Kupferwurm oder Kurzschluss? - Die Kraftfahrzeugelektrik, kein Buch mit sieben Siegeln

"Und es gibt Ihn doch...!" hörte man Karl Kustomiser noch im Grabe sagen. Die Rede ist vom Kupferwurm. Einem Tierchen das besonders elektrisch schlecht leitenden Personen immer wieder heimsucht und diese in den Wahnsinn treibt. Er versteckt sich gern hinterm Lötkolben auf dem Reinigungsschwamm und knabbert vornehmlich an offenen Steckverbindern. Der Kupferwurm, auch Copperworm genannt, steht unter Artenschutz und wird regelrecht von seinen evolutionär weit fortgeschrittenen Nachfahren, den Bugs, immer mehr und mehr verdrängt.


Klemmenbezeichnungen im Kraftfahrzeug

In der DIN 72552 ist die Klemmenbezeichnung für die elektrische Anlage im Kraftfahrzeug definiert. Die Einhaltung dieser Norm ermöglicht ein nahezu fehlerfreies Anschliessen von Leitungen an Geräten besonders im Reparaturfall. Die Klemmenbezeichnung ist nicht gleichzeitig Leitungsbezeichnung, da an beiden Enden einer Leitung Geräte mit unterschiedlicher Klemmenbezeichnung angeschlossen sein können. Dementsprechend wird die Klemmenbezeichnung nicht an den Leitungen angebracht (z.B. durch Aufdruck oder Steckfane). Alternativ kann für bestimmte Einsatzfälle auch eine Bezeichnung nach VDE Richtlinien erfolgen. Mehrfachsteckverbindungen (z.B. Zentralelektrik, Kombiinstrument, etc.), bei denen die Klemmenbezeichnung nach DIN 72552 nicht mehr ausreichend ist, erhalten fortlaufende Zahlen oder Buchstabenbezeichnungen, die keine bereits durch die DIN 72552 festgelegte Zuordnung haben.

Klemmen Nr.Bedeutung
Gruppe  >>>Starter
50Startersteuerung (direkt)
50 aAusgang für Startersteuerung
50 bParallelbetrieb von zwei Startern mit Folgesteuerung
50 cEingang in Startrelais für Starter I
50 dEingang in Startrelais für Starter II (Startsperrrelais)
50 eEingang
50 fAusgang (Startwiederholrelais)
50 gEingang
50 hAusgang
Gruppe  >>>Wechselstromgenerator
51Gleichspannung am Gleichrichter
51 eGleichspannung am Gleichrichter mit Drosselspule für Tagfahrt
Gruppe  >>>Anhängersignale
52Weitere Signalgebung vom Anhänger zum Zugwagen
53Wischermotor, Eingang (+)
53 aWischer (+), Endabstellung
53 bWischer (Nebenschlusswicklung)
53 cElektr. Scheibenspülerpumpe
53 eWischer (Bremswicklung)
53 iWischermotor mit Permanentmagnet und dritter Bürste
55Nebelscheinwerfer
56Scheinwerferlicht
56 aFernlicht und Fernlichtkontrolle
56 bAbblendlicht
56 dLichthupenkontakt
57Standlicht für Krafträder, tlw. auch PKW, NKW nicht aus DE
57 aParklicht
57 LParklicht links
57 RParklicht rechts
58Begrenzungs-, Schluss-, Kennzeichen- und Instrumentenleuchten
58 bSchlusslichtumschaltung bei Einachsschleppern
58 cAnhänger-Steckvorrichtung für einadrig verlegtes und im Anhänger abgesichertes Schlusslicht
58 dRegelbare Instrumentenbeleuchtung, Schluss- und Begrenzungsleuchte
58 Llinks
58 Rrechts, Kennzeichenleuchte
Gruppe  >>>Wechselstromgenerator (Magnetzünder-Generator)
59Ausgang Wechselspannung, Eingang Gleichrichter
59 aAusgang Ladeanker
59 bAusgang Schlusslichtanker
59 cAusgang Bremslichtanker
61Generatorkontrolle
Gruppe  >>>Tonfolgeschaltgerät
71Eingang
71 aAusgang zu Horn 1 und 2 tief
71 bAusgang zu Horn 1 und 2 hoch
72Alarmschalter (Rundumkennleuchte)
75Radio, Zigarettenanzünder
76Lautsprecher
77Türventilsteuerung
Gruppe  >>>Anhängersignale
54Anhänger-Steckvorrichtungen und Leuchtenkombinationen Bremslicht
54 gDruckluftventil für Dauerbremse im Anhänger, elektromagnetisch betätigt
Gruppe  >>>Schalter, Öffner und Wechsler
81Eingang
81 aerster Ausgang (Öffnerseite)
81 bzweiter Ausgang (Öffnerseite)
Gruppe  >>>Schließer
82Eingang
82 aerster Ausgang
82 bzweiter Ausgang
82 zerster Eingang
82 yzweiter Eingang
Gruppe  >>>Mehrstellenschalter/Wechsler
83Eingang
83 aAusgang (Stellung 1)
83 bAusgang (Stellung 2)
83 LAusgang (Stellung links)
83 RAusgang (Stellung rechts)
Gruppe  >>>Stromrelais
84Eingang Antrieb und Relaiskontakt
84 aAusgang Antrieb
84 bAusgang Relaiskontakt
Gruppe  >>>Schaltrelais
85Ausgang Antrieb (Wicklungsende Minus oder Masse)
86Eingang Antrieb Wicklungsanfang
86 aEingang Antrieb Wicklungsanfang oder erste Wicklung
86 bWicklungsanzapfung oder zweite Wicklung
Gruppe  >>>Relaiskontakt bei Öffner und Wechsler
87Eingang
87 aerster Ausgang (Öffnerseite)
87 bzweiter Ausgang
87 cdritter Ausgang
87 zerster Eingang
87 yzweiter Eingang
87 xdritter Eingang
GruppeRelaiskontakt bei Schließer
88Eingang
Gruppe  >>>Relaiskontakt bei Schließer und Wechsler (Schließerseite)
88 aerster Ausgang
88 bzweiter Ausgang
88 cdritter Ausgang
Gruppe  >>>Relaiskontakt bei Schließer
88 zerster Eingang
88 yzweiter Eingang
88 xdritter Eingang
Gruppe  >>>Generator und Generatorregler
B +Batterie Plus
B –Batterie Minus
D +Dynamo Plus
D –Dynamo Minus
DFDynamo Feld
DF 1Dynamo Feld 1
DF 2Dynamo Feld 2
Gruppe  >>>Drehstromgenerator
U, V, WDrehstromklemmen
Gruppe  >>>Fahrtrichtungsanzeige (Blinkgeber/Blinkrelais)
Cerste Kontrolllampe
C 0Hauptanschluss für vom Blinkgeber getrennte Kontrolllampe
C 2zweite Kontrolllampe
C 3dritte Kontrolllampe (z. B. beim Zwei-Anhänger-Betrieb) 
LBlinkleuchten links
RBlinkleuchten rechts

 


 

Grundsätzliches zur Elektrik im Kraftfahrzeug

Erstaunlicherweise ist in der Zeit von Smartphones die Fahrzeugelektrik für viele immer noch ein Buch mit sieben Siegeln. Gerade bei älteren Fahrzeugen ist die Elektrik äußert übersichtlich. Hier bekommt man je nach Fahrzeug eigentlich nur "Probleme", wenn es aus einer Zeit vor der Standartisierung stammt oder jemand großflächig ohne Ahnung rumgefrickelt hat. Gerade Fahrzeug aus den 80er und 90ern sind technologisch sehr gut durchdacht, hier hapert es meist an Detaillösungen hinsichtlich Korrosion oder Langlebigkeit. Mit den ersten komplexeren Steuergeräten wurde auch die Fehleranfälligkeit für die Elektrik minimiert, da vieles nun verborgen in einem robusten Gehäuse geschah. Die meisten Probleme die bei den älteren Fahrzeugen in der Elektrik auftreten sind auf Korrosion, Verschleiss oder mangelhafte Wartung bzw. Reparaturen zurückzuführen.

Grundsätzlich haben wir in den Fahrzeugen eine einsatzoptimierte Elektrik, d.h. sie ist nicht mit unserer Hausinstallation vergleichbar. Fahrzeuge haben ein Gleichspannungsnetz im Regelfall mit 12V, vereinzelte ältere Fahrzeuge 6V. Den LKWs sind 24V vorbehalten. Kabel und Stecker sind hier identisch. Um Geld zu sparen, wird die Karosserie als Leiter benutzt. In den allermeisten Fahrzeugen ist die Karosserie mit dem Minus-Pol der Batterie verbunden. In einigen Exoten und englischen Fahrzeugen ist es jedoch der Plus-Pol. Der Minus-Pol wird als Masse bezeichnet. Keine Angst, die Spannung im Fahrzeug ist so gering, dass keine Gefahr für den Menschen vom Berühren ausgeht. Sehr wohl können Kurzschlüsse aber für Brände sorgen. Daher sind im Regelfall die meisten Kreise abgesichert. Hier werden meist Flachstecksicherungen (nach ISO 8820, auch ATO-Fuse genannt) oder Torpedosicherungen (nach DIN72581, auch ATS oder BOSCH Sicherung genannt) oder als Variante die LowProfile-Mini, Mini- und Maxi-Flechstecksicherungen eingesetzt. Mini-Flachstecksicherungen findet man vermehrt in modernen Fahrzeugen. Die LowProfile-Mini und Maxi-Flachstecksicherungen finder sehr häufig bei Zusatzgeräten/Zubehör oder HiFi Installationen Verwendung. Weiterhin wird für HiFi Installationen auch sehr häufig die ANL-Sicherung (auch Streifensicherung oder BF1 genannt) oder Glasrohrsicherung verwendet. Die Sicherungen sind farblich gekennzeichnet, je nach Type ist die Farbzuordnung jedoch anders. Die typischen Vertreter Torpedosicherung und Flachstecksicherung haben folgende Farbcodierung:

Übersicht Farbkodierung Flachstecksicherung

1A2A3A4A5A7,5A10A15A20A25A30A35A40A
 schwarz grau violett rosa hellbraun braun rot blau gelb klar grün blaugrün orange

 

Übersicht Farbkodierung Torpedosicherung

5A8A16A25A40A

gelb

weiß

rot

blau

grau

In den allermeisten Fahrzeugen findet man einen "Sicherungskasten" vor der zugleich auch Hauptverteiler ist. Jedoch findet man auch ab Werk Sicherungen und Unterverteilungen bzw. Relais und separate "Steuergeräte" irgendwo im Fahrzeug verteilt (meist im Motorraum). Sollte also mal etwas nicht funktionieren, hilft oft ein Blick auf die Sicherungen weiter. Wenn nichts verändert worden ist, dann ist die Sicherung meist wegen Alterung oder unüblichen Stromstößen geflogen. Meist reicht hier ein einfaches Austauschen aus. Sollte die Sicherung öfter fliegen, dann heisst es die Fehlersuche zu starten. Sollte die Sicherung jedoch beim einsetzen sofort wieder fliegen, dann liegt ein Kurzschluss vor. Meist hat sich hier irgendwo ein Kabel eingeklemmt, ist abgerissen oder ein blanker Stecker hat Kontakt zu anderen Steckern oder zur Masse. Bei neueren Fahrzeugen wird vieles über eindeutige-Stecker, Fixierungen und Farbmarkierungen verhindert. Fehlanschlüsse, Korosion und lose Stecker sind im Vergleich zu früher ein Klacks, jedoch sieht man fortschreitende Korrosion nicht mehr...

Wenn bei abgefallenen Kabeln und mehr als einer Möglichkeit diese anzustecken Fragen aufkommen, nicht verzagen und bloß keine unüberlegten "IchKlemmJetztAllesAb!" Aktionen starten. Mit Stromlaufplänen (SLP) und einem Multimeter bewaffnet sollte jedes Kabel, jeder Stecker zurück in seinen Hafen finden.

Stromlaufpläne findet man in fast allen Fällen in Reparaturhandbüchern oder Reparaturleitfäden, meist sogar im "original" und nicht neu gezeichnet. Dort findet man normalerweise die Klemmen-Nummer, die Kabelfarbe, den Kabelquerschnitt, die Sicherungsgrößen, Strangzusammenfassungen, Gerätebezeichnungen, allgemeine Beschriftungen, etc. so dass sich originale Kabelbäume identifizieren oder rekonstruieren lassen.

Es muß auch niemand Angst haben einen gewischt zu bekommen. Wir haben meist 6-24V Spannung, diese ist für den Menschen unschädlich. Etwas kritischer ist die Zündspannung von der Zündspule, allerdings liegt diese nur im Zündkreis und nur bei entsprechender Zündungsstellung an. Dementsprechend sind die Stecker auch großflächig dimensioniert. Fies sind kurzschlüsse in Kreisen die falsch (zu hoch) oder gar nicht abgesichert sind, denn hier schmort die Isolierung der Kabel weg, im schlimmsten Fall brennt es und eins kommt zum anderen. Angeschmorte Isolierungen sollten getauscht, d.h. die Kabel ersetzt werden. Manches kann man mit Isolierband und/oder Schrumpfschlauch noch retten, jedoch erreicht man nicht immer jede Stelle oder es passt wie vorher. WIe man es dreht und wendet, es ist eine undankbare Aufgabe verschmorte Kabelbäume zu ersetzen.

 


 

Relais in der Volkswagengruppe

Bei Volkswagen wurde schon sehr früh eine einheitliche Vergabe von Relais-Funktionen zu Nummern gelebt. Das heisst man findet nicht jedes Relais in jedem Fahrzeug, aber jede Relais-Nummer hat in jedem Fahrzeug das diese Nummer verwendet die gleiche Funktion. Als Beispiel sei das Wisch-Wasch-Intervallrelais Nummer 19 genannt. Fahrzeuge die Relais 19 haben, verwenden das gleiche Relais für den Scheibenwischer. Fahrzeuge die das Relais 19 verwenden, können somit alle auf Relais 99 mit der programmierbaren Intervallzeit umgerüstet werden - plug&play versteht sich! Im folgenden findet Ihr hier eine nicht vollständige Liste von Relais die bei Volkswagen und den Konzerntöchtern verwendet werden. Ergänzungen und Hinweise sind gerne willkommen!

Nummer FunktionTeilenummer Anzahl Pins (Klemme)Verfügbarkeit
1Relais für Saugrohrvorwärmung 171 906 3834 (30,82,85,86) -
4Sicherheitsgurtwarnsystemunbekannt--
5Steuergerät für Schaltanzeige 171 919 0916 (15,31,L,G,U/S,1/W)-
10Schaltgerät für Schubabschaltung 811 919 0965 (1,15,31,SAS) -
13Relais für Klimaanlage811 919 096 F 5 (1,15,31,SAS) -
15unbekannt311 963 414 B 4 (30,85,86,87) -
17Kraftstoffpumpenrelais, Entlastung für X-Kontakt 171 937 503 A 4 ( 30,82,85,86) -
18X-Kontakt-Entlastungsrelais (Ersatz: 7M0 951 253 A)191 937 503 4 (31,85,86,87) entfallen 
19Steuergerät für Wisch-Wasch-Intervallautomatik191 955 531 6 (15,31,53M,53S,I,T) 33,32€
20Wisch-Wasch-Interv. Steuerung 171 955 5294 (15,31,53,L) -
21Warnblinkrelais 191 953 227 A 3 (31,49,49a) -
22Warnblinkrelais mit Anhängevorrichtung 431 953 2314 (31,49,49a,C2) -
24Relais für Fensterheber 171 937 5034 (30,85,86,87)-
26unbekannt171 906 3815 (30,85,86,87,87b) -
29Sicherheitsgurtwarnsystemunbekannt--
30Crash-Abschaltung, Motorsteuergerät Digijet/Simos165 906 381 -11,90€
31Lüfternachlauf 191 955 532 A 5 (15,30,31,87,T) -
32Digifant-Einspritzungunbekannt--
33Relais für Scheinwerferwaschanlage 701 955 2005 (30,31,56,P,S)-
36Lichtwarnsummer3AO 951 307 58L, 58R, 85, 86-
42Kühlmittelmangelanzeige 191 919 3764 (15,31,G,S)-
43Kühlmittelmangelanzeigeunbekannt--
51Nebelscheinwerfer/Doppeltonhornunbekannt--
53Nebelscheinwerfer , Anlassersperre, Doppeltonhorn (USA), Zusatzwasserpumpe (Ersatz: 8D0 951 253 A)141 951 253 B 30, 85, 86, 87entfallen 
60Vorglührelais 171 911 261 E 7 (30,50,85,86,87,L,T)-
61Schubabschaltungunbekannt--
65unbekannt321 906 059 H 5 (15,30,31,31b,87) -
67Kraftstoffpumpenrelais 857 951 2534 (30,85,86,87)-
72Steuergerät für Wisch-Wasch-Anlage-Rückblickscheibe191 955 529 4 (15,31,53,L)33,32€
73Taxi-Alarmanlage443 953 233 -119,60€
74Schaltgerät für Schubabschaltung 811 919 096 G 5 (1,15,31,SAS)-
78ABS-Steuergerät, Hydraulikpumpeunbekannt--
79Heckklappenfernentriegelung, Solardach, 40 A191 927 841 -11,90€
80Saugrohrvorwärmung/Kraftstoffpumpe 191 906 3834 (30,85,86,87) -
82Leerlaufdrehzahlanhebung 309 060 69?4 (2,4,6,8) -
83Freilaufsperre (Syncro)unbekannt--
90Kraftstoffpumpennachlaufunbekannt--
91Kraftstoffpumpennachlaufunbekannt--
99programmierbares Wisch-Wasch-Interval Steuergerät357 955 53115, 31, 53M, 53S, I, T
100Sekundärluftpumpe, 70 A (Ersatz: 4H0 951 253)7M0 951 253 A -entfallen 
103Glühkerzenunbekannt--
109Spannungsversorgung Steuergerätunbekannt--
111Sekundärabgaspumpe (USA)unbekannt--
114Fernlicht (Sonderschutz-FZ)701 959 141 A -24,63€
147Telefon1H0 959 142 -43,32€
167Kraftstoffpumpe, Motorsteuergerät191 906 383 --
167Kraftstoffpumpe, Motorsteuergerät191 906 383 C -23,74€
173Tagfahrlichtabschaltung3A0 941 589 -21,84€
174Relais für Heckwischer1H0 955 529 -33,32€
175Anlassersperre, Rückfahrlicht3A0 927 181 -35,76€
180STG für Glühkerzen038 911 253 -98,41€
181STG für Glühkerzen1J0 959 485 -24,63€
185Anlassersperre, Wegfahrsicherung3B0 911 251 -21,84€
192Wisch-Wasch-Relais mit Regensensor,mit Scheinwerferreinigungsanlage (SRA) (Ersatz: 1J0 955 531 A)1J0 955 531 -entfallen 
192Wisch-Wasch-Relais mit Regensensor, mit Scheinwerferreinigungsanlage (SRA)1J0 955 531 A -45,04€
197Wisch-Wasch-Relais ohne Intervallregelungunbekannt--
199Wisch-Wasch-Relais mit Intervallregelung3B0 955 531 -37,43€
200Warnblinkanlage (USA)7M0 951 253 -12,91€
202Glühkerzen8A0 951 253 -21,84€
204Anlassersperre, Doppeltonhornunbekannt--
205Wählhebelbeleuchtung, Taxi-Alarmanlage, unbekannt--
208Kraftstoffpumpeunbekannt--
213Kühlerlüfter, X-Kontaktentlastung443 951 253 4 (30,85,86,87)-
214Kühlerlüfter, Kraftstoffpumpe, Rückförderpumpe (ABS, ESP), Magnetventile (ABS, ESP)unbekannt--
219Klemme 30, Motorsteuergerät443 951 253 AA -21,84€
267Magnetkupplung443 919 578 C -64,50€
292Lichtsummer1L0 951 307 -19,22€
292unbekannt443 951 307 B 4 (58,85,86,R) -
324Kühlerlüfter, Zusatzwasserpumpe447 965 571 A -64,50€
370Kühlerlüfter, Kühlmittelglühkerzen, X-Kontaktentlastung, 50 A (Ersatz: 7M0 951 253 A)8D0 951 253 -entfallen 
372Kraftstoffpumpe4D0 951 253 -21,84€
373Bremskraftverstärker, Kraftstoffpumpe, Sekundärluftpumpe,Kühlmittelglühkerzen, Kühlerlüfter, ABS, ESP, 35 A ) (Ersatz: 8K0 951 253)8D0 951 253 A -entfallen 
374STG für Scheinwerfer-, Brems- und Schlusslichtkontrolle8D0 919 471 -66,88€
377Wisch-Wasch-Relais ohne Regensensor,ohne Scheinwerferreinigungsanlage (SRA) (Ersatz: 4B0 955 531 E)4B0 955 531 A -entfallen 
380Scheinwerferreinigungsanlage (SRA)8L0 955 535 -62,12€
381Nebelscheinwerfer, 40 A431 951 253 G -21,84€
384Magnetkupplung, Verzögerungsrelais (Ersatz: 8D0 919 578 A)unbekannt-
387STG für Scheinwerfer-, Brems- und Schlusslichtkontrolleunbekannt-
389Wisch-Wasch-Relais ohne Regensensor,ohne Scheinwerferreinigungsanlage (SRA) (Ersatz: 4B0 955 531 E)4B0 955 531 C -entfallen 
393STG für Scheinwerfer-, Brems- und Schlusslichtkontrolle4B0 919 471 A -66,88€
395Kraftstoffkühlungspumpe (Ersatz: 7M0 951 253 C)8Z0 951 253 -entfallen 
398Magnetkupplung, Verzögerungsrelais8D0 919 578 A -30,23€
404Kraftstoffkühlungspumpe7M0 951 253 C -7,68€
409Kraftstoffpumpe1J0 906 383 C -46,95€
411Zusatzwasserpumpe1J0 959 485 A -24,63€
429Motorsteuergerät1J0 906 381 -14,16€
445Steuergerät  für beheizbare Heckscheibe [Skoda Superb]3U0 959 627 -28,68€
450Multifunktionslenkradunbekannt-
451Multifunktionslenkrad (Ersatz: 1J0 907 487 C)1J0 907 487 A -entfallen 
451Multifunktionslenkrad1J0 907 487 C -201,11€
452Multifunktionslenkrad (Ersatz: 1J0 907 487 D)1J0 907 487 B -entfallen
452Multifunktionslenkrad1J0 907 487 D -201,11€
456Steuergerät für Licht [Skoda Superb]3U0 941 597 A -106,86€
603Wisch-Wasch-Relais ohne Regensensor, mit Scheinwerferreinigungsanlage (SRA)4B0 955 531 E -33,32€
643Bremskraftverstärker, Kraftstoffpumpe, Sekundärluftpumpe,Kühlmittelglühkerzen, Kühlerlüfter, ABS, ESP, 35 A8K0 951 253 -21,84€
BATTBatterie-Trennrelais, Bild 2, Bild 3 (passender Stecker: 1J0 973 702)2D0 951 253 B -62,12€
FSH Relais für Frontscheibenheizung (FSH), Schließkontakt 3B0 951 253 -12,91€
TEL Lautsprecherumschaltung für Telefon 3B0 035 731 -18,86€
unbekanntVerzögerungsrelais Klimaanlage433 919 577--
unbekanntRelais für Tagesfahrlichtschaltung701 927 841--
unbekanntunbekannt811 905 3434 (1,15,31,87) -
unbekanntunbekannt111 953 227 D 3 (31,49,49a)-
unbekanntSteuergerät / Relais für Sitzheizung1E0 919 533 --
unbekanntunbekannt321 955 531 A 6 (15,31,53M,53S,I,T) -
unbekanntSteckbrücke anstelle eines Relais, Bild 23C0 971 249 -1,17€
unbekanntSekundärluftpumpe, 70 A4H0 951 253 -10,83€

Die genannten Preise sind eine reine Preisindikation was so ein Relais beim freundlichen VW-Teiledealer kosten könnte. Preise unterliegen Schwankungen hinsichtlich allgemeiner Preisanpassungen (meist nach oben), Verfügbarkeit, Rohmaterialien, Lieferanten und Qualität. Funktionsgleiche Relais bietet teilweise auch der freie Zubehörhandel oder der Blick in andere Fahrzeuge die nicht zum Wolfsburger Konglomerat und Gemischtwarenhandel gehören aber die gleichen Lieferanten verwenden.

 


 

Batterien und Akkumulatoren - Hier wohnt der Kupferwurm!

(Artikel aus dem vw-resto.de Blog vom 01.07.2013)

Die Batterie ist ein typisches Plug'n'Forget Teil – Einbauen und nicht wieder drum kümmern! Doch das rächt sich meistens immer dann, wenn es gerade so gar nicht passt. Denn ohne eine funktionierende Batterie, können wir unseren mehrrädrigen Freund nicht starten. Doch was macht die Batterie und warum  geht sie kaputt?

Die Batterie ist ein äußerst träger elektrischer Energiespeicher. Eine Batterie im Kraftfahrzeug besteht im Regelfall aus mehreren Zellen (6Stück je 2V) die in Reihe geschaltet sind um so die benutzte Spannung von 12V zu erhalten. Die Zellen sind klassisch mit Blei-Elektroden in Plattenform versehen die von Schwefelsäure umhüllt sind. Die positiv geladenen Platten bestehen im aufgeladenen Zustand aus Bleioxid, die negativ geladenen Platten bilden einen Bleischwamm (sog. Aktive Masse). Durch die Schwefelsäure reagieren beim Entladen (sprich: im Gebrauch wenn elektrische Energie benötigt wird) Blei und Bleioxid und bilden somit Bleisulfat und Wasser. Beim Laden der Batterie kehrt sich diese Reaktion entsprechend um. Der mittlerweile vorgeschriebene Gasauslass verhindert, dass eventuell entstehender Wasserstoff sich im Gehäuse sammelt und gezündet werden kann. Batterien dieser Bauart sind in der Normenserie der EN50342 genormt. Etwas detaillierter: Grundsätzlich besteht eine Zelle aus einem Plattenblock (Plus- und Minusplattensatz), aufgebaut aus Bleiplatten (Bleigitter und aktive Masse) und mikroporösem Isoliermaterial  (sog. Separatoren) das die verschieden gepolten Platten voneinander trennt. Als Elektrolyt dient Schwefelsäure (~37%), die den freien Zellraum und die Mikro-Poren von Platten und Separatoren ausfüllt. Die außenliegenden Endpole und die Zellen- und Plattenverbinder bestehen aus Blei. Die aktive Masse ist ein Gemisch aus Bleioxid, Blei, Wasser, Schwefelsäure, Kunststoff-Fasern und oft nicht näher spezifizierten zusätzlichen Materialien die beim erstmaligen laden durch den stattfindenden elektrochemischen Prozess aktiviert wird.

Der typische Zyklus einer Batterie sieht so aus, dass beim Start sehr viel Energie für einen recht kurzen Zeitraum von wenigen Sekunden benötigt wird, danach eine gewisse Grundlast für die notwendigen Verbraucher abgerufen wird, zeitgleich jedoch die Batterie über die Lichtmaschine nachgeladen wird. Da jedoch auch speziell im Winter oft mit Licht, heutzutage mit Sitzheizung, Heckscheibenheizung, Motor-Zuheizer, Radio, Endstufen und tausend Assistenten gefahren wird, erhöht sich der Energiebedarf extrem und für einen längeren Zeitraum. Hier ist die Lichtmaschine gefragt die Batterie wieder entsprechend schnell nachzuladen und die Verbraucher zu versorgen. Gerade im Kurzstreckenbetrieb und bei tiefen Temperaturen kommt dieses System an seine Grenzen. Ist die Batterie zu diesem Zeitpunkt nicht mehr vollständig aufladbar, kommt es zum Kollaps bzw. der Motor kann irgendwann nicht mehr gestartet werden. Die bereits erwähnte Reaktion der Schwefelsäure mit den Bleiplatten ist ein irreversibler Prozess, sprich Verlust- oder Verschleissbehaftet. Bitte nicht von der Irreversibilität verwirren lassen, denn man kann die Batterie ja aufladen, jedoch nicht mehr auf den vollen Ursprünglichen Wert. Jeder Lade- und Entladezyklus verschleißt die Batterie.

Batterien werden oft auch Starterbatterien genannt. Dies kommt daher, dass Batterien im Kraftfahrzeug die zum starten benutzt werden, einen sehr hohen Kaltstartstrom besitzen, den "normale" Batterien nicht haben. Batterien mit niedrigen Kaltstartstrom würde man als Starterbatterie sehr schnell zerstören.

Batterien unterscheiden sich im groben durch die Bauart, Bauform und die Leistungsdaten. Bei älteren Fahrzeugen als auch bei normalen jungen gebrauchten reicht eine klassische Batterie, man muß nur noch wissen welche Befestigung und Baugröße die Batterie hat und natürlich die Leistungsdaten um eine neue Batterie zu kaufen. Die Baumaße einer Batterie sind in DIN EN50342-2 (früher: DIN EN60095-2) beschrieben.

Startprobleme können aber auch von einer defekten oder zu kleinen Lichtmaschine kommen. Sollte diese nicht in der Lage sein, die Batterie während des Betriebs wieder ausreichend aufzuladen, reicht es am Ende nicht mehr zum starten.

Eine interessante Alternative stellen sogenannte EFB oder AGM Batterien dar. AGM Batterien sind verschlossene Batterien die eine Entgasung erst ab einem bestimmten Druck zulassen. Weiterhin ist das Elektrolyt in einem Glasfaservlies gebettet, was gerade dein Einsatz mit erhöhten Vibrationen bevorteilt. Nicht umsonst werden AGM Batterien mittlerweile standartmäßig bei namhaften Baumaschinen-Herstellern serienmäßig oder als Option eingesetzt bzw. angeboten.

Fahrer von Oldtimer, Youngtimern, Saisonfahrzeugen und Power-User sollten sich beim künftigen Batteriekauf für AGM Batterien entscheiden. Jeglicher Ärger mit tiefentladenen Batterien sollte sich so auf ein minimum reduzieren lassen. Natürlich sollte bei längerer Standzeit die Batterie abgeklemmt und/oder durch ein entsprechend geeignetes Ladegerät  unterstützt werden. Auch Fahrzeuge die öfter mit Startschwierigkeiten zu kämpfen haben und mit lahmen Gleichstromlichtmaschinen ausgestattet sind, kommen AGMs zu gute.

EFB Batterien sind einer Zwitterkategorie zuzuordnen, nicht umsonst heissen sie Enhanced Flooded Battery, also im weiteren Sinne eine verbesserte Nasszellenbatterie. Der Unterschied liegt im Separator, hier wird zusätzlich ein Polyester-Scrim zur Unterstüzung des Separator Materials benutzt. Wir wollen hoffen, dass Polyester Scrim kein neuer Anglizismus wird, denn es ist nichts anderes als ein Glasfasergewebe das aufgetragen wird. EFBs versprechen höhere Leistungsfähigkeit als Standard-Akkus, liegen preislich aber nicht so weit von AGMs entfernt, weshalb es sich empfiehlt eher auf AGMs zu gehen.

Auswirkungen von Start+Stopp Systemen

Der Motor muss statt der früher üblichen 30.000 bis 40.000 Startvorgänge in seinem Leben jetzt 200.000 bis 400.000 Start-Stopp-Vorgänge verkraften – je nach installierter Technik und individuellem Fahrprofil. Bei reinen Hybridfahrzeugen sind es sogar bis zu eine Million Startvorgänge. Diese Zunahme verändert natürlich das Lastkollektiv der Motorbauteile (z.B. Lager Kurbel- oder Nockenwelle) extrem. Geschmierte Teile wie Lager müssen viel öfter ein Mischreibungsgebiet durchlaufen, bevor ein stabiler hydrodynamischer Schmierfilm aufgebaut wurde. Mischreibung ist bei Gleitlagern besonders schädlich. Mischreibung tritt i.d.R. zu Beginn der Bewegung  auf, wenn die Gleitfläche noch nicht vollständig von einem Schmierfilm benetzt ist.

Besonders im PKW Segment stellen sich bei der Entwicklung ganz simple Fragen sind: Welche mit Öldruck gesteuerten Funktionen können aufrechterhalten werden, wenn der Motor nicht läuft und die Ölpumpe nicht fördert? Wie wird der elektrische Starter verbessert, damit der Startvorgang schneller erfolgt? Wo können (an sich oft gewünschte) träge drehende Massen verkleinert werden? Welche Auswirkungen gibt es auf das Gesamtsystem oder Subsysteme die direkt nichts mit der Start-Stop-Funktion zu tun haben? Wie sieht es mit der Kühlfunktion der Kühlwasser- und Ölkreisläufe aus? Können sich auf Dauer gefährliche Hot-Spots bilden?

Im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen sieht es meist etwas anders aus, hier ist jede Maschine anders und auch jeder Fahrer und Flottenbetreiber hat ein anderes Verständnis und andere Wünsche. Auch gibt es Maschinen die niemals den Motor stoppen dürfen oder können, da die Anwendung es verlangt. Aber das ist ein anderes Thema J

Das Sparpotenzial der Start-Stop-Technik war schon in den neunziger Jahren zum Beispiel im VW Golf III Ecomatic bekannt. Später waren der 3-Liter-Lupo und der LeichtbauMini Audi A2 mit dieser Technik serienmäßig ausgerüstet. Die zu dieser Zeit aus heutiger Sicht noch moderaten Kraftstoffpreise und auch die spürbaren Komfortschwächen verhinderten den Durchbruch zu der Zeit.

Neben der reinen Technik sind auch die Batterien selbst zum neuen Ziel der (Marken-)Werkstätten auserkoren worden. Denn durch die Statusüberwachung der Batterie gibt es ein neues Steuergerät in der Familie: Das Batterie Monitoring System (BMS). Allerdings ist es mit der Intelligenz nicht weit her, im Hintergrund sind überwiegend Vergleiche mit Datensammlungen und einer Menge Annahmen zu Grunde gelegt, die durchschnittlich öfter einen Batteriewechsel anzeigen als real notwendig. Der Hauptgrund ist, dass der OEM vermeiden will, dass das Start-Stop-System aktiv ist, aber den Motor nicht mehr aufgrund einer leeren Batterie gestartet werden kann. Gerade bei der immer noch relativ neuen Technik muß die Marktakzeptanz erstmal erarbeitet werden. Die Werkstätten freuen sich, denn der Do-It-Yourself Tausch der Batterie kommt mit dem resetten bzw. neuanlernen des BMS wieder an Kunden, die es schon lange nicht mehr gab. Konnte man sich das Spezialwerkzeug noch schlimmstenfalls selber bauen oder für kleines Geld kaufen, so sieht es mit den Testern anders aus. Wobei dies mit der Zeit bestimmt auch neue Tester für Batterie-Steuergeräte auf dem Markt schwemmen wird. Die Frage ist, für welchen Kurs? Warum sollte sich der Chinese mit der Entwicklung und Herstellung von Batterie-Testern beschäftigen, die er zu Hause noch gar nicht absetzen kann und für die es ausserhalb Festland-China auch erst einen sehr begrenzten Markt gibt?

Natürlich haben all diese tollen neuen Technologien auch Auswirkungen auf den Customizer. Es fängt schon an, wenn man aufgrund von Erweiterungen der HiFi Installation eine größere Batterie und/oder größere Generatoren (Lichtmaschinen) verbauen möchte. Mit BMS an Bord klappt das nicht so ohne weiteres, denn die Batterie muß passend zum BMS getauscht werden und viele Fahrzeuge lassen nur eine Batterietype zu. Auch ist es kritisch im Start-Stop-Betrieb höhere Leistung für musikalische Verstärkung und Multimedia (PC-Betrieb, Monitore, TV, Videokonsole, etc.) zur Verfügung zu stellen, da diese Anwendungen eher empfindlich auf Stromnetzschwankungen reagieren. Im schlimmsten Fall gehen die Geräte hart aus oder haben wenn das BMS nicht schnell genug war, die Batterie leer gesaugt. Auch bleibt es abzuwarten welche Kosten im künftigen Leben nach dem ersten oder zweiten Besitzer auftauchen, ob die dann heute teuren Fahrzeuge nicht eher die Ladenhüter werden, da enorme Reparaturkosten auf einen zu kommen. Dies wären dann die Schlachtfahrzeuge von übermorgen.

 

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