Was 12-V-Lithiumbatterien für die Prüfung bedeuten

Die Prüfung einer 12-V-Lithiumbatterie mit einem herkömmlichen Bleiakkumulator liefert zwar ein Ergebnis, doch die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass dieses Ergebnis falsch ist – und zwar so falsch, dass es auf dem Ausdruck völlig plausibel erscheint. Lithium-Eisenphosphat- Batterien verhalten sich chemisch so anders als AGM- und Nassbatterien, dass die Referenzwerte Ihres Prüfgeräts zur Beurteilung von Zustand und Ladezustand nicht anwendbar sind. Die Spannungskurve und der Innenwiderstand sind unterschiedlich, und die Folgen einer Fehldiagnose reichen von einer fälschlicherweise als intakt diagnostizierten Batterie bis hin dazu, dass ein Kunde mit einer defekten Batterie nach Hause fährt, die ihm zuvor als einwandfrei empfohlen wurde.

Lithium-12-V-Batterien werden jedes Jahr in mehr Serienfahrzeugen verbaut. Zu wissen, was zu tun ist, wenn eine solche Batterie im Fahrzeug landet, ist daher unerlässlich.

Warum man eine 12-V-Lithiumbatterie nicht wie eine Blei-Säure-Batterie testen kann

Es stimmt, dass beide Batterien 12 Volt haben. Die gemeinsame Nennspannung von Lithium-Eisenphosphat- und Bleiakkumulatoren ist aber auch schon fast die einzige Gemeinsamkeit. Bleiakkumulatoren, egal ob AGM oder Nassbatterien, verhalten sich genau so, wie es Leitfähigkeitsmessgeräte erfassen können. Der Zusammenhang zwischen Ruhespannung und Ladezustand ist so gut vorhersagbar, dass eine Spannungsmessung aussagekräftige Informationen liefert. Beim Entladen der Batterie sinkt die Spannung entlang einer Kurve, anhand derer Messgeräte seit Jahrzehnten kalibriert werden.

Lithium funktioniert anders. Eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie hält ihre Spannung über den größten Teil ihres Entladebereichs nahezu konstant, bevor sie gegen Ende stark abfällt. Eine 12-V-Lithiumbatterie mit 12.8 Volt kann voll geladen oder fast leer sein – die Spannung allein gibt keinen Aufschluss darüber. Bei einer Blei-Säure-Batterie sind 12.8 Volt eine nützliche Information. Bei einer Lithiumbatterie ist dieser Wert ohne einen spezifischen Vergleichswert nahezu bedeutungslos.

Der Innenwiderstand ist die andere wichtige Variable. Bleiakkumulatoren weisen mit zunehmendem Alter einen steigenden Innenwiderstand auf, was genau durch Leitfähigkeitsmessungen nachgewiesen werden soll. Lithiumakkumulatoren hingegen behalten über den größten Teil ihrer Lebensdauer einen niedrigen Innenwiderstand, selbst wenn ihre Kapazität deutlich abnimmt. Ein Leitfähigkeitsmesswert, der bei einem Bleiakku einen Austausch nahelegen würde, kann bei einem tatsächlich verschlissenen Lithiumakku völlig in Ordnung erscheinen. Das Messgerät ist nicht defekt. Es funktioniert genau so, wie es konzipiert wurde – allerdings mit einer Akkuchemie, für die es ursprünglich nicht entwickelt wurde.

Diese Unterscheidung ist wichtig, denn der Techniker hat nach dem Test keinen Grund, das Ergebnis anzuzweifeln, und der Kunde hat keinen Grund, die Empfehlung infrage zu stellen. Die Fehlerursache bleibt bis zum tatsächlichen Ausfall der Batterie im Einsatz unsichtbar.

Wie das Testen von 12-V-Lithiumbatterien tatsächlich funktionieren muss

Um genaue Ergebnisse mit einer 12-V-Lithiumbatterie zu erzielen, benötigt man entweder ein Testgerät mit speziellem Lithium-Modus oder Geräte, die für verschiedene Batterietypen ausgelegt sind. Die praktischen Unterschiede bei der Testmethode lassen sich auf einige wenige Kernpunkte zurückführen:

• Die Schwellenwerte für den Ladezustand sind chemiespezifisch. Die flache Spannungskurve einer Lithiumbatterie bedeutet, dass man einen engeren Wertebereich interpretiert und Referenzpunkte verwendet, die nichts mit den Vergleichswerten von Bleiakkumulatoren zu tun haben.
• Die Profile für das Lastverhalten unterscheiden sich so stark, dass ein Tester, der die Lastparameter eines Bleiakkumulators anwendet, die Kapazität und den Zustand eines Lithiumakkumulators falsch ablesen wird.
• Vor dem Testen muss ein Ladegerät verwendet werden, das Lithium-Batterien erkennt. Das Laden einer 12-V-Lithium-Batterie mit einem Standard-Ladeprofil für Bleiakkus vor dem Testen ist nicht nur ungenau, sondern kann die Batterie auch beschädigen.

Dieser letzte Punkt überrascht Werkstätten oft. In den meisten Serviceabläufen wird eine entladene Batterie vor dem Funktionstest aufgeladen. Unterstützt das Ladegerät in diesem Ablauf keine Lithium-Batterien, beginnt das Problem bereits vor dem Test. Manche Ladegeräte erkennen eine ungewohnte Reaktion und schalten sich ab. Andere führen den Test mit dem falschen Profil durch und liefern ein scheinbar normales Ergebnis, obwohl mit der Batterie etwas ganz anderes passiert ist. Beides liefert keine verlässlichen Daten. Dieses Szenario tritt häufiger auf, als die meisten Werkstätten annehmen, insbesondere da 12-V-Lithium-Batterien oft ohne besondere Hinweise in der Servicehistorie in Fahrzeugen auftauchen.

Identifizierung einer 12-V-Lithiumbatterie vor dem Testen

Die größte Herausforderung für viele Werkstätten besteht darin, zu wissen, mit welcher Batterie sie es zu tun haben. Lithium-12-V-Batterien sehen in ihrer Schale oft nicht anders aus als AGM-Batterien. Die chemische Zusammensetzung ist zwar auf dem Etikett angegeben, aber im hektischen Arbeitsalltag wird dieser Schritt leider oft vernachlässigt. Ein praktisches Erkennungsmerkmal ist das Gewicht. Eine Lithium-12-V-Batterie ist deutlich leichter als eine gleich große Blei-Säure-Batterie – so leicht, dass man es sofort merkt, wenn man sie anhebt. Sobald das Team das weiß, wird es zur Gewohnheit, die Batterie als Erstes zu überprüfen. Oftmals ist die Batterie jedoch nicht abgeklemmt, und Halterungen verhindern das Anheben.

Die Integration einer chemischen Analyse in die Batterieprüfung ist nicht kompliziert, erfordert aber sorgfältige Planung. Eine Werkstatt, die alle Batterien mit denselben Standardeinstellungen prüft, wird mit der Zeit bei immer mehr Fahrzeugen unzuverlässige Ergebnisse liefern. Diese schlechten Ergebnisse lassen sich bei einem erneuten Kundenbesuch nur schwer rechtfertigen.

Der Fahrzeugmix wird immer komplizierter.

Lithium-12-V-Batterien sind Teil eines umfassenderen Wandels in der Fahrzeugausstattung. AGM-, EFB-, Nass-, Lithium- und 48-V-Mild-Hybrid-Systeme mit ihren jeweiligen Zusatzbatterieanforderungen sind mittlerweile in vielen Fahrzeugen im Einsatz, teilweise sogar in ein und demselben Fuhrpark. Ein Testverfahren, das nicht für diesen breiten Anwendungsbereich ausgelegt ist, liefert nicht nur bei Lithium-Batterien schlechte Ergebnisse, sondern generell, wenn die chemische Zusammensetzung nicht den Standardvorgaben entspricht.

Dabei geht es weniger darum, für jede neue chemische Reaktion neue Geräte zu kaufen, sondern vielmehr darum, zu wissen, was die vorhandenen Geräte leisten können und was nicht, und die Lücken zu schließen, bevor sie einen Wiederkauf oder eine Kundenbeziehung kosten.

Midtronics entwickelt seit Jahrzehnten Batteriediagnoselösungen für den professionellen Servicebereich. Dazu gehören Plattformen, die für die gesamte Bandbreite an Batteriechemien im heutigen Straßenverkehr ausgelegt sind. Wenn in Ihrer Werkstatt 12-V-Lithiumbatterien auftauchen und Sie sich nicht sicher sind, ob Ihre Prozesse dafür geeignet sind, sollten Sie dies möglichst bald klären. Entdecken Sie die Batterietestlösungen von Midtronics und erfahren Sie, wie präzise Tests für jede Batteriechemie aussehen.

Häufig gestellte Fragen

Worin unterscheidet sich eine 12-V-Lithiumbatterie von einer Blei-Säure-Batterie?

Eine 12-V-Lithiumbatterie – typischerweise Lithium-Eisenphosphat (LFP) oder Lithium-Eisen-Manganphosphat – ist leichter, lädt schneller und hat eine deutlich höhere Zyklenzahl als eine vergleichbare Blei-Säure-Batterie. Sie weist zudem eine flachere Entladekurve auf, d. h. sie hält ihre Nennspannung bis zur fast vollständigen Entladung nahezu konstant, anstatt sie allmählich zu senken. Aufgrund dieser Eigenschaften sind andere Testalgorithmen und Ladeprofile als bei herkömmlichen Blei-Säure-Batterien erforderlich.

Kann man eine 12V-Lithiumbatterie mit einem Standard-Leitfähigkeitstester testen?

Manche Leitfähigkeitsmessgeräte können 12-V-Lithiumbatterien prüfen – allerdings nur, wenn sie einen Modus für Lithium-Batterien und den korrekten Algorithmus für die Nennkapazität der Batterie besitzen. Die Prüfung einer Lithiumbatterie mit Einstellungen für Blei-Säure-Batterien liefert ungenaue Ergebnisse, da der Leitfähigkeitsalgorithmus für die Elektrochemie von Blei-Säure-Batterien kalibriert ist. Vergewissern Sie sich daher immer, dass Ihr Messgerät Lithium-Batterien unterstützt, bevor Sie es an eine 12-V-Lithiumbatterie anschließen.

Welche Fahrzeuge verwenden 12-V-Lithium-Zusatzbatterien?

12-V-Lithium-Zusatzbatterien sind vor allem in Elektrofahrzeugen von Herstellern wie BMW (beginnend mit einigen Modellen ab 2020), bestimmten Tesla-Konfigurationen und zunehmend auch in Premium-Verbrennerfahrzeugen verbreitet, bei denen Gewichtsreduzierung Priorität hat. Ihre Verbreitung nimmt zu, da der Preisunterschied zu AGM-Batterien immer geringer wird. Prüfen Sie vor dem Austausch unbedingt die Spezifikationen des Originalteileherstellers oder das Batterieetikett – das Aussehen des Fahrzeugs gibt keinen Aufschluss über die verbaute Batterietechnologie.

Wie kann eine 12V-Lithiumbatterie ausfallen?

Im Gegensatz zu Bleiakkumulatoren fallen Lithiumakkumulatoren nicht durch Sulfatierung aus. Häufige Ausfallursachen sind Zellungleichgewichte im Akkupack (die vom internen Batteriemanagementsystem (BMS) geregelt werden), der Ausfall von BMS-Komponenten (der zum Selbstschutz des Akkus führen kann), Kapazitätsverlust durch Alterung und in manchen Fällen Lithiumplattierung durch unsachgemäßes Laden. Ein scheinbar defekter 12-V-Lithiumakku kann einen BMS-Fehler aufweisen – ein einfacher Spannungstest kann nicht zwischen einer tatsächlich defekten Zelle und einer BMS-Sperre unterscheiden.

Kann man einen 12V-Lithium-Akku mit einem normalen Ladegerät aufladen?

Nicht sicher. Standard-Autoladegeräte sind für Bleiakkumulatoren ausgelegt und verwenden möglicherweise Ladespannungen oder -profile, die mit Lithiumzellen inkompatibel sind. Überladung eines Lithiumakkus kann zu beschleunigter Alterung oder im Extremfall zu Überhitzung führen. Verwenden Sie daher immer ein Ladegerät mit speziellem Lithium-Lademodus oder vergewissern Sie sich, dass das Ladeprofil des Ladegeräts den Spezifikationen des Akkus entspricht. Die Diagnoseladegeräte Midtronics GR8 und GRX-3000 verfügen über lithiumkompatible Lademodi.

Was sollten Geschäfte tun, um sich auf den Anstieg der 12V-Lithiumbatterien vorzubereiten?

Drei Dinge sind wichtig: (1) Investieren Sie in ein Leitfähigkeitsmessgerät, das Lithiumbatterien unterstützt. (2) Schulen Sie Ihre Techniker darin, die Batteriechemie vor dem Testen oder Laden zu bestimmen. (3) Halten Sie die passenden Ersatzbatterien für die in Ihrem Servicegebiet erhältlichen Marken und Modelle bereit. Die Bestimmung der Batteriechemie ist der wichtigste Schritt – die Kosten einer falschen Messgeräteinstellung oder eines inkompatiblen Ladegeräts sind weitaus höher als die wenigen Sekunden, die zum Lesen des Batterieetiketts benötigt werden.