Versagt die Batterie aufgrund ihres Alters oder Verschleiß und sehr tiefen Temperaturen ihren Dienst, bleibt nur noch die Möglichkeit, den Motor über ein Überbrückungskabel von einer anderen Batterie zu starten oder das Fahrzeug anzuschieben. Bei vielen modernen Fahrzeugen kann dies zu Problemen und Schäden führen. Umso wichtiger ist es, auf die Funktionstüchtigkeit der Starterbatterie zu achten und sie zu ersetzen, wenn sie nicht mehr genügend elektrische Leistung liefert.
Auf den ersten Blick ist nicht ersichtlich, warum Verbrennungsmotoren elektrische Energie einer Batterie benötigen. Verbrennungsmotoren werden von Treibstoff wie Benzin oder Diesel angetrieben. Der Treibstoff wird in ein Gasgemisch verwandelt und in den Explosionskammern der Motoren (Zylinder) zur Explosion gebracht. Die Explosion wandelt die im Treibstoff gespeicherte chemische Energie in Bewegungsenergie um. Um eine erste Explosion durch einen Ansaug- und Verdichtungsvorgang auszulösen, muss mechanische Energie aufgebracht werden. Erst nachdem erste Explosionsvorgänge stattgefunden haben, kann sich der Motor selbst am Laufen halten.
Zu Beginn des Automobilzeitalters lieferte eine manuell bewegte Kurbel die mechanische Energie zum Starten des Motors. Das Ankurbeln war anstrengend, zeitraubend und manchmal gefährlich. Aus diesem Grund entwickelten die Autobauer den sogenannten Anlasser. Es handelt sich um einen starken Elektromotor, der die Aufgabe des "Ankurbelns" übernimmt. Der Anlasser selbst benötigt elektrische Energie, um die mechanische Leistung zu erzeugen. Diese Energie liefert die Starter-Batterie. Eigentlich handelt es sich bei den Starter-Batterien nicht um Batterien, sondern um wiederaufladbare Akkus. Ist der Motor gestartet, lädt die Lichtmaschine den Akku wieder auf. Dadurch ist sichergestellt, dass für ein erneutes Starten des Motors genügend Leistung in der Batterie gespeichert ist.
Der Anlasser benötigt je nach Typ eine bestimmte Spannung. Typische Voltzahlen für Starter-Batterien sind 6V, 12V und 24V. Anlasser in Autos werden in der Regel von 12-Volt-Starter-Batterien versorgt. In Lastkraftwagen, Landmaschinen und anderen sehr leistungsstarken Fahrzeugen sind 24V-Systeme üblich. Einige ältere Motorräder, Roller, Kleinmotoren oder Oldtimer sind mit 6V-Starter-Batterien bestückt. Um genügend Kraft für das Ankurbeln des Motors aufzubringen, sind für einen kurzen Zeitraum große Stromstärken erforderlich. Je nach Motor können dies mehrere hundert Ampere sein. Je größer der Motor ist, desto höher ist der von der Batterie aufzubringende Strom. Die Spannung der Batterie darf während des Startvorgangs nicht abfallen. Eine gesunde Batterie soll die elektrische Spannung während des kompletten Startvorgangs möglichst konstant halten.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der Starter-Batterien ist die Zyklenfestigkeit. Auch nach vielen Startvorgängen soll sich die elektrische Leistungsfähigkeit der Batterie nur minimal abschwächen. Sonderausstattungen moderner Fahrzeuge wie die Start-/Stopautomatik sorgen für höhere Anforderungen an die Zyklenfestigkeit der Starter-Batterien. Hochwertige Batterien wie AGM- oder EFB-Batterien sind auf Zyklenfestigkeit optimiert.
Tiefe Temperaturen im Winter stellen ebenfalls besondere Anforderungen an die Starter-Batterien. Grundsätzlich steigt der Innenwiederstand der Batterien mit abnehmenden Temperaturen und die Leistungsfähigkeit sinkt. Dennoch müssen die Starter-Batterien bei Minustemperaturen genügend Leistung zum Starten des Motors liefern. Aus diesem Grund haben Starter-Batterien einen sehr niedrigen elektrischen Innenwiderstand, der durch niedrige Temperaturen nicht allzu stark beeinflusst wird.
Starter-Batterien in Fahrzeugen besitzen zusätzlich die Aufgabe, bei Motorstillstand oder bei einer aufgrund niedriger Drehzahl nur wenig Leistung produzierenden Lichtmaschine elektrische Verbraucher mit Strom zu versorgen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn bei ausgeschaltetem Motor Musik mit dem Autoradio gehört wird. Da die elektrische Ausstattung von Fahrzeugen immer komplexer und umfangreicher wird, kommt der Energieversorgung durch die Starter-Batterie eine steigende Bedeutung zu.
Starter-Batterien sind in verschiedenen Bauweisen mit unterschiedlichen Technologien verfügbar. Die am häufigsten verwendeten Technologien für Starter-Batterien sind folgende:
Bei den meisten Starter-Batterien handelt es sich um wartungsfreie Nassbatterien mit flüssigem Elektrolyt. Diese bestehen aus einzelnen Zellen mit jeweils mehreren positiv geladenen (Anode) und negativ geladenen Bleigitter (Kathode). Die Anoden und Kathoden sind in verdünnte Schwefelsäure (Elektrolyt) eingetaucht. Dadurch entsteht eine galvanische Zelle mit einem Spannungspotenzial von circa zwei Volt. Schaltet man mehrerer dieser Zellen in Reihe, ist die gewünschten Spannung von sechs, zwölf oder 24 Volt erreichbar. Ein elektrischer Verbraucher wie der Anlasser, der mit den unterschiedlich geladenen Elektroden verbunden ist, schließt den Stromkreis und entlädt die Batterie. Verbindet man einen elektrischen Generator (Lichtmaschine) mit der Anode und der Kathode, lädt die Batterie sich auf. Wartungsfreie Batterien sind versiegelt und haben einen so geringen Wasserverbrauch des Elektrolyts, dass das Auffüllen mit destilliertem Wasser nicht notwendig ist.
Eine besondere Bauform der Starter-Batterien ist die sogenannte Gelbatterie. Sie besitzt grundsätzlich einen ähnlichen Aufbau wie eine Nassbatterie mit mehreren in Reihe geschalteten galvanischen Zellen von jeweils zwei Volt, verwendet aber keine flüssige Schwefelsäure, sondern ein gelartiges Elektrolyt. Erreicht wird dies durch den Zusatz von Kieselsäure zur flüssigen Schwefelsäure. Gelbatterien sind vollständig verschlossen und bieten keine Möglichkeit, Wasser nachzufüllen. Ein Vorteil dieser Batterien ist die geringere Säureschichtung. Säureschichtung verursacht einen Leistungsverlust durch Entmischung des Elektrolyts zu Säuren unterschiedlicher Dichte an verschiedenen Stellen der galvanischen Zelle. Im Vergleich zu Nassbatterien ist der Innenwiederstand der Gel-Bleiakkumulatoren höher. Sie liefern daher einen geringeren maximalen Strom. Aufgrund der geschlossenen Bauform und der niedrigeren maximalen Stromstärken sind Gelbatterien häufig bei Motorrädern und Motorrollern im Einsatz.
Hochwertige Fahrzeuge mit komplexer elektrischer Ausstattung und Features wie Start-/Stopfunktionen haben einen erhöhten Strombedarf und erfordern eine hohe Zyklenfestigkeit der Starter-Batterie. Oft sind in diesen Fahrzeugen sogenannte AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat Battery) verbaut. Sie besitzen eine hohe Zyklenfestigkeit für viele Ent- und Aufladungen und einen geringen Innenwiederstand für hohe Startströme selbst bei niedrigen Temperaturen. In den AGM-Batterien ist die flüssige Schwefelsäure in einem Glasfaser-Vlies gespeichert. AGM-Batterien sind nicht im warmen Motorraum verbaut, da erhöhte Temperaturen schädlich für die Batterien sind und sie schneller verschleißen lassen.
EFB-Starter-Batterien sind Nassbatterien, die im Vergleich zu herkömmlichen Bleiakkumulatoren mit einem Polyester-Scrim ausgestattet sind. Dieses Gewebe befindet sich auf der Anodenplatte und sorgt dafür, dass das aktive Material (Bleidioxid) besser fixiert ist. Die EFB-Starter-Batterien haben für das schnelle Auf- und Entladen einen geringen Innenwiederstand. Die Zyklenfestigkeit und Lebensdauer der Batterie ist um 50 bis 100 Prozent gesteigert. Dies spiegelt sich im höheren Preis gegenüber Nassbatterien wider.
Die Batterien und verwendeten Technologien sind auf die verschiedenen Typen der Verbrennungsmotoren in Autos, Lkws, Motorräder oder anderen Fahrzeuge und Geräten abgestimmt. Ein wichtiges Kriterium beim Kauf ist die Spannung der Batterie und ihre Kapazität. Die Batterien unterscheiden sich zudem in der Anordnung, Form und Größe der positiven und negativen Pole. Die vom Hersteller geforderten elektrischen Daten und Batterietechnologien müssen auf jeden Fall eingehalten werden.
Eine wichtige Nebenaufgabe der Starter-Batterien ist die Versorgung elektrischer Verbraucher über das Bordnetz beispielsweise bei abgestelltem Motor oder bei zu geringer Drehzahl der Lichtmaschine. Besitzer von Wohnwägen oder Caravans stellen sich oft die Frage, ob Starter-Batterien zu reinen Versorgungszwecken nutzbar sind. Hiervon ist abzuraten, da die Batterien mit ihrer spezifischen Bleigitterstruktur auf hohe Startströme optimiert sind und schneller verschleißen als reine Versorgungsbatterien. Als Ergebnis verlieren Starter-Batterien, die als Versorgungsbatterien beispielsweise in einem Wohnmobil eingesetzt sind, schneller an Leistung und sind in kürzeren Zeiträumen zu ersetzen.
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