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Batterie

Glossar

Bezug zum Kraftfahrzeug

Bereitstellung elektrischer Energie
Elektrik, Elektronik
Stromversorgung, Generator, Verbraucher

 

Beschreibung

Starterbatterien sind im Kraftfahrzeugbereich in der Regel als Bleiakkumulatoren ausgeführt, um den beim Startvorgang notwendigen Strom liefern zu können. Die gesamte Anlage hat als größten Stromverbraucher den Starter , der von mehreren 100A bis zu 1000A Strom aufnehmen kann. Auch ist die Größe der Batterie abhängig von der Anzahl der übrigen Verbraucher im Fahrbetrieb, die im Laufe der Zeit besonders im Bereich der Komfortelektrik drastisch zugenommen hat.
Trotz der Argumente der umweltbelastenen Problematik werden Bleiakkumulatoren dennoch weiterhin verwendet, da sie eine kostengünstige Möglichkeit der Speicherung von Elektrizität bieten.

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Funktionsbeschreibung

Ein Bleiakkumulator besteht im Wesentlichen aus Zellen, hier mit einem roten Pfeil gekennzeichnet, die jeweils eine Spannung von 2,12V haben. Um eine Batterie mit der für das Bordnetz korrekten Spannung zu konstruieren, sind mehrere dieser Zellen in Reihe geschaltet. So sind für heutige Kraftfahrzeuge die Batterien mit 6 Zellen, früher bei Fahrzeugen mit einem 6V-Bordnetz mit 3 Zellen ausgerüstet. Um die 24V Bordspannung für Nutzfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, werden in der Regel aus Kostengründen zwei 12V-Batterien in Reihe geschaltet; der Markt bietet aber auch spezielle 24V-Batterien an.
Das korrespondierende Elektrlyt kann flüssig, aus Vließ oder Gel bestehend sein.
Der Aufbau beschreibt die in Reihe geschalteten Zellen, die sich gegenseitig nicht berühren dürfen, da es sonst zu einem internen Kurzschluss käme. Es handelt sich hierbei um jeweils zwei Bleiplatten, wobei die Eine, die den Pluspol bildet, mit einer Bleioxidschicht versehen ist, wenn die Batterie voll aufgeladen ist. Alle Zellen sind von dem Elektrolyt umgeben.
Bei der Entnahme und der Zugabe von Strom, also dem Laden und Entladen, finden jeweils chemische Prozesse statt, die entweder Strom freisetzen bzw. Strom benötigen, um abzulaufen. Wird die Batterie entladen, reagliert das Blei des Minuspols und das Bleioxid des Pluspols mit dem Elektrolyt und bildet an beiden Polen Bleisulfat und liefert als „Abfallprodukt“ Strom. Wird die Batterie wieder aufgeladen, läuft die chemische Reaktion in die Gegenrichtung ab, und und der Schwefel des Elektrolyts wird dem Bleisulfat an beiden Polen wieder entzogen wobei am Minuspol auch der Sauerstoff gänzlich „verbraucht“ wird.

Die chemische Formel lautet folgendermaßen:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ⇒ 2PbSO 4 + 2H 2 O + elektrische Energie

Beim Entladevorgang läuft die Formel von links nach rechts, beim Laden von rechts nach links ab.

 

Um die benötigten hohen Ströme für das Starten realisieren zu können, haben Bleiakkumulatoren im Kraftfahrzeugbereich einen verhältnismäßig geringen Innenwiderstand Ri, der hier lediglich exemplarisch eingezeichnet ist. Wird die Batterie mit einem Verbraucher belastet, läßt sich zwischen den Batteriepolen die um Ui verminderte Spannung messen:

U = U0 - ( I Ri )

U0 ist die Spannung, die zwischen den Polklemmen gemessen wird, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. I ist der Strom, der von dem Verbraucher aufgenommen wird.

 

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