Batterien erklärt :)

na dann gleich mal los:

Zum Anfang sollten wir aufpassen, nicht nur über "Batterien" zu schreiben, da versteht nämlich jeder etwas anderes darunter:

" Die Batterie, Starterbatterie, Autobatterie, Akku,.." und wie sie umgangssprachlich alle genannt werden..

Und dann noch die anderen möglichen elektrischen "Batterien"..

Vielleicht findet sich ein Link zur Definition, mal suchen...

Sonst schreiben wir aneinander vorbei

Also bei Batterien im Autobereich meine ich automatisch die Batterie, welche man zum in Gang setzen eines Fahrzeuges benötigt.

Es gibt dabei die Unterschiede wie Blei-Säure-Batterien, Gelbatterien.

Zudem muss man heute beim Kauf einer neuen Batterie neben der Größe (Abmessungen & Ah) und den Pol-Klemmen auch auf den Einsatzbereich achten!

Beim GJ reicht eine einfache Starterbatterie mit kleinen Polen.

Bei Autos, die eine Start-Stop-Funktion haben ist eine speziell auf diese Mehrbelastung ausgelegte Batterie zu erwerben oder die S-S-Funktion arbeitet nicht richtig, bzw. die Lebensdauer der Batterie sinkt rapide.

Eigentlich wurde dazu das meiste hier von @Stefan9xx und dir gweilo bereits auf den Punkt gebracht;

viel bleibt da nicht mehr zu sagen ??

vielleicht dass 7 Ah in Zahlen ausgedrückt zwar einem recht wenig erscheinen mögen - genauer betrachtet jedoch um die 18% der Nennkapazität von 38 Ah auf 45 Ah der originalen Suzuki Autobatterie ausmachen ??

ich verwende beim GJ trotz Standheizung und im Sommer trotz Kühlschrank derzeit die Originale Batterie - sollte ich mit der Kapazität nicht auskommen, stelle ich Überlegungen an dem beizukommen ??

die Lima wird definitiv nicht erweitert ?

Hier mal der link zu Wikipedie, ich empfehle, das als Grundlage zu lesen und dann versuchen zu verstehen.

Hab´s mal überflogen, scheint auf den ersten Blick nichts grob falsches drin zu stehen.

Starterbatterie – Wikipedia

Und dann ist wichtig, ob man das verstanden hat und mit den Begriffen der Elektrotechnik und deren prinzipiellen Zusammenhängen etwas anfangen kann.

Ich würde aber ungern hier eine "Elektrotechnikerdiskussion mit zusätzlicher Beteiligung von Laien" führen.

Lasst uns dann lieber mit Vergleichen und Analogien arbeiten, ok?

Also, reden wir jetzt mal nur von einer normalen Starterbatterie für einen benzinbetriebenen PKW, hier Jimny.

Das heißt, für einen relativ kleinvolumigen Benzinmotor.

Das heißt aber auch, dass wir jetzt nicht über die Anforderungen an die (Starter)Batterie für PKW mit Dieselmotoren, und/oder Start-Stopp-Automatik, und/oder (Mild-)Hybrid, usw. reden. Das würde unnötige Komplexität reinbringen. Kann man später ja immer noch.

Zitat von Stefan9xx

Zitat von silva viridi

Lasst uns dann lieber mit Vergleichen und Analogien arbeiten, ok?

So etwa

Nennspannung (Volt): Wie viel Flaschen sind im Kasten

Kapazität (Ah): gesamt Volumen der Flaschen im Kasten

Kaltstartstrom (Ampere): Wie groß ist die Öffnung der Flaschen => groß Saftflasche, klein Cola Flasche

Sehr schöner Vorschlag von Dir

Danke Stefan, ich mache mal so weiter

So etwa

Nennspannung (Volt): Wie viel Flaschen sind im Kasten

Kapazität (Ah): gesamt Volumen der Flaschen im Kasten

Kaltstartstrom (Ampere): Wie groß ist die Öffnung der Flaschen => groß Saftflasche, klein Cola Flasche

Beim Jimny (und den meisten PKW) ist es wichtig, dass es immer 12 Flaschen (Volt) sind.

wenn jede Flasche 0,3 l fasst, hat man 36 Deziliter (Ah, Amperestunden)

bei Flaschen mit 0,4 l sind es dann 48 Deziliter (Ah)

Lassen wir die Öffnungen gleich gross, kommt gleich viel (maximaler) Kaltstartstrom raus. Bei den größeren Flaschen fließt dieser länger, bis alle leer sind.

Das ist, sehr vereinfacht, das Prinzip.

So, und weiter gehts:

Nennspannung (Volt): Wie viel Flaschen sind im Kasten

Kapazität (Ah): gesamt Volumen der Flaschen im Kasten

Kaltstartstrom (Ampere): Wie groß ist die Öffnung der Flaschen => groß Saftflasche, klein Cola Flasche

Beim Jimny (und den meisten PKW) ist es wichtig, dass es immer 12 Flaschen (Volt) sind.

wenn jede Flasche 0,3 l fasst, hat man 36 Deziliter (Ah, Amperestunden)

bei Flaschen mit 0,4 l sind es dann 48 Deziliter (Ah)

Lassen wir die Öffnungen gleich gross, kommt gleich viel (maximaler) Kaltstartstrom raus. Bei den größeren Flaschen fließt dieser länger, bis alle leer sind.

Das ist, sehr vereinfacht, das Prinzip.

Nun ist es aber so, dass dieser maximale Kaltstartstrom meist nie gebraucht wird. Das könnte rauskommen (aus den Flaschen des Kastens), passt aber nicht durch den Anlasser des Autos (Gurgel des Trinkers).

Dies, und manchmal die Regelung dazu (Hirn des Trinkers?) sorgen dafür, dass nur soviel rauskommt, wie Sinn macht.

Morgen dann, wenn ich mehr Zeit habe, der Versuch das Ganze wieder etwas mehr technisch richtig zu beschreiben...

Hallo werte Mitwürfler,

hier der Versuch einer wieder mehr "elektrischen Erklärung" der Starterbatterie.

Eine Bitte an die anderen Fachleute hier:

Lest das mal kritisch durch und gebt Anmerkungen/Ergänzungen. Manchmal denke ich das Richtige, schreibe aber völligen Blödsinn und merke das selber beim Korrekturlesen nicht, weil ich immer das Gedachte im Kopf habe.

Die Starterbatterie ist hauptsächlich hierfür:

a) zum Starten den Anlasser und andere Komponenten die dazu nötig sind, mit elektrischer Energie zu versorgen (Zündung, Kraftstoffzuführung, Regelungen...) (direkt oder indirekt)
b) die vor und während des Startvorgangs schon laufenden anderen elektrischen Verbraucher (Radio, Beleuchtungen, angeschlossene Zusatzgeräte, ...) auch versorgen

c) die bei b) aufgeführten und sowie weitere ( Standheizungen, Ladegeräte, Beleuchtungen außen und innen, Kühlboxen, ...) über gewisse Zeiten ohne laufenden Motor zu versorgen

Dafür wird die Starterbatterie u.A. folgendermaßen ausgelegt:

1. sie muss hohe Ströme über relativ kurze Zeit "abgeben" können, dies auch mehrfach, mit und ohne Pause nacheinander --> Entladung

2. sie muss mittlere Ströme über längere Zeit "abgeben" können --> Entladung

3. sie muss mittlere Ströme über kurze und längere Zeit "aufnehmen" können --> Ladung

Wie sieht die Auslegung nun, z.B. bei einem Auto wie dem Jimny Benziner aus?

Dafür nehmen wir jetzt eine "ideale Starterbatterie" und "ideale Verbraucher/Erzeuger (Lichtmaschine,...) an.

Ideal im Sinne: 100% Wirkungsgrad, d.h. ohne Verluste.

Nicht gemeint ist hier ideal in der Bedeutung für "optimal für gewisse Anforderungen".

Mit dieser "idealen Starterbatterie" wird das Prinzip erklärt, die reale Starterbatterie ist dann entsprechend der Verlustbedingungen größer und anders.

Starten/Anlassen:

1. Um das Auto zu starten, braucht´s einen Anlasser mit ca. 1,2 kW Leistung (ich nehme hier 1200 W, dann lässt sich schön rechnen).

-> Bei 12 V Spannung muss die Batterie dafür 100 A Strom liefern (1200 W / 12 V)

2. zusätzlich sind noch die oben bei a) und b) aufgeführten Geräte/Verbraucher zu versorgen. Sagen wir: 300 W

-> dafür muss die Batterie 25 A liefern. (300 / 12)

3. jetzt kann es passieren, dass noch alles andere wie bei c) oben aufgeführt zusätzlich eingeschaltet ist. Sollt man zwar nicht machen, kann aber vorkommen. Nochmal 300 W

-> Batterie muss dafür 25 A liefern.

In Summe kann es also passieren, dass beim Starten 150 A Strom fließen: und zwar aus der Batterie heraus, durch die einzelnen Verbraucher durch und wieder in die Batterie hinein.

--> Die Batterie liefert hier also einen Kaltstartstrom von 150 A.

Dafür muss sie mindestens ausgelegt sein.
Um sicher zu funktionieren und Reserve zu haben, wird sie so gebaut, dass sie 250 A Kaltstartstrom liefern kann.

Versorgen der Verbraucher ohne Motor:

Nehmen wir an, der Motor ist aus und in einer schönen Sommernacht im Wald wird für etwas Stimmung, Musik, Beleuchtung, kühle Getränke usw. gesorgt. Beispielhaft sind das hier in Summe 120 W

-> dafür muss die Batterie 10 A Strom liefern (120 W / 12 V)

Weil es so schön ist, gefällt uns das und wir genießen es (nur) 2 Stunden lang:

-> Die Batterie muss dafür 20 Amperestunden liefern (10 A x 2 h)

Kapazität:

1. Für die 2 Stunden im Wald muss die Batterie 20 Ah bereitstellen

2. Jetzt haben wir leider einen Jimny, bei dem etwas nicht stimmt:

Anlassen dauert 30 Sekunden, oft muss das 6 mal wiederholt werden. Man muss also insgesamt 180 Sekunden "orgeln"

180 Sekunden = 3 Minuten = 0,05 Stunden

-> Die Batterie muss dafür 7,5 Amperestunden bereitstellen (150 A x 0,05 Stunden)

==> In Summe muss diese Batterie also ca. 28 Ah Kapazität haben und voll sein

damit wir in diesem Beispiel die 2 Stunden im Wald genießen können, sowie danach mit dem (schlecht startenden) Würfel auch wieder nach Hause fahren können.

Das also für diese theoretische "ideale Starterbatterie".

Die reale Batterie wird hierfür dann ca. so ausgelegt:

Nennspannung: 12 V

Kapazität: 42 Ah

Kaltstartstrom: 360 A

Das mal dazu, ist nun doch länger geworden.
Das Laden der Batterie ist auch noch nicht betrachtet.

Wie, ob und warum andere Auslegungen dieser Werte sinnvoll sein können dann separat.

Vielleicht gibt´s ja einen anderen "elektrotechnischen Würfler", der sich daran versuchen will?

Hoffe wirklich, ich habe fachlich alles richtig und für Laien trotzdem verständlich geschrieben.

Was mir dazu noch spontan einfällt:

moderne Fahrzeuge schalten beim Startvorgang des Motors alle größeren Verbraucher weg, die nicht unbedingt benötigt werden;

Mal ausgenommen dem Stand- und Bremslicht oder dem Warnblinker;

Gut soweit klar! Aber ist es nicht kontraproduktiv eine Batterie zu verbauen, die zwar höheren Kaltstartstrom liefert bzw höher als die originale Batterie aber weniger Kapazität hat, was bei Frost zum tragen kommt? Weil bei hohen Minusgraden ich einen Energieverlust über Nacht habe. Somit wäre aus meiner Sicht eine höhere Kapa. sinnvoller weil mehr Energie für weitere Versuche vorhanden wären. Da ja der Startvorgang nunmal von der Leistungsaufnahme her gedeckelt ist.

Zitat von Lucky40

Gut soweit klar! Aber ist es nicht kontraproduktiv eine Batterie zu verbauen, die zwar höheren Kaltstartstrom liefert bzw höher als die originale Batterie aber weniger Kapazität hat, was bei Frost zum tragen kommt?

für mich ist das um und auf einer Starterbatterie die Nennkapazität - noch dazu wenn zusätzliche Verbraucher eingebaut sind, wie eine Standheizung oder wenn mal, wie hier im Thread bereits erwähnt, länger das Radio ein ist;

Zitat von Lucky40

Gut soweit klar! Aber ist es nicht kontraproduktiv eine Batterie zu verbauen, die zwar höheren Kaltstartstrom liefert bzw höher als die originale Batterie aber weniger Kapazität hat, was bei Frost zum tragen kommt? Weil bei hohen Minusgraden ich einen Energieverlust über Nacht habe. Somit wäre aus meiner Sicht eine höhere Kapa. sinnvoller weil mehr Energie für weitere Versuche vorhanden wären. Da ja der Startvorgang nunmal von der Leistungsaufnahme her gedeckelt ist.

Wenn man 2 Batterien des genau gleichen Typs mit gleichen Eigenschaften hat, dann macht es aus meiner Sicht keinen Sinn, diejenigen mit dem höheren möglichen Kaltstartstrom zu nehmen.

Obiger Beispielwürfel wird sich sowieso nie mehr als 150 A nehmen.

Falls es andere Eigenschaften gibt die man für sich höher priorisiert, z.B. längere Lebrndsdauer, bessere Kälteeigenschaften, geringere Selbstentladung Langzeit, bessere Offroadtauglichkeit, Robustheit, ... und die dann damit einhergehenden höheren Kaltstartstrom bedingen,

kann es Sinn machen.

Dann ist es aber auch ein anderer Batterietyp

Für mich bisher auch. Deswegen war ich etwas verwirrt das sich alle die umbauen eine einbauen mit weniger Nennkapazität als originale aber gerade wegen Standheizung. Gut man hat dann morgens noch einen ordentlichen Bumms zum starten aber eben nicht solange oder oft. Weil weniger „Inhalt“.

Zitat von Lucky40

Für mich bisher auch. Deswegen war ich etwas verwirrt das sich alle die umbauen eine einbauen mit weniger Nennkapazität als originale aber gerade wegen Standheizung. Gut man hat dann morgens noch einen ordentlichen Bumms zum starten aber eben nicht solange oder oft. Weil weniger „Inhalt“.

Eben nicht mehr Bumms:

Wenn sonst alles gleich ist, dann ist auch der Bumms gleich!

100 A × 12 V -> Anlasserbumms mit 1,2 kW

Die meisten sind nach dem Tausch der Starterbatterie richtig glücklich, weil mehr Bumms da ist.

Das liegt aber oft daran, dass die alte einen Defekt hatte und z.B. nicht mehr genug Strom und/oder Spannung unter der hohen Anlasserlast liefern konnte

Bsp.

Wenn durch Erhöhung des Innenwiderstandes der Batterie durch Alterung die Spannung um 2V sinkt, dann hat es nur noch 1,0 kW Anlasserleistung