Die Starterbatterie (auch Autobatterie oder Fahrzeugbatterie, englischsprachiger Fachbegriff: SLI battery für Start, Light, Ignition / Start, Licht, Zündung. Im Alltag auch einfach als Car Battery bezeichnet) treibt beim Starten eines Kraftfahrzeugs den elektrischen Anlasser eines Verbrennungsmotors an.
Der Akku wird bei laufendem Verbrennungsmotor von einem Generator, der so genannten Lichtmaschine, geladen.
Da diese Art der Speicher wiederaufladbar ist, lautet der umgangssprachlich übliche Begriff dafür Akkumulator oder kurz Akku, jedoch nicht Batterie. Technisch jedoch ist Batterie der Begriff für eine Zusammenschaltung elektrischer Elemente (einzelner Zellen). Hierbei spielt es auch keine Rolle, ob diese nun wiederaufladbar sind, oder nicht.
Hauptaufgabe
Das Anlassen eines Verbrennungsmotors durch den elektrischen Anlassermotor erfordert kurzzeitig hohe Ströme von bis zu mehreren 100 A (Ampere). Der Starterakku muss in der Lage sein, diesen auch im Winter bei niedrigen Außentemperaturen zu liefern. Zudem darf die Spannung während des Startvorgangs nicht zu stark abfallen. Daher weisen Starterbatterien einen geringen elektrischen Innenwiderstand auf.
Daneben versorgt der Starterakku bei nicht laufender Lichtmaschine die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug mit Strom - eine Aufgabe, die bei einer wachsenden Zahl von Komfortfunktionen im Auto immer bedeutender wird.
Antriebsbatterien
Werden dagegen Batterien als Energiequelle für den Antrieb genutzt, beispielsweise bei Elektrofahrzeugen, so heißen sie Traktionsbatterien.
Diese unterscheiden sich in ihrer Anwendung von der Starterbatterie hauptsächlich dadurch, dass man ihnen einen größeren Teil ihrer Nennkapazität entnehmen kann, ohne damit dem Bleiakkumulator zu schaden. Dafür sollte ihnen aber auch kein so hoher kurzzeitiger Strom entnommen werden, wie ihn etwa Starterbatterien erlauben.
Man kann die Antriebs- und Beleuchtungsbatterie mit einem Langläufer vergleichen, während die Starterbatterie eher einem Sprinter vergleichbar ist.
Ausführung
Die meisten Starterbatterien sind Bleiakkumulatoren, da diese die genannten Anforderungen in preiswerter Weise erfüllen.
Starterbatterien lassen sich - je nach Art des Elektrolyten - in Flüssig-, Vlies- und Gelbatterien unterteilen.
Aufbau
Eine Batterie ist eine Reihenschaltung einzelner Batteriezellen. Bei der Bleibatterie haben die einzelnen Zellen üblicherweise eine Spannung von ungefähr 2,0 bis 2,12 Volt. Um etwa auf die Nennspannung von 12 Volt zu kommen, bedarf es daher der Hintereinanderschaltung von 6 solcher Zellen zu einer Starterbatterie. Diese besitzt damit im unbelasteten Zustand eine Klemmspannung von etwa 12,0 bis 12,7 Volt. Bei 6 Volt-Ausführungen werden 3 Zellen und bei 24 Volt entsprechend 12 Zellen zu einer Starterbatterie hintereinandergeschaltet.
Nennspannung
Die tatsächliche Spannung des Bordnetzes von Kraftfahrzeugen liegt während der Fahrt über der Nennspannung der Batterie, da diese während der Fahrt geladen werden soll. Die Ladeendspannung ist temperaturabhängig und beträgt bei 12-Volt-Akkus etwa 14,4 Volt. Dennoch wird gewöhnlich die Nennspannung der Batterie als Spannung des Bordnetzes angegeben. Bei Pkw sind üblicherweise 12 Volt, bei Lkw 24 Volt, bei älteren Pkw waren und bei einigen Motorrädern sind auch noch 6 Volt verbreitet.
Wartung, Pflege und Prüfung
Auch wenn es inzwischen viele wartungsfreien Batterietypen gibt muss der Flüssigkeitsstand in den Zellen regelmäßig kontrolliert werden. Die Zellen sind mit einem Gemisch aus Schwefelsäure 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.
Die Spannung des Spannungsreglers sollte vor allem für wartungsfreie Autobatterien idealerweise bei 14,2 Volt liegen. Liegt die Reglerspannung höher verliert die 100% wartungsfreie Batterie schnell zu viel Wasser was sich negativ auf ihre Lebensdauer auswirkt, liegt sie darunter wird sie eventuell nicht richtig voll, was ebenfalls ihre Lebensdauer verkürzt. Da sie dann zu viel ihrer Kapazität aufwenden muss und zusätzlich noch eine erhöhte Gefahr von für die Batterie schädlicher Sulfatierung besteht. Bei einer nicht wartungsfreien Batterie kann die Reglerspannung auch höher liegen, sollte aber auch hier keine 14,8 Volt erreichen.
Starterbatterien sollten auch nicht über längere Zeit (mehrere Wochen) ohne sie zu laden stehen gelassen werden. Müssen sie doch einmal über längere Zeit stehen, mindestens die Batterie davor voll-laden. Starterbatterien haben üblicherweise eine hohe Selbstendladung 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 der Batterie sollte auf keinen Fall unter 11,8 Volt abfallen, sonst droht die Gefahr einer Tiefenentladung, die der Batterie ebenfalls sehr schadet und worauf sie in Zukunft auch nicht mehr ihre volle Nennkapazität zur Verfügung stellen kann.
Die Ladespannung sollte im Bereich von 13,8 bis 14,4 Volt liegen. Der Ladestrom sollte idealerweise ein Zehntel der Batteriekapazität betragen und besser ein Drittel der Kapazität auch nicht übersteigen.
Die Gasungsspannung liegt bei etwa 14,4 Volt und sollte beim Laden vor allem bei 100% wartungsfreien Starterbatterien nicht überschritten werden.
Die Klemmspannung kurz nach dem Beenden der Ladung einer so eben vollgeladenen Starterbatterie, wird von der Ladespannung zuerst schnell auf etwa 13,2 Volt und von da ab langsamer bis auf etwa 12,7 Volt abfallen.
Die ungefähre Kapazität kann an einer Starterbatterie auch an der noch verfügbaren Klemmspannung in etwa abgeschätzt werden. Die Spannung wird dazu direkt an der über mehrere Stunden unbelasteten Batterie abgenommen.
Klemmspannung Ungefähre Kapazität
12,65 V ----> 100 %
12,45 V ----> 75 %
12,24 V ----> 50 %
12,06 V ----> 25 %
11,89 V ----> 0 %
Das Verfahren gibt nur dann eine halbwegs verwertbare Kapazitätsangabe, wenn die Batterie nicht hochohmig geworden ist. Oder durch etwa Zellenschluss, die Ruhespannung generell unter der Nennspannung liegt. Eine hochohmige Batterie erkennt man daran, dass sie beim Laden sehr schnell "voll" ist (also keinen Strom mehr annimmt), die Spannung aber sofort - auch bei Entnahme kleiner Ströme - wieder zusammenbricht. Ist die Starterbatterie dagegen noch in Ordnung, sollte sie auch problemlos und ohne dass dabei die Spannung zu stark einbricht, für ein paar Sekunden das in etwa 3 fache ihrer Nennkapazität an Strom liefern können.
Bei nicht wartungsfreien Ausführungen kann auch ein Säureheber mit Aräometer zur Kapazitätsprüfung verwendet werden.
Bei vielen Automobil-Herstellern laufen Versuche, das bisherige 12-Volt-Bordnetz langfristig mit höheren Spannungen zu betreiben (42-Volt-Bordnetz, mit 36-Volt-Batterie). Dadurch verringern sich die Leitungsquerschnitte, da bei gleicher Leistung weniger Strom fließt. Der Spannungsabfall an Kontakten verringert sich und die Störungssicherheit nimmt zu.
Ein weiterer Ansatz dem gestiegenen Energiehunger moderner Wagen Herr zu werden, besteht darin zwei Batterien zu verwenden. Eine dient dabei als normalerweise reine Starterbatterie, die andere als Versorgungsbatterie. Bei erhöhtem Energiebedarf können aber auch einfach beide zusammengeschaltet werden.
