üblichen Starterbatterien im Bereich 1,75 bis 1,8 V pro Zelle, also zwischen ca. 10,5 bis 10,8 V bei den 12 V-Batterien.
  • Die Ladespannung ist die optimale Spannung für das Laden der Batterie. Sie sollte bei den 12 V-Starterbatterien bei Temperaturen von 15 - 25°C im Bereich von 14,2 (wartungsfrei) bis 14,5 Volt (nicht wartungsfrei) und damit gerade unterhalb der Gasungsspannung liegen. Der Ladestrom sollte idealerweise ein Fünftel der Batteriekapazität betragen und besser ein Drittel der Kapazität nicht übersteigen, wobei es im Auto durch die Ladung der Lichtmaschine typischerweise zu viel höheren Ladeströmen kommt.
  • Als Klemmenspannung wird die tatsächliche Spannung zwischen den beiden Polen bezeichnet. Sie sollte bei einer vollständig geladenen und unbelasteten 12 V-Batterie von der Ladespannung zunächst schnell auf etwa 13,2 Volt und von da ab langsamer bis auf etwa 12,7 Volt abfallen.


Kapazität:
Die Kapazität gibt die der Batterie entnehmbare Ladung unter definierten Bedingungen an. Bei den Starterbatterien erfolgt die Angabe in der Maßeinheit Amperestunden (Ah) für 20 Stunden Entladezeit bei 20 °C (K20). Eine voll geladene Starterbatterie mit einer Nennkapazität von 64 Ah kann demnach 20 Stunden lang einen Strom von 3,2 Ampere liefern. Bei höheren Entladeströmen und/oder tieferen Temperaturen verringert sich die entnehmbare Ladung u.U. erheblich.


Strom:
Die Stromangabe auf der Batterie (z.B. 320 A) bezieht sich üblicherweise auf den Kälteprüfstrom. Dies ist der angegebene (maximale) Entladestrom, der von einer Batterie bei -18°C und einer Mindestspannung von 7,5 V für die Dauer von 10 Sekunden abgegeben wird. Dieser Strom hängt im wesentlichen von der Batteriekapazität und dem Innenwiderstand der Batterie ab.


Bewertung des Ladezustandes

Grundsätzlich ist die Bewertung des aktuellen Ladezustandes einer Batterie nicht trivial, weil viele Einflüsse (z.B. Temperatur) eine Rolle spielen. Für den Hausgebrauch eignet sich eine einfache Spannungsmessung.

Voraussetzungen:

  1. zunächst keine Stromentnahme durch angeschlossene Verbraucher,
  2. Durchführung der Messung frühestens 1 Stunde nach der letzten Ladung, also in der Regel 1 Stunden nach Abstellen des Motors.
  3. Die Spannung darf nach Anschluss kleinerer Verbraucher nicht zusammenbrechen. Tut sie das, kann man davon ausgehen, dass die Batterie hochohmig geworden und damit defekt ist.

Ergebnisse:

Spannung Ladezustand
12,65 V 100 %
12,45 V 75 %
12,24 V 50 %
12,06 V 25 %
11,89 V 0 %



Arbeiten an der Batterie

Batterie abklemmen

Hinweise:

  • Bei vielen Arbeiten am T4 ist das Abklemmen der Batterie nicht zwingend erforderlich, aber nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen (z.B. bei Defekt anlaufender Lüfter, Kurzschlüsse beim Hantieren) empfehlenswert.
  • Das Abklemmen der Zweitbatterie erfolgt auf vergleichbare Art und Weise.
  • Vor dem Abklemmen sollte man sicher stellen, dass alle erforderlichen Codes (z.B. Radio) verfügbar sind.
  • Elektrische Fensterheber mit Komfortfunktion müssen nach Anklemmen der Batterie neu initialisiert werden.
  • Auf keinen Fall darf das Batterie-Masseband an der Karosserie bzw. am Motor gelöst werden (Korrosionsgefahr).
  • Eine auf die übliche Weise über ein Trennrelais angeschlossene Zweitbatterie muss nicht abgeklemmt werden.
  • Bei Fahrzeugen mit Airbag sollte vor dem Anklemmen der Batterie die Zündung eingeschaltet werden und es darf sich keine Person im Fahrzeuginneren befinden.
  • Um beim Hantieren mit Werkzeug an der Batterie Kurzschlüsse zu vermeiden, zuerst den Minuspol abklemmen, dann den Pluspol.

Werkzeug:


Arbeitsschritte:

  1. Klemmschraube der Batterieabdeckung eine halbe Umdrehung lösen.
  2. Batterieabdeckung abnehmen.
    Befestigung der Batterieabdeckung
  3. Masseleitung am Batterie-Minuspol abnehmen.
    Batteriepole
    Das Abklemmen der Plusleitung ist nicht zwingend erforderlich. Aber zur Sicherheit...


Wiederherstellung:

Batterie ausbauen

Hinweise:

  • Siehe oben Batterie abklemmen.
  • Der Ausbau der Zweitbatterie ist im Artikel Zweitbatterie beschrieben.
  • Das Reinschrauben der Befestigungsschraube für den Befestigungsbügel kann eine ziemliche Fummelei werden. Es empfiehlt sich - so der Tipp von Henner - daher, die Schraube nur zu lösen, bis man den Befestigungsbügel ausreichend verschieben kann, um die Batterie zu entnehmen.
  • Batterie möglichst nicht kippen und/oder hohen mechanischen Belastungen aussetzen.


Werkzeug:


Arbeitsschritte:

  1. Batterie abklemmen; beide Pole.
  2. Sechskantschraube M8 für die Klemmleiste (auch Befestigungsbügel genannt) - bzw. baujahrabhängig für die Klemmleiste mit Sicherungshalter - herausdrehen und Klemmleiste abnehmen, bzw. Schraube lösen und den Bügel verschieben, bis die Batterie entnehmbar ist.
    Befestigungsschraube der Klemmleiste
  3. Batterie nach links vorne und oben heraus nehmen.
    Batterie herausnehmen


Wiederherstellung:

  • O.a. Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge.
  • Darauf achten, dass die Batterie hinten komplett in den Batteriehalter geschoben wird, und dass die Nase des Befestigungsbügels in der mittleren Aussparung am Batteriefuß sitzt.
    Batterie und Halter zu einander positionieren
  • Bei TDI mit Saugrohrdrucksensor im Steuergerät (bis ca. Modelljahr 2000) oder Benzinern mit Digifant-Steuergerät unbedingt darauf achten, dass die Batterie nicht auf dem Schlauch zwischen Saugrohr und Steuergerät steht!
  • Sechskantschraube mit 23 Nm anziehen.
  • Batterie wieder anklemmen (Polschrauben mit 6 Nm anziehen).

Wartung und Pflege

Auch wenn es inzwischen viele wartungsfreie Batterietypen gibt, muss der Flüssigkeitsstand in den Zellen regelmäßig kontrolliert werden. Die Zellen sind mit einem Gemisch aus Schwefelsäure (ca. 37%) und Wasser gefüllt. Durch elektrolytische Zersetzung kann das Wasser in Form seiner Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff als Gas entweichen. Dieser Verlust muss durch Auffüllen von destilliertem Wasser ausgeglichen werden. Unreines Wasser, dazu zählt in diesem Fall auch Leitungs- und Mineralwasser, würde die Batterie innerhalb kurzer Zeit unbrauchbar machen. Schlecht arbeitende Spannungsregler der Lichtmaschine begünstigen die Zersetzung des Wassers und machen einen hohen Wartungsaufwand der Batterie erforderlich. (Quellenangabe)

Die Spannung des Spannungsreglers sollte vor allem für wartungsfreie 12V-Autobatterien (Bleiakkumulatoren) idealerweise bei 14,2 Volt liegen. Bei einer nicht wartungsfreien Batterie kann die Reglerspannung auch höher liegen, sollte aber auch hier 14,8 Volt nicht überschreiten. Liegt die Reglerspannung höher, verlieren auch an sich wartungsfreie Batterien schnell zu viel Wasser, was sich negativ auf ihre Lebensdauer auswirkt. Liegt die Spannung darunter, wird die Batterie eventuell nicht richtig voll, was folgende Startvorgänge erschwert und ihre Lebensdauer verkürzt. Muss die Batterie dann zu viel ihrer Kapazität aufwenden, besteht die Gefahr einer Tiefentladung und der für die Batterie schädlichen Sulfatierung. (Quellenangabe)

Starterbatterien sollten auch nicht über längere Zeit (mehrere Monate) stehen gelassen werden, ohne sie zu laden. Müssen sie doch einmal über längere Zeit stehen, sollte die Batterie davor vollgeladen werden. Ältere Starterbatterien haben eine erhöhte Selbstentladung, zudem besteht beim Stehenlassen der Batterie - ohne sie zu laden - eine erhöhte Gefahr von schädlicher Sulfatierung. Zu langes Stehenlassen schadet daher der Batterie. Die Spannung einer 12V-Blei-Batterie sollte nicht unter 11,8 Volt abfallen. (Quellenangabe)

Bei längerer Nichtbenutzung hilfreich ist auch eine sogenannte Erhaltungsladung mit einem geringen Strom, der nur die Selbstentladung kompensiert. (Quellenangabe)


Ersatz

Grundsätzlich empfiehlt es sich, bei einem Ersatz der Starterbatterie auf eine Batterie mit höchstmöglicher Kapazität zurückzugreifen. Eine Grenze wird dabei 'nur' durch die Abmessungen der Batterie gesetzt. Die maximal verbaubare Größe liegt beim T4 bei ca. ca. 353 x 175 x 190 mm (LxBxH), wobei auf eine hohe Sockelleiste zu achten ist, damit die Batterie vernünftig befestigt werden kann. Eine solch große Batterie hat in der Regel eine Kapazität von 95 bis 100 Ah.
Die nachfolgenden Bilder zeigen links die Originalbatterie mit 80 Ah und rechts eine neue 95 Ah-Batterie. Der größere Platzbedarf ist deutlich zu erkennen.

80 Ah-Batterie
95 Ah-Batterie

Der Einbau war recht mühsam, weil Kabelkanäle beiseite gedrückt werden mussten, damit die Batterie in Position gebracht werden konnte. Ein leichtes Verbiegen der Halterung des Motorsteuergerätes hat dabei geholfen.

Weblinks


Quellenangabe

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