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Batterie-Lexikon / Glossar C

CCA (Cold Cranking Amps)

CCA – Cold Cranking Amps, auf Deutsch Kaltstartstrom oder Kälteprüfstrom – ist eine international gebräuchliche Kenngröße zur Bewertung der Fähigkeit einer Starterbatterie, bei sehr niedrigen Temperaturen einen hohen Strom über einen kurzen Zeitraum bereitzustellen. Der CCA‑Wert ist besonders für Fahrzeugbatterien relevant, da Motoren bei Kälte deutlich mehr Anlaufstrom benötigen und Batterien gleichzeitig weniger leistungsfähig sind.

Der Begriff ist normativ definiert, unter anderem in der SAE J537 (Society of Automotive Engineers), und dient als objektiver Vergleichswert zwischen verschiedenen Batteriemodellen.

Messbedingungen und Prüfverfahren

Der CCA‑Wert wird unter streng standardisierten Bedingungen ermittelt:

Temperatur

• Die Batterie wird auf –18 °C (0 °F) abgekühlt.
• Diese Temperatur simuliert typische Winterbedingungen, bei denen Batterien besonders gefordert sind.

Stromabgabe

• Der angegebene CCA‑Wert ist der maximale Strom in Ampere, den die Batterie 30 Sekunden lang bei –18 °C liefern kann.

Spannungsgrenze

• Während der 30‑Sekunden‑Belastung darf die Batteriespannung nicht unter einen definierten Mindestwert fallen.
• Dieser Mindestwert liegt je nach Norm bei ca. 7,2 V für eine 12‑V‑Batterie.

Nur wenn die Batterie diese Bedingungen erfüllt, darf sie mit dem entsprechenden CCA‑Wert gekennzeichnet werden.

Bedeutung des CCA‑Werts

Der CCA‑Wert ist ein entscheidender Indikator für:

• Startfähigkeit bei Kälte
• Leistungsfähigkeit unter hoher Belastung
• Qualität und Robustheit einer Starterbatterie
• Eignung für Fahrzeuge mit großem Motor (Diesel, Nutzfahrzeuge, Off‑Road)

Ein höherer CCA‑Wert bedeutet:

• mehr Startstrom
• bessere Kaltstartleistung
• höhere Reserven bei schwacher Batterie oder tiefen Temperaturen

Typische CCA‑Werte

• Kleinwagen‑Batterien: 300–450 A
• Mittelklasse‑Fahrzeuge: 450–650 A
• Diesel‑ oder Nutzfahrzeugbatterien: 700–1000 A
• LKW‑Batterien: 1000 A und mehr

Unterschied zu anderen Startstrom‑Normen

Neben SAE‑CCA existieren weitere Normen:

• EN (EN 50342) – europäische Norm
• DIN – ältere deutsche Norm
• IEC – internationale Norm

Diese Normen verwenden unterschiedliche Prüfverfahren, weshalb die Werte nicht direkt vergleichbar sind.

Warum ist CCA wichtig?

• Motoren benötigen bei Kälte mehr Drehmoment → höherer Startstrom erforderlich
• Batterien verlieren bei Kälte bis zu 50 % ihrer Kapazität
• Ein zu niedriger CCA‑Wert führt zu Startproblemen oder Ausfällen

Der CCA‑Wert ist daher ein zentrales Auswahlkriterium beim Kauf einer Starterbatterie.

cos(φ) / Cosinus Phi

Der Cosinus phi, geschrieben als cos(φ), ist ein zentraler Begriff der Elektrotechnik und beschreibt das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung in einer Wechselstromschaltung. Er ist ein Maß dafür, wie effizient elektrische Energie genutzt wird. Der Wert liegt immer zwischen 0 und 1.

• cos(φ) = 1 → gesamte Leistung wird in nutzbare Arbeit umgesetzt
• cos(φ) < 1 → ein Teil der Leistung ist Blindleistung und verrichtet keine Arbeit

Der Cosinus phi ist besonders wichtig bei USV‑Anlagen, Transformatoren, Motoren, Netzteilen und allen Systemen, die mit Wechselstrom arbeiten.

Grundlagen: Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung

In Wechselstromsystemen setzt sich die elektrische Leistung aus drei Komponenten zusammen:

• Wirkleistung (P) – tatsächlich nutzbare Leistung, gemessen in Watt (W)
• Blindleistung (Q) – pendelnde Leistung, die keine Arbeit verrichtet, gemessen in Var
• Scheinleistung (S) – geometrische Summe aus P und Q, gemessen in Voltampere (VA)

Die Beziehung lautet:$$\text{cos(φ)}=\frac{\text{Wirkleistung (P)}}{\text{Scheinleistung (S)}}$$

oder in Worten:

Scheinleistung = Wirkleistung + Blindleistung

Je größer der Anteil der Blindleistung, desto kleiner der cos(φ).

Bedeutung des cos(φ) in USV‑Anlagen

In einer USV‑Anlage (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist der Cosinus phi ein entscheidender Faktor, da er bestimmt:

• wie viel der angegebenen Scheinleistung (VA) tatsächlich als nutzbare Wirkleistung (W) zur Verfügung steht
• wie effizient die USV arbeitet
• wie groß die USV dimensioniert werden muss

Beispiel:

Eine USV mit 1000 VA liefert bei

• cos(φ) = 1,0 → 1000 W
• cos(φ) = 0,9 → 900 W
• cos(φ) = 0,7 → 700 W

Je niedriger der cos(φ), desto weniger Wirkleistung steht dem Verbraucher zur Verfügung.

Typische cos(φ)-Werte bei USV‑Technologien

Moderne Online‑USV‑Systeme erreichen nahezu immer cos(φ) = 1, was bedeutet, dass die gesamte Scheinleistung als Wirkleistung nutzbar ist.

Warum ist ein hoher cos(φ) wichtig?

Ein hoher cos(φ):

• verbessert die Energieeffizienz
• reduziert Leitungsverluste
• entlastet das Stromnetz
• ermöglicht kleinere USV‑Dimensionierung
• senkt Betriebskosten

Ein niedriger cos(φ):

• erzeugt hohe Blindleistung
• belastet Leitungen und Transformatoren
• erfordert größere USV‑Leistungen
• kann zu Überlastungen führen

Praktische Beispiele

• Server, Computer, Schaltnetzteile → meist cos(φ) nahe 1
• Motoren, Pumpen, Transformatoren → oft cos(φ) < 0,9
• Leuchtstofflampen ohne Vorschaltgerät → teilweise sehr niedriger cos(φ)

In industriellen Anlagen wird Blindleistung häufig durch Kompensationsanlagen reduziert.
 

CPS - Central Safty Power Supply

In der Sicherheitsbeleuchtung steht CPS für Central Power Supply – also ein Zentralbatteriesystem. Dieses System versorgt alle angeschlossenen Not- und Sicherheitsleuchten von einem zentralen Punkt aus mit Energie, gespeist aus einer Batterieanlage. Die Batterieanlage befindet sich meist in einem eigenen Betriebsraum und ist über Leitungen in Funktionserhalt (feuerfeste Leitungen, z.B. E30) mit der Sicherheitslichtanlage verbunden. Von dort aus führen ebenfalls Leitungen in Funktionserhalt zu den Leuchten, wenn diese in einem eigenen Brandabschnitt untergebracht sind.
CPS-Systeme sind besonders geeignet für größere Gebäude oder komplexe Infrastrukturen wie Krankenhäuser, Flughäfen oder Einkaufszentren, Bürogebäude, etc. wo eine zuverlässige und zentral gesteuerte Notbeleuchtung erforderlich bzw. vorgeschrieben ist.
Vorteile eines CPS-Systems:

• Zentrale Überwachung und Steuerung aller Leuchten

• Automatische Prüfungen gemäß DIN EN 50171

• Lange Lebensdauer der Batterien durch kontrollierte Umgebung; Longlife-Batterien

• Hohe Flexibilität durch Erweiterbarkeit mit Unterstationen

Eine Alternative zu CPS-Systemen bildet nach Möglichkeit ein LPS-System oder die Umsetzung der Anforderungen durch Einzelbatterieleuchten.
Entsprechende, detaillierte Vorschriften zum Einsatz von CPS-Systemen mit Zentralbatterien sind u.a. in der MLAR oder den Landesbauordnungen niedergelegt, auf die hier verwiesen wird.
Gegenüberstellung CPS - LPS - Einzelbatterieleuchte:

Für jedes System sind die einschlägigen Normen und Vorschriften zu beachten.
Sie suchen für Ihr CPS-System, für Ihre Zentralbatterieanlage, einen entsprechenden Batteriesatz? Hier geht es zur Auswahl möglicher Produktalternativen, die für Sie in Frage kommen. Wir sind auch gerne bei der Auslegung oder der Auswahl der Batterien Ihnen behilflich. Auch kann der Hinweis zur Batteriealterung entscheidungsrelevant sein.