Elektroauto: Das verborgene Leben der 12-Volt-Bleibatterie
Die meisten Elektroneulinge wundern sich, wenn sie das erste Mal von der Existenz der 12-V-Batterie in ihrem Auto erfahren. Doch die gibt es aus guten Gründen.
2,2-kW-Trafo fürs 12-V-Netz des Zulieferers Delphi. Autonerds kennen vielleicht noch den kalifornischen Flop Coda "Coda". Dort wurde dieser Konverter eingesetzt.
(Bild: Delphi)
- Clemens Gleich
Eigentlich reicht eine Batterie, dachten sich die Konstrukteure des ersten Tesla Roadsters und versorgten die zahlreichen 12-V-Komponenten per Gleichstrom-(DC-)Wandler von der Hochvoltbatterie aus. Doch schon bald rüstete das Startup eine Bleibatterie nach. Die Pufferung des 12-V-Systems war doch zu wichtig, denn das Bauteil (ein Gleichstrom-Spannungswandler von Hochvolt zu Niedervolt) fällt leider nicht seltener aus als sein Verbrenner-Pendant, der Generator.
Alternativ kann der Strom obendrein ausfallen, wenn das Hochvoltsystem aus Sicherheitsgründen abschalten muss. Dann wird's duster, denn ohne 12 Volt geht gar nichts. Das Hochvoltsystem versorgt nur den Antrieb, die Haupt-Kabinenheizung und den DC-DC-Wandler mit Strom. Der gesamte Rest der Peripherie läuft mit 12 V. Um einen Eindruck davon zu geben, warum ein Puffer so sinnvoll ist, hier ein kleiner Abriss der mit Niedervolt versorgten sicherheitskritischen Systeme im Auto:
- Batteriemanagement (weckt das Hochvoltsystem auf)
- Alle Sicherheitssysteme (ABS, ESP, Airbags, Bremskraftverstärker, Auslöser der Gurtstraffer ...)
- Alle Lichter
- Alle Anzeigen
- Alle Servos (Türen, Scheiben, Wischer, Lenk- und Bremsunterstützung)
- Alle Kühlkreislaufpumpen
- Alle Steuergeräte
Dazu kommen die Komfortsysteme von Radio und Internet über Sitzheizung bis Massagefunktion. Kurz: Ohne 12 V geht gar nichts. Das Auto fährt nicht mehr, das Auto lädt nicht mehr und Sie können keine seiner Funktionen mehr bedienen. Wenn eine Batterie das 12-V-Netz puffert, funktioniert das alles beim Sicherheits-Shutdown der Hochvoltbatterie oder Ausfall des DC-DC-Wandlers noch lange. In manchen Autos mit entsprechend groß dimensionierter Batterie sind Stunden normalen Betriebs drin, bevor die 12-V-Bordspannung zu niedrig wird. Wer je einen kaputten Generator im Verbrenner hatte, weiß, dass in so einem Fall alles normal funktioniert, solange die Batterie ausreichend Strom für Peripherie und Zündung liefert.
Manche Ultraleicht-Rennmaschinen lassen den Generator weg und fahren ihr Sprintrennen einfach auf Batteriestrom. Die 12-V-Batterie ist also ein sehr, sehr sinnvolles Bauteil. Deshalb gab es seit dem ersten Tesla Roadster kein Elektroauto mehr ohne. Dennoch sorgt die 12-V-Batterie laut ADAC-Pannenstatistik wie im Verbrenner für die Mehrzahl der Pannen selbst bei Elektroautos. Warum?
(Bild: Clemens Gleich)
Bricked
Da die 12-V-Batterie nur puffernde Funktion hat, also keine hohen Leistungen (wie zum Anlassen eines Hubkolbenmotors erforderlich) liefern muss, könnte sie ein langes Leben führen. Hier zeigt sich jedoch die Empfindlichkeit des Blei-Säure-Akkus.
Die weitaus meisten 12-V-Batterien für E-Autos sind nämlich stinknormale Blei-Säure-Batterien in ihren verschiedenen Konstruktionsformen. In der Auswahl der Neufahrzeuge puffern also Bleiakkus mit flüssig schwappendem Elektrolyt, AGM-Batterien (die mit dem Vlies) und Gelbatterien (die mit geliertem Elektrolyt) die Stromversorgung der Peripherie.
Der banale Grund: Das ist am billigsten so. In einigen teuren E-Autos kommen langsam 12-V-Lithium-Ionen-Pufferbatterien zum Einsatz (etwa die neuesten Tesla S & X). In der Zwischenzeit gibt es für Nutzer die Möglichkeit, defekt gewordenes Blei durch Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LFP) in zum Montageraum passendem Plastikrahmenformat zu ersetzen. Die Defektrate bessert sich dadurch wahrscheinlich etwas, doch ein grundsätzliches Problem löst LFP nicht: Standzeiten.