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.
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.
| Ladezustand | Nass-Batterie | Gel-Batterie | AGM-Batterie |
|---|---|---|---|
| 100% | 12,70V | > 12,90V | > 12,85V |
| 90% | 12,65V | 12,85V | 12,80V |
| 70% | 12,50V | 12,60V | 12,55V |
| 60% | 12,40V | 12,50V | 12,50V |
| 50% | 12,30V | 12,45V | 12,40V |
| 20% | 12,00V | 12,10V | 12,00V |
| 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.
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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.
Bitte beachten
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.):
| Ladezustand | Säuredichte 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.
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.
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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.
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 für “Batteriekapazität und Ladezustand von Bleibatterien messen”
Ralle
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
Stefan
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
Peter
„ 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.
Stefan
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.
Willem
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