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Bat­te­rie­ka­pa­zi­tät und Lade­zu­stand von Blei­bat­te­rien messen

Kann man den Lade­zu­stand einer Blei­bat­te­rie an der Span­nung erken­nen? Gibt es Mög­lich­kei­ten, die Kapa­zi­tät und somit die ord­nungs­ge­mä­ße Funk­ti­on seiner AGM-, Gel- oder Auto­bat­te­rie mit einem Mul­ti­me­ter zu messen? Die Ant­wort lautet Ja und Nein. Zumin­dest kann man grob testen, ob der viel­leicht gebrauch­te Akku oder die im Fahr­zeug schon länger ver­bau­te Bat­te­rie noch die ange­ge­be­ne Leis­tung bringt. Nach­dem ich öfter gefragt werde, wie man eine defek­te Blei­bat­te­rie ent­lar­ven kann, wird es Zeit für einen neuen Beitrag.

Gebrauch­tes Wohn­mo­bil oder gebrauch­te Autobatterien

Blei­bat­te­rien sind einem Ver­schleiß unter­wor­fen, daran führt leider kein Weg vorbei. Auch bei der besten Pflege wird sich irgend­wann ein Kapa­zi­täts­ver­lust ein­stel­len. Je nach Bat­te­rie­typ ver­kraf­tet diese eine unter­schied­li­che Anzahl von Lade­zy­klen. Nach errei­chen dieser vom Her­stel­ler ange­ge­be­nen Zyklen ist eine Blei­bat­te­rie aber noch nicht reif für die Ent­sor­gung. Nur die ursprüng­li­che Kapa­zi­tät kann sich ver­rin­gert haben. Gerade wenn man sich eine gebrauch­te Auto­bat­te­rie, oder ein gebrauch­tes Wohn­mo­bil mit Auf­bau­bat­te­rien kauft, wäre es inter­es­sant zu wissen, was die Dinger noch so auf dem Kasten haben.

Unre­gel­mä­ßi­ge Voll­la­dung, fal­sche Lade­ge­rä­te und häu­fi­ge Ent­la­dun­gen bis knapp an die Ent­la­de­schluss­span­nung können den Akku noch zusätz­lich schä­di­gen, was bis zum Total­aus­fall führen kann. Leider merkt man diese Defek­te immer erst dann, wenn dem Blei­ak­ku (z. B. im Winter) über einen län­ge­ren Zeit­raum ordent­lich Leis­tung abver­langt wird.

Egal wie man es betrach­tet, wenn die Lich­ter aus­ge­hen, obwohl theo­re­tisch noch genü­gend Kapa­zi­tät in der Bat­te­rie sein sollte, hat man ein Problem.

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Lade­zu­stand der Bat­te­rie messen

Im ersten Schritt möchte ich erklä­ren, wie man den Lade­zu­stand von Auto­bat­te­rien bzw. Blei­bat­te­rien messen kann. Benö­tigt werden ein Mul­ti­me­ter und logi­scher­wei­se eine Bat­te­rie. Aber eine Klei­nig­keit gibt es hier­bei noch zu beachten:

  • Nur die wirk­li­che Ruhe­span­nung gibt einen ver­gleichs­wei­se aus­sa­ge­kräf­ti­gen Wert zum Lade­zu­stand der Batterie.
    Das bedeu­tet, unsere Auto­bat­te­rie muss über meh­re­re Stun­den (4 – 8, idea­ler­wei­se 24 Stun­den) ohne Lade­ge­rät oder ange­schlos­se­ne Ver­brau­cher sein. Nach dem Laden ist die Bat­te­rie­span­nung grund­sätz­lich zu hoch. Ähn­li­ches gilt nach Strom­ent­nah­me nur, dass jetzt die Span­nung zu nied­rig ange­zeigt wird.
  • Es sind immer nur Näherungswerte.
    Die Ermitt­lung des Lade­zu­stands anhand der Bat­te­rie­span­nung ist nicht beson­ders genau und gibt nur einen groben Über­blick. Außer­dem ist sie vom Bat­te­rie­typ und Her­stel­ler abhän­gig. Die Tem­pe­ra­tur spielt eben­falls eine Rolle. Alle ange­ge­be­nen Werte gehen von 25 Grad Cel­si­us Umge­bungs­tem­pe­ra­tur aus.
  • Die Mes­sung sagt nichts über die Kapa­zi­tät der Bat­te­rie aus.
    Das Messen der Span­nung ist immer nur eine Moment­auf­nah­me. Die tat­säch­li­che Leis­tungs­fä­hig­keit und die ver­füg­ba­ren Ampere­stun­den können anhand der Span­nung nicht ermit­telt werden.

Lade­zu­stand und Span­nun­gen bei Auto­bat­te­rien (Nass­bat­te­rie), Gel- und AGM-Batterien

Wenn man der Bat­te­rie genü­gend Zeit gelas­sen hat, geht es ans Messen. Benö­tigt wird ein Mul­ti­me­ter. Die Werte sind Durch­schnitt und können je nach Her­stel­ler etwas vari­ie­ren. Wie oben bereits erwähnt, han­delt es bei den Span­nungs­wer­ten um die jewei­li­ge Ruhespannung.

Lade­zu­standNass-Bat­te­rieGel-Bat­te­rieAGM-Bat­te­rie
100%12,70V> 12,90V> 12,85V
90%12,65V12,85V12,80V
70%12,50V12,60V12,55V
60%12,40V12,50V12,50V
50%12,30V12,45V12,40V
20%12,00V12,10V12,00V
0%< 11.90V< 12.00V< 12,00V

Lade­zu­stand anhand der Säu­re­dich­te messen

Es gibt noch eine wei­te­re Mög­lich­keit den Lade­zu­stand einer Auto­bat­te­rie (offene Blei-Säure-Bat­te­rie) ohne War­te­zeit zu ermit­teln. Da in der Bat­te­rie beim Laden oder Ent­la­den che­mi­sche Pro­zes­se statt­fin­den, kann anhand der Säu­re­dich­te der aktu­el­le Lade­zu­stand gemes­sen werden. Natür­lich funk­tio­niert das nur bei offe­nen Blei­ak­kus mit Säure. Bei geschlos­se­nen VRLA-Bat­te­rie­sys­te­men kommt man an die Säure nicht heran, bzw. sie ist in Gel oder einem Vlies gebunden.

Für die Mes­sung wird ein Säu­re­he­ber benö­tigt. Man öffnet die Ver­schluss­stop­fen der Bat­te­rie und saugt mit dem Säu­re­he­ber die Bat­te­rie­säu­re ein. Auf einer zumeist far­bi­gen Skala kann jetzt die Dichte der Bat­te­rie­säu­re abge­le­sen werden.

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Vor­sicht beim Umgang mit Bat­te­rie­säu­re. Bitte eine Schutz­bril­le und Hand­schu­he nutzen. Bei Berüh­rung mit der Haut mit viel Wasser abwa­schen und not­falls einen Arzt kontaktieren.

So sieht der Lade­zu­stand bei ent­spre­chen­der Säu­re­dich­te aus (auch hier kann es, je nach Her­stel­ler, kleine Abwei­chun­gen geben.):

Lade­zu­standSäu­re­dich­te bei 25°C [kg/l]
100%1,28
90%1,26
80%1,24
70%1,22
60%1,20
50%1,18
20%1,10
0%1.05

Kapa­zi­tät eines Akkus messen (Ver­brauchs­bat­te­rie)

So ein­fach wie die Span­nung kann die tat­säch­li­che Kapa­zi­tät einer Bat­te­rie nicht gemes­sen werden. Für den Test ist etwas Zeit und ein klein biss­chen Rechen­ar­beit nötig.

Für Star­ter­bat­te­rien ist dieser Test unge­eig­net, da es bei diesen nicht unbe­dingt auf die Kapa­zi­tät ankommt, son­dern viel­mehr auf die Fähig­keit in kurzer Zeit mög­lichst hohe Ströme abge­ben zu können. Alle hier genann­ten Mess­me­tho­den gelten für Verbrauchsbatterien.

Zunächst benö­tigt man fol­gen­de Werte vom Eti­kett der Bat­te­rie, aus Daten­blät­tern oder direkt vom Hersteller:

  • Span­nung  (Meist 12 Volt)
  • Kapa­zi­tät in Ah bei C20 (Wer nicht weiß, was C20 im Bezug auf die Kapa­zi­tät bedeu­tet, dem emp­feh­le ich meinen Bei­trag über Wohn­mo­bil-Bat­te­rien).

Bestim­mung der Kapa­zi­tät durch kon­trol­lier­te Entladung

Zunächst wird die Bat­te­rie voll­ge­la­den und anschlie­ßend noch bei Erhal­tungs­la­dung für min­des­tens 24 Stun­den am Lade­ge­rät belassen.

Wenn der maxi­ma­le Lade­strom unter 1-2 % der Bat­te­rie­ka­pa­zi­tät fällt, ist diese voll aufgeladen.

Um jetzt die tat­säch­li­che Kapa­zi­tät der Bat­te­rie zu ermit­teln, müssen wir sie kon­trol­liert ent­la­den. Für unser Bei­spiel gehe ich von einem 120 Ah Blei-Säure-Akku (C20) aus. Das bedeu­tet, dass man bei einer Last von 6 Ampere 120 Ah zur Ver­fü­gung hat. Nach 20 Stun­den wäre die Bat­te­rie kom­plett leer und die Ruhe­span­nung unter­halb von 12 Volt. Da Blei­ak­kus aber nur bis maxi­mal 50 % ent­la­den werden soll­ten, hal­bie­ren wir die Zeit auf 10 Stun­den, um keine Schä­den an der Bat­te­rie zu verursachen.

Akku­ka­pa­zi­tät mit einem Bat­te­rie­com­pu­ter testen

Wer einen Bat­te­rie­com­pu­ter besitzt, kann seine Ver­brauchs­bat­te­rie rela­tiv ein­fach testen. Zunächst benö­ti­gen wir einen Ver­brau­cher, der in etwa den ermit­tel­ten C20-Strom aus der Bat­te­rie ent­nimmt (in unse­rem Fall ca. 6 A). Es können auch meh­re­re sein, wie z. B. Fern­se­her, Licht oder Ähn­li­ches. Wich­tig ist, dass der ent­nom­me­ne Strom beim Bat­te­rie­test gleich bleibt. Able­sen können wir die wich­ti­gen Werte alle am Batteriecomputer.

BMV-700
Unter Last noch OK. Ohne Ver­brau­cher wäre die Bat­te­rie kom­plett leer.

Wir schal­ten den Ver­brau­cher an und stop­pen die Zeit. Wäh­rend des Ver­suchs soll­ten wir regel­mä­ßig die Span­nung prüfen. Sobald diese 12 Volt erreicht, müssen wir in kür­ze­ren Abstän­den kon­trol­lie­ren. Aller­spä­tes­tens bei 11,5 Volt schal­ten wir den Ver­brau­cher ab, um eine Tiefen­ent­la­dung zu vermeiden.

Jetzt können wir am Bat­te­rie­mo­ni­tor able­sen, wie viel Ampere­stun­den ent­nom­men wurden. Dieser Wert mit 2 mul­ti­pli­ziert,  ent­spricht der tat­säch­li­chen Batteriekapazität.

  • Sollte die Span­nung bereits nach 1 – 2 Stun­den unter 12 V fallen, ist unsere Bei­spiel­bat­te­rie defekt und sollte getauscht werden. Sie hätte dann quasi nur noch 6 – 12 Ah.
  • Wird die Unter­span­nung nach 5 Stun­den erreicht, hätte der 120-Ah-Akku noch ca. 60 Ah usw.
  • Alles zwi­schen 8 und 10 Stun­den spricht für einen intak­ten Stromspeicher.

Akku­ka­pa­zi­tät mit dem Mul­ti­me­ter messen

Ist kein Bat­te­rie­com­pu­ter vor­han­den, muss die Span­nung mit einem Mul­ti­me­ter kon­trol­liert werden. Nach Anschluss des Ver­brau­chers wir eben­falls die Zeit gemes­sen, bis 11,5 Volt erreicht sind. Um die ver­brauch­ten Ampere­stun­den zu berech­nen, mul­ti­pli­ziert man die Zeit ein­fach mit der Strom­stär­ke des Ver­brau­chers ( z. B. 5 Stun­den x 6 Ampere x 2).

Somit kommen wir, wie im oberen Bei­spiel, auch auf eine Kapa­zi­tät von 60 Ah.

Nur testen, wenn es Pro­ble­me gibt

Die von mir vor­ge­stell­ten Kapa­zi­täts­tests sind Stress für die Bat­te­rie. Unter Umstän­den können sie einer ange­grif­fe­nen Bat­te­rie den Gna­den­stoß geben. Einem funk­tio­nie­ren­den Akku soll­ten sie aber keine Pro­ble­me machen, sofern man die Span­nung unter Last nicht unter die 11,5 Volt fallen lässt. Trotz­dem würde ich meine Bat­te­rie nicht ohne Grund quälen. Beim Kauf von gebrauch­ten Bat­te­rien oder um die Akkus eines gebrauch­ten Wohn­mo­bils zu testen, kann eine Prü­fung sinn­voll sein.

In vielen Fällen genügt es, nach einer wirk­li­chen Voll­la­dung (Land­strom, Lade­ge­rät und mind. 24 Stun­den Erhal­tungs­la­dung) die Span­nung unse­rer Wohn­mo­bil­bat­te­rie im Auge zu behal­ten. Fällt diese nach weni­gen Stun­den unter 12 Volt, braucht es keine wirk­li­chen Ver­suchs­auf­bau­ten, um die Bat­te­rie als defekt zu entlarven.

6 Kommentare

  1. Hallo Stefan, Du hast alles sehr schön erklärt, so dass sogar ich es gleich verstanden habe. ;) Ein, zwei Fragen habe ich dazu: Wenn ich nun drei 100Ah C100 parallel schalte, dann müsste ich doch theoretisch (und ich hoffe auch praktisch) 3 A für 100 h zur Verfügung haben, oder? Für 4,5 A bräuchte ich dann so fünf von den Dingern? Viele Grüße Ralle
  2. Bei diesem Beispiel wird die Batterie zu 50% entladen. Um die kompletten Ah der Batterie zu bekommen muss der Wert verdoppelt werden. Viele Grüße Stefan
  3. „ Um die verbrauchten Amperestunden zu berechnen, multipliziert man die Zeit einfach mit der Stromstärke des Verbrauchers ( z. B. 5 Stunden x 6 Ampere x 2).“ Das verstehe ich nicht. Wieso noch x2? Ah = Ampere x Zeit.
  4. Hallo Willem, das ist aus der Ferne schwer zu beurteilen. Werden den die Starterbatterien von der Lima geladen? Wenn ja, hat das Trennrelais vermutlich einen defekt. Wenn nicht, wird die Lima einen defekt haben. Für die Spannungsüberwachung von beiden Batteriebanken wäre der Victron BMV-702 geeignet. Wir nutzen das Modell BMV-700. Dieses ist aber nur für eine Batteriebank geeignet.
  5. moin Stefan. Ich habe akt. Stress: beim 10 jährigen Carthago lädt die Lima die Wohnraumakku (2 x 120 Ah) urplötzlich nicht mehr (nach Starterbatt.wechsel). Ob das Trennrelais beschädigt ist? (Händler forscht noch, wo es verbaut sein könnte), Kollegen sprechen von defekten Elko im Lader???,.... Ich möchte die Batterien "im Blick" haben. Hast Du einen Vorschlag für Anzeige?? fragt und grüßt Willem

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