Wie sich der Gesundheitszustand einer Starterbatterie über die Kapazität ermitteln lässt

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Die Batterie muss vor dem Test nicht voll geladen sein

Zum Prüfen einer Batterie wählt der Anwender „Flooded“ bei Nassbatterien und „AGM“ bei Gelbatterien, gibt die Kapazität in Ah oder RC ein und schließt die Prüfkontakte an. Die Batterie muss nicht voll geladen sein. Hat sie jedoch einen Ladezustand unter 40%, empfiehlt das CA-12, die Batterie erst einmal zu laden („CHARGE AND RETEST“). Die Prüfung beginnt automatisch und dauert etwa 15 Sekunden.

Bestimmung von Kapazität, CCA und Ladezustand über Matrizen

Bei hochentwickelten Geräten wie dem Spectro CA-12 GA werden Kapazität, CCA und Ladezustand über Matrizen bestimmt. Die Werte in diesen mehrdimensionalen Tabellen werden zum Vergleich mit den Messungen herangezogen. Texterkennung, Erkennung von Fingerabdrücken und visuelle Bildgebung arbeiten nach dem gleichen Prinzip, nämlich dass Messungen mit einem bereits vorhandenen Modell verglichen werden.

90% Präzision sind bei Blei-Säure-Batterien nicht möglich

Mit generischen Matrizen erzielt der Spectro CA-12 GA eine Genauigkeit von 90% beim CCA und 80% Genauigkeit bei der Kapazität einer Batterie. Diese Genauigkeit mag niedrig erscheinen, denn man wünscht sich natürlich über 90% Präzision. Das ist bei Blei-Säure-Batterien aber nicht möglich. Kapazitätsschwankungen um 12% sind selbst unter Laborbedingungen mit hochpräzisen Entlade- und Ladegeräten durchaus normal. Darum fragen sich selbst Fachleute: „Sollte man wirklich die Kapazität als Indikator der gespeicherten Energie heranziehen?"

Genaue elektrochemische Impedanzspektroskopie

Die meisten im Handel erhältlichen Batterietester liefern einen CCA mit nur 70% Genauigkeit, ohne die Kapazität mit zu berücksichtigen. Selbst wenn solch ein Tester eine hohe CCA anzeigt, ist nicht sicher, ob die Batterie wirklich gut ist. Die Spectro-Technologie erlaubt gegenüber der Einzelfrequenzmethode eine genauere CCA-Bestimmung, was bei Batterien im Grenzbereich den Ausschlag gibt. Die Kapazität bleibt jedoch der führende Indikator für die Gesundheit einer Batterie. Der Spectro CA-12 bestimmt Kapazität und CCA mit Hilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie.

Vom Forschungslabor in die Automobil-Werkstatt

Diese Technologie ist schon seit einiger Zeit bekannt, wurde aber wegen des hohen Aufwands bisher nur im Forschungslabor eingesetzt. Dank der Entwicklung des patentierten Spectro-Algorithmus und schneller DSPs konnten Größe und Preis der Geräte soweit reduziert werden, dass diese Hochleistungstechnik nun z.B. auch in Kfz-Werkstätten zur Batterieüberprüfung eingesetzt werden kann.

Abtastung der Batterie mit Frequenzen zwischen 20 und 2000 Hz

Und so funktioniert es: Die Batterie wird mit Frequenzen zwischen 20 und 2000 Hz abgetastet. Der CA-12 nimmt während der 15 Sekunden dauernden Prüfung 40 Mio. Transaktionen auf und wandelt die Daten in ein lesbares Format um. Dabei ist die generische Matrix des GA-Modells für die meisten Starterbatterien ausreichend. Sollte als Kapazitätsaussage statt Gut/Schlecht einen Zahlenwert bevorzugt werden, kann Cadex eine batteriespezifische Matrix entwickeln.

Mehrere Prüfmethoden zur kompletten Batteriebeurteilung

Wie auch bei medizinischen Tests oder Wettervorhersagen liefern Schnelltests nur Schätzwerte. Kein einzelnes Gerät kann alle Anomalitäten finden; für eine komplette Beurteilung sind mehrere Prüfmethoden erforderlich. Bestimmte Defekte einer Batterie können nur bei hoher Belastung festgestellt werden. Solch ein Defekt wäre ein Mikrokurzschluss. Ein Schnelltest klassifiziert solch eine Batterie möglicherweise als gut; doch hat die hohe Eigenentladung die Dichte abgesenkt, und der Motor dreht nicht mehr durch. Hier wäre die Prüfung mit einem Kohleplattentester oder einem Hydrometer angezeigt.

Den idealen Batterietester gibt es derzeit noch nicht

Es gibt keine idealen Batterietester. Die Wissenschaft geht jedoch davon aus, dass sich die elektrochemische Impedanzspektroskopie durchsetzen wird. Der Spectro CA-12 gehört zu den ersten Batterietestern, die diese Technologie außerhalb des Labors verwenden.

* * Isidor Buchmann ist CEO & Gründer von Cadex Electronics Inc. in Kanada.

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