Faktoren, die die Lebensdauer von 12-V-Batterien in Elektrofahrzeugen beeinflussen

Da Elektrofahrzeuge immer beliebter werden, werden zwei der häufigsten Einwände gegen die Einführung beantwortet und ausgeräumt. Die Besitzer sorgen sich nicht mehr so ​​sehr – oder überhaupt nicht – um die Reichweite, da sie mit den Ladeoptionen und ihrem Fahrverhalten besser vertraut sind, und die Sorge, Standorte zum Aufladen zu finden, wird weitaus weniger zum Problem. Ein Einwand, der in vielen Köpfen jedoch noch unbeantwortet bleibt, betrifft die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen.

Es wird erwartet, dass die typische Batterie eines Elektrofahrzeugs etwa 15 bis 20 Jahre oder für den durchschnittlichen Fahrer zwischen 100,000 und 200,000 Meilen hält, aber wie lange die 12-Volt-Batterie halten wird, ist nicht so klar. Da die meisten Elektrofahrzeuge erstklassige Optionen verwenden, darunter 12-V-Lithium-Ionen-Batterien, sollte die Lebensdauer weitaus länger sein als die typische Lebensdauer einer Autobatterie von drei bis fünf Jahren.

Welche Faktoren beeinflussen die Lebensdauer der 12-Volt-Batterie eines Elektrofahrzeugs? Hier sind einige der Faktoren, die sich auf die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen auswirken, und was getan werden kann, um die Verschlechterung abzumildern.

Wärme- und Wechselstromnutzung

Es ist allgemein bekannt, dass sich die Reichweite eines Elektrofahrzeugs bei kaltem Wetter und winterlichen Bedingungen erheblich verringert. Ein Teil dieses Reichweitenverlusts ist zwar darauf zurückzuführen, dass die Schutzmaßnahmen der Batterie dafür sorgen, dass die Zellen nicht einfrieren und beschädigt werden, aber das ist sicherlich nicht der einzige Faktor. Bei kaltem oder frostigem Wetter kommt die Wärmepumpe zum Einsatz und verbraucht zwischen 1 kW und 5 kW.

Aber es gibt einen Unterschied zu machen. Obwohl die Wärmepumpe läuft, wird sie fast immer von der Traktionsbatterie gespeist. Der HVAC-Lüfter wird jedoch vom 12-Volt-System angetrieben. Die Belastung der Batterie ist zwar viel geringer, aber sie wird von der 12-Volt-Seite gezogen. Und egal, ob Sie die Klimaanlage oder die Heizung nutzen: Wenn der Lüfter eingeschaltet ist, entlädt er die 12-Volt-Batterie. Denken Sie daran, dass es dazu da ist, genutzt zu werden und Ihnen Komfort zu bieten. Die langfristigen Auswirkungen besprechen wir später.

Fortschrittliche Fahrassistenzsysteme

Die durchschnittliche Anzahl der ADAS-Systeme in einem typischen Personenkraftwagen nimmt zu, aber es scheint, dass Elektrofahrzeuge praktisch alle verfügbaren Optionen ihrer jeweiligen Hersteller enthalten. Und obwohl sie aus Sicherheitsgründen großartig sind, benötigen alle Sensoren und Module zum Betrieb Strom und werden von der 12-Volt-Batterie gespeist.

Jede Kamera, jedes Lidar, jeder Ultraschallsensor und jedes Radar benötigt Strom, ebenso wie Bremsaktuatoren, Lenkaktuatoren usw. Die 12-Volt-Batterie dient hauptsächlich der Sicherheitsstromversorgung und versorgt diese Funktionen.

Auch hier benötigt jeder dieser Sensoren und Module eine sehr geringe Energiemenge für den Betrieb, aber in der Summe können sie beginnen, die vom 12-V-System aufgenommene Strommenge zu beeinflussen.

Art der Batterie

Wie bei jedem anderen Fahrzeug ist die Batteriechemie ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer der Batterie. Einige Autohersteller behaupten, die Batterie, die sie für das 12-V-System verwenden, sei eine lebenslange Batterie und müsse unter normalen Umständen möglicherweise nie ausgetauscht werden. Das ist bei Li-Ion-Akkus eher der Fall, aber selbst dann gibt es Berichte, dass der Akku bereits nach einem Jahr ausfällt – allerdings handelt es sich hierbei um einen Ausreißer und wahrscheinlich um einen Defekt. Bei den meisten Elektrofahrzeugen hält die 12-V-Batterie jedoch wahrscheinlich etwa 10 bis 12 Jahre, wenn es sich um einen Li-Ion-Akku handelt.

Allerdings verwenden viele Automobilhersteller immer noch Blei-Säure-Batterien für 12-V-Batterien für Elektrofahrzeuge. In seltenen Fällen handelt es sich dabei um SLA-Batterien, was bei Hybridfahrzeugen wahrscheinlicher ist, und AGM-Batterien kommen relativ häufig vor. Wenn ein Elektrofahrzeug unter normalen Umständen verwendet wird, kann die Batterie bei einem AGM problemlos sechs bis acht Jahre halten, und selbst SLA-Batterien können die normale Lebensdauer von drei bis fünf Jahren überschreiten und sich auf fast sechs Jahre belaufen.

Fahren mit geringer Traktionsbatterieladung

Einer der häufigsten Killer für 12-V-Batterien in Elektrofahrzeugen ist, wenn eine Traktionsbatterie regelmäßig mit niedriger Ladung gefahren wird. Einige Autohersteller haben eine „Schutzvorrichtung“ eingebaut, die verhindert, dass der Antriebsbatterie Energie für 12-Volt-Zubehör wie Sitzheizungen entnommen wird, wenn der Ladezustand unter 20 oder 30 % liegt, und der Abwärtswandler wird ebenfalls abgeschaltet oder geregelt.

Heutzutage verwenden Elektrofahrzeuge Deep-Cycle-Batterien, die Tiefentladungen besser bewältigen können als herkömmliche Blei-Säure-Batterien, aber selbst sie verschlechtern sich schneller, wenn sie Tiefentladungen ausgesetzt sind. Es ist am besten, Elektrofahrzeuge mit einer Ladung von mehr als 20 % zu betreiben, um einige der störenden Nebenwirkungen zu vermeiden, die Ihre Kunden möglicherweise nicht erwarten.

Wie wichtig ist es auf lange Sicht?

Da es sich um die Nutzung der HVAC-Systeme (Heizen und Kühlen) handelt, sind die Auswirkungen auf die 12-Volt-Batterie vernachlässigbar. Der Vorteil, Ihr Fahrzeug komfortabel zu fahren, überwiegt bei weitem die nahezu unermessliche Lebensdauer der 12-V-Batterie, die Sie aufgeben.

Das Gleiche gilt für ADAS-Systeme, die Ihr Fahrzeug enthält. Sie möchten nicht nur nicht auf die Sicherheit und den Komfort verzichten, die diese Systeme mit sich bringen, sondern auch, dass der minimale Stromverbrauch die Akkulaufzeit nicht wirklich beeinträchtigt.

Interessanter wird es, wenn die Batteriechemie eingeführt wird. Es ist keine große Offenbarung, dass Li-Ion-Akkus bei Deep-Cycle-Anwendungen Spitzenreiter sind und in vielen Fällen 5,000 Tiefentlade- und Wiederaufladezyklen oder mehr bewältigen können. Dies allein führt zu einer um Jahre längeren Lebensdauer bei Elektrofahrzeuganwendungen, sogar gegenüber AGM-Batterien. Wird es Ihre Kaufentscheidung für ein Elektrofahrzeug beeinflussen? Wahrscheinlich nicht, aber es kann eine Rolle spielen, welcher Ersatzakku gewählt wird, nachdem der Originalakku ausgefallen ist.

Der wichtigste Faktor ist die ordnungsgemäße Ladung der Batterie, und das hängt mit den Fahrgewohnheiten zusammen. Stellen Sie sicher, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen wissen, dass die Ladung der Antriebsbatterie die Aufladung der 12-Volt-Batterie beeinflusst. In allen Fällen ist es ideal, die Ladung auf über 30 % zu halten.

Die größte Sicherheit gibt es jedoch, wenn man weiß, dass der Zustand der Batterie regelmäßig gut ist. Wann immer EV-Kunden in der Servicefahrt ankommen, sollten Sie ihnen den gleichen Batterietest gönnen, den auch Ihre ICE-Kunden erhalten. Geräte wie der MVT-Handtester können schnelle Ergebnisse für alle Arten von Batteriechemie liefern, und Ihre Kunden können besser verstehen, wie sich ihre Batterie mit zunehmendem Alter verhält.

Häufig gestellte Fragen

Warum haben Elektrofahrzeuge eine 12-V-Batterie?

Trotz ihrer großen Hochvolt-Traktionsbatterie nutzen Elektrofahrzeuge eine separate 12-V-Batterie zur Versorgung des Niedervolt-Bordnetzes – darunter das Steuergerät, das Infotainmentsystem, die Türverriegelung, die Beleuchtung und, ganz wichtig, das System zur Initialisierung der Hochvoltbatterie. Die 12-V-Batterie überbrückt die Zeit bis zum Hochfahren des Hochvoltsystems und versorgt die Nebenaggregate im geparkten Zustand.

Wie lange hält die 12-V-Batterie in einem Elektrofahrzeug?

Die Lebensdauer beträgt in der Regel 3–5 Jahre, ähnlich wie bei einer herkömmlichen 12-V-Batterie. Allerdings kann die Lebensdauer von 12-V-Batterien in Elektrofahrzeugen unter bestimmten Umständen kürzer sein: häufige Kurzstreckenfahrten, die kein vollständiges Aufladen ermöglichen, hoher Kriechstrom durch permanent aktive Verbindungsmodule und hohe Umgebungstemperaturen. Jährliche Tests ab dem zweiten Jahr helfen, einen Leistungsabfall vor dem Ausfall zu erkennen.

Was passiert, wenn die 12-V-Batterie in einem Elektrofahrzeug ausfällt?

Das Fahrzeug lässt sich nicht starten. Die 12-V-Batterie versorgt den Bordcomputer, der den Startvorgang des Hochspannungssystems steuert – ohne sie steht die Energie der Traktionsbatterie nicht zur Verfügung. Besitzer von Elektrofahrzeugen bleiben mitunter mit einer voll geladenen Traktionsbatterie liegen, weil die 12-V-Zusatzbatterie ausgefallen ist. Dies ist eine der kontraintuitivsten Tatsachen im Bereich der Elektromobilität, und die Erklärung gegenüber Kunden stärkt das Vertrauen erheblich.

Kann ich eine 12V-Batterie eines Elektrofahrzeugs durch eine herkömmliche Nassbatterie ersetzen?

Nein. Die meisten 12-V-Batterien für Elektrofahrzeuge sind AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat), da der DC/DC-Wandler, der sie lädt, anders funktioniert als eine herkömmliche Lichtmaschine. Der Einbau einer Nassbatterie kann zu chronischer Überladung durch den DC/DC-Wandler, schnellem Ausfall und potenziellen Systemfehlern führen. Achten Sie stets auf die Spezifikationen des Originalherstellers (OEM) hinsichtlich Batterietyp, Gruppengröße und Kapazität.

Wie wird die 12-V-Batterie in einem Elektrofahrzeug geladen?

Anstelle einer Lichtmaschine nutzen Elektrofahrzeuge einen DC/DC-Wandler, der die Spannung der Hochvolt-Traktionsbatterie herunterregelt, um das 12-V-System zu laden. Dieser Wandler ist nur aktiv, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist oder geladen wird. Bei längeren Parkphasen fließt weiterhin Strom durch die permanent aktiven Module, ohne dass aktiv geladen wird – daher kann sich die 12-V-Batterie von Elektrofahrzeugen bei längerer Standzeit schneller entladen als erwartet.

Welches Batterietestgerät sollten Werkstätten für 12-V-Batterien von Elektrofahrzeugen verwenden?

Ein auf Leitfähigkeitsmessung basierendes Testgerät, das speziell die AGM-Chemie unterstützt, ist unerlässlich. Midtronics Batterieanalysatoren AGM-Batterien lassen sich präzise prüfen und die Ergebnisse spiegeln die tatsächliche Kapazität wider – nicht nur die Oberflächenspannung, die bei einer kurz vor dem Ausfall stehenden Batterie normale Werte anzeigen kann. Dadurch eignen sie sich ideal für die Wartung von 12-V-Batterien in Elektrofahrzeugen.