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Allgemeine Anmerkungen zu den Batterien
• Eine Batterie ist ein Behälter, in dem eine elektrische Energie in chemischer
Form gelagert wird. Diese Energie wird in Form von Gleichstrom abgegeben.
• Wenn ein Stromerzeuger (Ladegerät, Lichtmaschine) eine Spannung auf die
Batterie abgibt, so wird der chemische Zustand geändert und die Batterie
akkumuliert Energie.
• Wenn die Richtung der chemischen Reaktion umgekehrt wird (die Ladung der
Batterie wird verbraucht) gibt die Batterie die vorher akkumulierte Ladung in
Form von Gleichstrom ab.
Funktionieren einer Batterie
WIE FUNKTIONIERT SIE?
• Eine Batterie von 12V besteht aus 6 Elementen (Zellen) von jeweils 2V, die in
Serie in einem „Behälter“ aus Polypropylen verbunden wurden. Eine Batterie
von 24 Volt ergibt sich aus der seriellen Verbindung von zwei 12V Batterien
oder von vier 6V Batterien.
• Jede Zelle besteht aus 2 Bleiplatten die mit Entgegengesetzter Polarität verbunden
und in einer Elektrolytflüssigkeit aus Schwefelsäure und destilliertem
Wasser gelagert sind.
• Diese Verbindung der Zellen erzeugt ein Spannungspotential / Differential von
2Volt. Bei dem Prozess des Ladens und Entladens wandern Ionen zwischen
den Bleiplatten und dem Elektrolyt.
Die 3 großen Batteriefamilien
3 BATTERIEFAMILIEN FÜR DREI ARTEN VON GEBRAUCH:
• Die Startbatterie: Klassisch benutzt in der Autoindustrie (niedrige Preise). Sie
kann hohe Intensitäten (100 an 1000A) während kurzer Perioden produzieren.
Diese Batterien tolerieren meist keine Tiefentladung.
• Die stationäre Batterie: Kann eine große Anzahl von Entladungszyklen erfahren.
Die Entladung kann 80% der Kapazität erreichen. Diese Batterien werden
oft für Alarmanlagen verwendet.
• Die Traktionsbatterie: für große Endladeströme mit langer Betriebsdauer, wie
sie zum Beispiel bei Gabelstapler und Förderfahrzeuge auftreten.
Batterietypen:
2 BATTERIETYPEN WERDEN VORGESCHLAGEN:
• Blei-Säure Batterien: Es sind „offene“ Batterien, die ihr Elektrolyt im Laufe
der Zeit verlieren können. Sie erfordern eine Wartung und können bei umdrehen
der Batterie Säure verlieren (Korrosionsgefahr!). Diese werden mittlerweile
auch als wartungsfreie Batterien „VRLA“ (Ventilregulierte Blei-Säure Batterien)
angeboten. welche die Elektrolytverluste begrenzen.
• Gel-Batterien (Wartungsfrei): Das Elektrolyt ist zu einem Gel eingedickt. Die
Batterie kann ohne Flüssigkeitsverlust umgedreht werden. Sie sind teurer und
haben jedoch eine bessere Leistung als jene mit freiem / Flüssigem Elektrolyt.
Voraussetzungen für eine Ladung
• Kontrolle des Ladezustandes: Dieser wird durchgeführt durch die Kontrolle
der Spannung der unbelasteten Batterie. Um dieses zu realisieren sollte die
Batterie mehrere Stunden nicht verwendet werden. Eine Batterie mit einer Ladespannung
von 12,8V wird als 100% voll angesehen. Eine Batterie mit 12V
wird nur als 90% geladen angesehen. Man kann den Ladezustand der Batterie
auch mit einem Electrolytmesser (Säureheber) überprüfen. Es ist jedoch eine
schwierigere, (wegen dem Umgang mit Säuren), aber zuverlässige Methode.
• Stromstärke: Der empfohlene Ladestrom ist ungefähr 1/10 der angegebenen
Batteriekapazität (z.B. 10A für eine Batterie mit 100Ah). Wird mit einem höheren
Strom geladen kann eine Batterie nicht effektiv geladen werden. Es ist
nicht möglich eine Batterie in 1 Stunde vollständig aufzuladen.
Vergleichen von Batterieladegeräten
• Elektronische / Automatische Ladegeräte garantieren einen Schutz der an
Bord befindlichen Elektronik, wenn Batterien geladen werden die noch am
Fahrzeug angeschlossen sind. Traditionelle Ladegeräte können dies nicht!
• Der durchschnittliche Ladestrom (Adc): Ist der Wert des Ladestroms der durch
die DIN-EN Norm 60335-2-29 geregelt wird. Der bei einigen Ladegeräten angegebene
RMS-Wert ist ca. 1,5-mal so hoch wie der Adc Wert des Ladestroms,
aufgerundet mit einem +/- von 10%.
Auswahl der Ladestrom
• Die Nennspannung des Ladegerätes muss der Nennspannung der Batterie
entsprechen.
• Der Ladestrom muss den Anforderungen der Batterie entsprechen, weil es eine
Funktion der Kapazität ist und die Ladezeit bestimmt.
• Die einzig wichtige Angabe für das Laden ist der durchschnittliche Wert des
Ladestroms welcher „arithmetischer Wert“ genannt wird oder ADC.
• Der Wert ist direkt proportional zu der Ladezeit.
Richtlinie:
Ladestrom (Ampere DC) = Kapazität der Batterie (Amperestunde)
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Beispiel: Ladestrom für eine Batterie von 60Ah ist 60Ah = 6 Adc
10
Anmerkung: Mit einem Batterieladegerät mit zum Beispiel 6Adc kann eine 50%
entladene Batterie in 12 Stunden (die auch Übernachtladung genannt wird)
aufgeladen werden 6Adc * 1,414 = Effektivwert 8,48A.
Vergleich von Starthilfen (Jump Start)
• Strom bei Starthilfe: Um die verschiedenen Startgeräte zu vergleichen muss
man den durchschnittlichen Strom unter 1V/Zelle anschauen. Für ein Fahrzeug
mit 12V Batterie läuft das darauf hinaus, den Strom unter 6V zu erkennen. Ein
Kraftfahrzeug mit Benzinmotor verbraucht ungefähr 300A am Start (400A für
ein Dieselmodell). Eine landwirtschaftliche Zugmaschine wird ungefähr 650A
brauchen.
• Der Kurzschluss-Strom: Der Wert des Stromes des Starts in Kurzschluss (unter
0V/Element), wird oft von den Konstrukteuren angegeben. Sie wird nur als
Rechen- oder Vergleichsbeispiel geliefert, denn unter 0V dreht der Starter des
Fahrzeugs nicht. Bei dem ABSAAR SL60 Ladegerät wird der Startstrom von
441A und der Kurzschluss-Strom von 540A.gemessen.
Généralités sur les batteries
• Une batterie est un réservoir dans lequel est stockée une énergie électrique
sous forme chimique. Cette énergie est restituée sous forme d’un courant
continu.
• L’application d’une tension sur ses bornes, produite par un alternateur ou un
chargeur, crée un courant qui modifie la composition de ses éléments par un
phénomène d’électrolyse : la batterie accumule de l’énergie.
• Lorsque le sens des réactions chimiques est inversé (lorsqu’on consomme
l’énergie de la batterie), la batterie restitue les charges accumulées : elle fonctionne
alors en génératrice de courant continu.
Fonctionnement d’une batterie
COMMENT CA MARCHE ?
• Une batterie de 12 Volts est constituée de 6 éléments de 2 V montés en série
dans un «bac» en polypropylène. Une batterie de 24 Volts résulte du montage
en série de 2 batteries de 12V ou de 4 batteries de 6V.
• Pour chaque élément, 2 plaques de Plomb recouvertes d’une matière active
sont mises en vis à vis dans une solution électrolytique à base d’acide sulfurique
et d’eau distillée.
• Ces deux plaques génèrent une différence de potentiel de 2 Volts. Le processus
de charge/décharge va consister en une migration de la « matière active »
depuis une plaque de plomb vers l’électrolyte et vice versa.
Les 3 grandes familles de batteries
3 FAMILLES DE BATTERIES POUR TROIS TYPES D’USAGE :
• La batterie de démarrage : Classiquement utilisée dans l’automobile
(bas prix). Elle peut produire des intensités élevées (100 à 1000A)
pendant de courtes périodes. Ces batteries supportent mal d’être déchargées
profondément.
• La batterie stationnaire : Peut subir un grand nombre de cycles de décharge.
La décharge peut atteindre 80% de la capacité. Utilisée dans le cas d’alarmes
par exemple.
• La batterie de traction : pour des courants de décharge forts et de longs
et importants niveaux de décharges (engins de manutention par exemple).
Les batteries Gel
2 TYPES DE BATTERIES SONT PROPOSES :
• Les batteries à électrolyte liquide : Ce sont des batteries “ouvertes” qui
peuvent perdre leur électrolyte au fil du temps. Elles nécessitent un entretien
et peuvent libérer de l’acide en cas de retournement (corrosion!). Elles
existent maintenant avec des bouchons “sans entretien” qui limitent les pertes
d’électrolyte.
• Les batteries au gel (sans entretien) : L’électrolyte est figé dans un gel. Elles
peuvent être retournées sans perte de liquide. Elles sont plus chères et ont des
performances moins bonnes que celles à électrolyte libre.
Préalables à la charge
• Contrôle de l’état de charge : Il se fait par mesure de la tension à vide de la
batterie. Pour cela, elle doit être maintenue au repos pendant plusieurs heures
au préalable. Une batterie ayant une tension à vide de 12.8V est considérée
comme chargée à 100%. A une tension de 12V, elle est déchargée à 90%. Le
contrôle peut aussi se faire par mesure de la densité de l’électrolyte à l’aide
d’un « pèse acide ». C’est une méthode contraignante (manipulation d’acide)
mais fiable.
• Intensité de charge : Le courant de charge conseillé est d’environ 1/10ème
de la capacité de la batterie (soit 10A pour une batterie de 100Ah). Au-delà, le
chargeur délivre un courant trop important qui n’assure pas une charge efficace.
Il n’est pas possible de charger intégralement une batterie en 1 heure.
Notions comparatives sur les chargeurs de batterie
• Les chargeurs automatiques garantissent la protection des cartes électroniques du
véhicule si la batterie reste branchée pendant la charge. Pas les traditionnels !
• Le courant moyen : c’est la valeur réelle reconnue comme légale par la norme
CE (EN 60335-2-29). Ce n’est pas le courant efficace (ou RMS) indiqué sur
certains chargeurs. Cette dernière valeur est généralement égale à 1,414 fois
le courant moyen.
Sélection du courant de charge
• La tension nominale du chargeur de batterie doit correspondre à la tension
nominale de la batterie.
• Le courant de charge doit répondre à la spécification de la batterie, parce que
c’est en fonction de la capacité.
• Le seul courant important pour la charge est la valeur moyenne du courant, qui
s’appelle également “Valeur Arithmétique”, ou Adc.
Il est directement proportionnel au temps requis pour la charge.
Règle simple :
Courant de remplissage (Ampères dc) = Capacité de la batterie (Ah)
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Exemple :
Le courant de charge pour une batterie de 60Ah est 60Ah = 6 Adc
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Note : Avec un chargeur de cette valeur (exemple 6Adc) une batterie 50% vide
peut être chargée en 12 heures (durant la nuit). 6Adc x 1.414 = 8.48A RMS.
Notions comparatives sur les chargeurs démarreurs
• Le courant de démarrage : Afin de comparer différents chargeurs
démarreurs, il faut regarder le courant moyen au démarrage sous 1V par élément.
Pour un véhicule 12V, cela revient à connaître le courant sous 6V. Une voiture
essence consomme environ 300A au démarrage (400A pour un modèle diesel).
Un tracteur agricole consommera environ 650A.
• Le courant de court-circuit : La valeur du courant de démarrage en
court-circuit (sous 0V/élément) est souvent donnée par les constructeurs.
Elle n’est fournie qu’à titre indicatif, car sous 0V le démarreur du véhicule ne
tourne pas. Pour un ABSAAR SL60, le courant de démarrage est de 441A et le
courant de court-circuit de 540A.
Battery Technologies
Battery Generalities
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