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

Es ist ja schön und gut, wenn sich die netten Politiker um uns arme Bürger auch mal kümmern. Aber wenn man keine Ahnung hat, sollte man doch einfach mal ruhig sein. Schön wärs ja… Jetzt sind wir schon so weit und bekommen 2015 eine BlackBox im Fahrzeug verpasst. Natürlich ist eine Black Box per Definition etwas anderes und natürlich auch nur für Neuzulassungen – alte Karren sollen verschont bleiben. Sie soll Daten aufzeichnen und den Notruf im Fall der Fälle tätigen.

Wie so oft fangen derart schräge Diskussionen in Amerika an. So z.B. in 2010 als Toyotas plötzlich von alleine durch Schaufenster fuhren. Ich ahnte damals schon noch bevor ich wusste was genau passiert war, das kann nur in den USA passiert sein. Es war nicht das erste mal, dass man mit Automatikfahrzeugen nicht klar kommt (siehe unintended acceleration Audi 5000). Und es war so, es konnte nicht bewiesen werden, dass etwas bei den Toyotas defekt war was zum nicht-beeinflussbaren-Beschleunigen geführt hat. Aber immer fleißig drauf hauen. Alle Maßnahmen waren eher Wir-müssen-was-machen-Maßnahmen auf vorsorglicher Basis. Möglicherweise war man toleranzmäßig nicht ganz sauber. Nichtsdestotrotz sind diese Unfälle unsinnig gewesen. Jedes normale Straßenfahrzeug kann mit der Betriebsbremse gehalten bzw. zum stehen gebracht werden – auch Automatikfahrzeuge. Mit der modernen Elektronik an Bord wird sogar mitgedacht und im Stand entkuppelt. Aber Bremse treten reicht aus – immer!

Oft wird der Vergleich mit einem Flugschreiber gebracht, man könne so einen Unfall einfacher rekonstruieren. Leider hinkt dieser Vergleich etwas, denn oft sind es die Aufzeichnungen der Gespräche die den entscheidenden Hinweis geben. Oder man stellt fest, dass eine Anzeige nicht richtig funktioniert hat, was den Piloten fehlgeleitet hat. Denn Flugzeuge fliegen selten auf Sicht. Im Straßenverkehr sieht es doch etwas anders aus, zumal sehr oft auch nur eine Person an Bord ist und es auch nur einen Fahrer gibt. Aufgezeichnete Gespräche sind also recht wertlos und äußerst problematisch hinsichtlich Datenspeicherung. Und wenn der Tacho nicht geht, ist das auch kein Drama. Wer bei völlig ausgefallenem Kombiinstrument (weiter-)fährt, ist eh nicht mehr zu retten. Auch bringen die normalen Sensor- oder Geberwerte nicht viel, denn ob ein Fahrzeug nun mit 78 oder 79,5km/h verunglückte, ist meist wenig hilfreich. Die Schätzungen der Unfallrekonstrukteure sind recht genau. Hinzu kommt, um alle relevanten Bewegungen aufzuzeichnen, müssen alle Fahrzeuge die gleichen Sensoren und Stellglieder besitzen. Nur nicht jedes Fahrzeug benötigt zwingend alle Sensoren. Ein Zwang würde den technischen Fortschritt behindern, da immer die gleichen Prinzipien verwendet werden müssen. Natürlich müsste man diese zusätzlichen Sensoren nicht nutzen, jedoch verursachen die dadurch Kosten.

Vorsicht bei Umfragen! - Klick - Umfrage Allianz&Auto Test -  Interessant sind Umfragen immer, jedoch darf man nicht außer Acht lassen, dass man gerade bei neuen Themen auf eine nicht aufgeklärte Bevölkerung trifft. Mittlerweile muss man Umfragen immer hinterfragen, aus welcher Bevölkerungsschicht stammen die Teilnehmer, wie Technikaffin sind diese, welchen Stellenwert hat das Automobil in deren Leben, welcher Generation sind diese zuzuordnen und so weiter und sofort. Und vor allem, Wer hat die Umfragenden beauftragt und was ist das Ziel der Umfrage?! Denn Premium-Kunden sind solche Gimmicks ziemlich egal, es KÖNNTE etwas gutes sein, was kostet die Welt?! Nicht-Premium-Kunden ist es meist zu teuer im Vergleich zum gebotenen bzw. es wird denen dann aufgebunden wie ein Muß. Da auch überwiegend Ältere Premiumfahrzeuge kaufen, sind solche Aussagen immer aus einer anderen Perspektive zu sehen. Sicherheit ist immer gut, unsere Rente ist sicher, unsere Scheiben und Türen zu Hause sind mit Gittern sicher gemacht, wir öffnen keine Post von fremden Absendern, was die CDU uns sagt ist richtig und unser Auto ist so groß, da ist genug Platz für Sicherheit, aber ein Handy brauchen wir doch nicht. Schräge Welt!

Etwas weiter ist man in der EU und im Bundestag. Man möchte eher die Zeit bis zum absetzen eines Notrufs verringern. Das ist schön, macht auch Sinn. Vor allem um einen genauen Standort zu bekommen. Aber wenn man will, kann man das auch schon heute mit seinem Handy äh Mobiltelefon. Die vorgeschlagenen Systeme sollen die Fahrgestellnummer (VIN) mit den GPS Daten an eine Zentrale Notrufstelle senden. Dazu braucht es aber immer eine eigene SIM Karte, die natürlich Geld kostet und vom Fahrzeugbesitzer bezahlt wird. Bisher gibt es gerade für Fahrzeuge noch keine Sicherheits-SIM Karte, es sind immer "normale" Karten notwendig. Wer ein neues Fahrzeug mit Internetzugang und Co sein Eigen nennt, wird die 250€ pro Jahr auch gerne dafür nutzen wollen. Nicht genutzte Pre-Paid Karten verfallen irgendwann und low-cost Verträge gibt es auch nicht. Und was passiert beim Fahrzeugverkauf? Und wie verhindere ich Missbrauch oder eine Fehlfunktion OHNE eingelegte SIM? Hier sind nicht nur eCall Systeme nicht durchdacht, auch die Neuen Medien im Kraftfahrzeug stecken hier noch in den Kinderschuhen. Denn der Schein trügt, die Werbung macht es vor. Weil die Fahrzeughersteller, Google und viele andere Beteiligte an den Nutzerdaten eine goldene Nase verdienen. Sogar die Versicherer stehen schon auf der Warteliste um Fahrprofilabhängige Tarife anbieten zu können. Natürlich Kostenoptimiert, für die Versicherungsgesellschaft versteht sich. Der Kunde wird mit billigen Tarifen gelockt und im Schadensfall wird kräftig zur Kasse gebeten – man hat ja die Nutzerdaten!

Auch sind diese Daten für die Notrufzentrale äußerst interessant, denn diese soll von Bosch gestellt werden (Bosch Communication Center). Wenn die Fahrzeuge nicht zum OEM in die Werkstatt gebracht werden, dann in eine freie, möglicherweise Kettengebundene Werkstatt. Bosch kann die Daten dann auch entweder für die eigene BoschService Kette nutzen oder an andere verkaufen. Und natürlich anhand der Daten Ersatzteilpreise noch genauer steuern, d.h. gewinnoptimieren.

Die EU will eCall, weiss aber eigentlich nicht, was das im Detail heisst. Möglicherweise wird auch hier wieder viel im Hinterzimmer gewerkelt und dem Bürger vorgesetzt. Wie die technische Umsetzung genau aussieht, ist offiziell noch nicht genau beschrieben, es ist jedoch abzusehen, dass in einem vorhandenem Steuergerät die Daten gleich mit gespeichert werden. Durch die heutige Vernetzung ist der zusätzliche Hardware-Aufwand überschaubar, je nach Plattform sogar ohne. Es ist eher eine Sache von Schnittstellen und Software. Zusätzliche Boxen wären eher für schwach vernetzte Fahrzeuge ohne GPS und GSM (low cost, Kleinwagen, Kompaktklasse) anzusehen oder als Pflicht zur Nachrüstung in älteren Fahrzeugen. Fraglich bleibt natürlich die Verbindung nach draussen. Immerhin setzt eCall GSM und GPS vorraus, beides zusammen lässt sich problemlos für eine Überwachung der Bürger einsetzen. Das wäre der der Super Gau, der gläserne Bürger deluxe für den Staat. Das würde natürlich perfekt in jegliche Mautpläne passen, vor allem Grenzübertretend! Die weitere Verwendung dieser Daten muß in jedem Fall verhindert werden – so toll Google und Co sich das auch schön reden! Von Hacker-Attacken mal ganz abgesehen. Nicht nur, dass komplette Systeme abgeschaltet und damit nutzlos sind, Angriffe auf die Fahrzeuge werden einfacher. Und da die Systeme voraussichtlich voll vernetzt und hochintegriert sind, ist auch ein einfaches abklemmen unmöglich. Sogar einfaches Abklemmen externer Boxen kann mit (durchaus willkürlichen) Fehlermeldungen im Fahrzeug enden, den technischen Schweinereien sind keinerlei Grenzen gesetzt.

Nur was passiert, wenn das Fahrzeug eine Meldung sendet, aber das völlig falsche Equipment anrückt? Was passiert, wenn das System gar keine Meldung abschickt? Was macht der Fahrer noch, muß er noch eine Meldung absetzen? Wird der Fahrer im Falle des Falles wegen unterlassener Hilfeleistung angeklagt? Bekommt der Fahrer eine Mitteilung, das eine Meldung raus ist? Man hat vor, anhand von Gurt- und Sitzkontaktschalter die Anzahl der Personen zu erkennen. Man möchte Crash-Schalter abfragen, genauso wie Airbag-Sensoren. Was passiert bei fehlerhaft erfassten Daten? Wer kann dann in Regress genommen werden? Volkswagen? Bosch? Und was passiert, wenn die Batterie im Fahrzeug hochgegangen ist? Was passiert mit entstandenen Fehlkosten aus eCall? Wie stellt man eine defekte SIM fest bzw. was passiert, wenn diese nicht getauscht wird?

Im Grunde nette Ideen, die aber nur bedingt weiter helfen. Denn Unfälle werden dadurch nicht reduziert. In äußerst abgelegenen Regionen kann es vielleicht zur schnelleren Alarmierung dienen, die schwere eines Unfalls daran zu erkennen bleibt fragwürdig. Auf der Autobahn kann ggf. die sichere Bestimmung der Fahrrichtung hilfreich sein. In der Stadt sieht die Situation eh anders aus. Das jedoch tausende Menschen weniger im Straßenverkehr sterben, bleibt jedoch eher als Marketing-Gehabe zu beurteilen. Man sollte versuchen das Beste aus den vorhandenen Systemen rausholen, aber bitte nicht um jeden Preis!