Blei-Säure-Batterien sind Teil der Elektromobilität

Elektromobilität ist ein Megatrend der Zukunft, vor allem auf der Kurzstrecke. Bei Elektroautos denkt man zuerst an die Lithium-Ionen-Antriebsbatterie, dabei wird gerne übersehen, dass jedes Elektroauto auch mit einer 12V Blei-Säure-Bordnetzbatterie ausgestattet ist.

Bei Elektroautos denkt man zuallererst an die eingebaute Hochvolt-Antriebsbatterie mit Lithium-Ionen-Technologie, oft mit Nennspannungen von 288 bis weit über 400V! Das erste Elektroauto mit 800V Bordnetzspannung ist der Porsche Taycan (Concept Car Mission E).
Gerne wird übersehen dass ausnahmslos jedes Elektroauto auch mit einer 12V Blei-Säure-Batterie ausgestattet ist.
Denn nach wie vor kommt kein Elektrofahrzeug ohne Blei-Säure-Batterie für die Versorgung des Bordnetzes aus. Neben zukunftsweisenden Start-ups setzen auch renommierte Fahrzeughersteller wie die BMW Group auf eine Batterie auf Blei-Säure-Basis zur Bordnetzversorgung. Das Bordnetz des rein elektrisch betriebenen BMW i3 wird beispielsweise mit einer Banner Blei-Säure-Batterie stabilisiert, welche die 12V Verbraucher im Auto versorgt.
In Puncto Technologie kommen hier je nach Autohersteller konventionelle Batterien, aber auch EFB- bzw. AGM Batterien zum Einsatz.
EFB = Enhanced Flooded Battery, die zyklenfeste Starterbatterie
AGM = Absorbent Glass Mat, die Säure ist im Glasvlies aufgesaugt und somit gebunden

Hauptaufgaben der Bordnetzbatterie in einem Elektroauto

12V Bordnetzversorgung
Natürlich arbeiten auch in Elektroautos jede Menge Verbraucher mit 12V Spannung (z.B. Zentralverriegelung, Innenlicht, Instrumente, …). Diese sind über Jahrzehnte optimiert worden und kommen jährlich in Millionen neuer Autos zum Einsatz (Verbrenner und Elektroautos). Klar, dass die kein E-Auto-Hersteller neu entwickeln will, zumal sie alle keine allzu großen Leistungen brauchen. Das 12V Bordnetz ist also auch in Elektroautos gesetzt. Derzeit bewirken die Stabilität, Verfügbarkeit und das geringere Risiko, dass in alle E-Autos für das 12V Bordnetz eine Batterie auf Blei-Säure-Basis eingesetzt wird. Diese Bordnetzbatterie übernimmt zwar keine Starterfunktion, versorgt aber die 12V Verbraucher im Fahrzeug und damit auch den Bordcomputer, welcher letztendlich die Hochvoltbatterie steuert.

Sicherheit erfordert Redundanz
Denn die 12V Bordnetzbatterie dient auch als Puffer, um für funktionale Sicherheitsaspekte Redundanz zu schaffen. So muss beispielsweise auch beim E-Auto sichergestellt sein, dass die Lenkhilfe (Servolenkung) weiter funktioniert, wenn der Motor aus ist, damit die Manövrierfähigkeit erhalten bleibt. Nicht nur beim Elektroauto arbeiten Servolenkungen heute meist elektrisch.
Weiters erfolgt die Versorgung der Fahrassistenzsysteme mit der 12V Bordnetzbatterie. In der internationalen Automobilindustrie hat sich der englische Ausdruck „Adaptive Cruise Control (ACC)“ etabliert, also „Adaptive Geschwindigkeitsregelung“. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

Hochvoltsicherheit
Bevor auf den Hochvoltakku zugegriffen werden kann, muss die Hochvoltsicherheit gegeben sein. Damit dies geprüft werden kann, müssen Steuergeräte in Betrieb sein, diese ziehen die gesamte Energie aus der 12V Bordnetzbatterie auf Blei-Säure-Basis.
Ist die 12V Bordnetzbatterie entladen, kann der Bordcomputer nicht hochfahren. Somit wird der Frequenzumrichter nicht gesteuert und ein Start ist unmöglich!

Zustandsänderungen durchführen
Es ist eine zweite Energiequelle im Fahrzeug nötig, um gegebenenfalls aus dem sicheren Zustand „Hochvolt aus“ den sicheren Zustand „Fahrzeug steht“ zu erreichen. Dazu benötigt es: Scheibenwischer, Licht, Bremse, Lenkung, … Das ist eine grundsätzliche Sicherheitsanforderung.
All diese Funktionen müssen garantiert sein, damit das Hochvoltsystem im Sicherheitsfall bei voller Fahrt abgeschaltet werden kann. Die Türschließanlage und das Soundsystem/Radio funktionieren weiterhin bei abgeschaltetem Hochvoltsystem.

Austausch einer Bordnetzbatterie

Die Bordnetzbatterie muss je nach E-Autohersteller alle 2-3 Jahre beim Jahresservice ausgetauscht werden. Es ist DER sicherheitsrelevante Bauteil.
Angenommen, wenn nachts auf der Autobahn bei Tempo 130 das Hochvoltsystem aus Sicherheitsgründen abgeschaltet werden würde, muss die Bordnetzbatterie z.B. die Fahrzeugbeleuchtung weiter zuverlässig mit Energie versorgen!
Spätestens wenn am Bordcomputerdisplay die Fehlermeldung „ELEC System prüfen“ (=elektrisches/elektronisches System checken) erscheint, oft in Kombination mit der roten Batteriewarnleuchte ist es höchste Zeit an den Austausch der Bordnetzbatterie zu denken. Es besteht beim Batteriewechsel eine Reihenfolge, die so unbedingt eingehalten werden muss. Andernfalls können Kurzschlüsse oder Funkenflug die Elektronik beschädigen.

Bitte beachten Sie:
Verbauen Sie keinesfalls eine konventionelle Nassbatterie in einem Elektroauto, das serienmäßig mit einer EFB- bzw. AGM-Batterie ausgestattet wurde. Hier ist im Bedarfsfall unbedingt wieder eine EFB- bzw. AGM-Batterie einzusetzen! In identem Gehäuse und ähnlicher Leistungsklasse.
PS: Geringe Abweichungen bei Kapazität bzw. Kaltstart haben keine Auswirkungen auf sichere und optimale Bordnetzversorgung!