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Warum hat ein E-Auto eine 12V-Batterie?

Themenstarteram 2. Dezember 2019 um 23:59

Zitat:

@BaldAuchPrius schrieb am 2. Dezember 2019 um 09:56:41 Uhr:

 

abgekackter 12V Akku (Starthilfe),

:-) Wofür braucht ein Strom-Auto eine Starterbatterie? Der hat doch eine Fahrbatterie. Oder werden mit der 12 V Batterie Stromabnehmer beim Einschalten umgelegt - das könnte schon sein ??

___

[Frage von Motor-Talk aus einem anderen Thema ausgegliedert.]

Beste Antwort im Thema

Nein, des Rätsels Lösung ist noch viel einfacher:

Da der Traktionsakku als "Hochvolttechnologie" gewertet wird, muss ein BEV die Anforderung erfüllen, dass der Akku beim Ausschalten allpolig vom Fahrzeugnetz getrennt wird. Die 12V Batterie braucht es dann, um die kleinen Helferlein wie Zentralverriegelung und div. Steuergeräte zu versorgen, den Bordcomputer beim Neustart hochzufahren, und natürlich, um das Schütz für den Traktionsakku wieder zu schließen.

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"Immer wieder" halte ich auch für nicht belegbar. Die 12V Batterie kann eben wie beim Verbrenner mit der Zeit kaputt gehen - dann hilft es auch nicht, wenn der HV-Akku nachladen könnte (was er regelmäßig tut, deshalb braucht es auch keine "manuelle Notladung"), aber die aufgebrachte Spannung in der 12V-Batterie nicht mehr ausreicht um die Bordsysteme zu versorgen.

Von daher, hämisches Grinsen wegen defekter 12V-Batterie ist keine Frage der Antriebsart...höchstens des Stils.

am 6. Mai 2020 um 12:48

Zitat:

@Tillamook schrieb am 6. Mai 2020 um 10:34:30 Uhr:

Zitat:

@CruiserX schrieb am 6. Mai 2020 um 08:47:55 Uhr:

Warum passiert es nun immer wieder, dass E-Autos trotz voller Antriebsbatterie infolge leerer 12V-Akkus liegenbleiben bzw. nicht anspringen?

Das ist eher ein typisches Renault Problem und kein grundsätzliches Problem bei allen Elektroautos..

War anfänglich auch bei den sauteuren Model S der Fall, es kann doch nicht sein das solche Teile eine Achillesferse sind, bei einem E-Auto gehören die einfach vernünftig überwacht und bessere Qualität verbaut.

Wobei ich nur sehr widerwillig akzeptiere das hier scheinbar keine bessere Lösung gefunden werden kann, bei einem Auto wo schon eine Monsterbatterie besitzt.

Beim Model S ist die 12V Batterie stärker belastet, weil durch die vielen Konnektivitätsdienste, OTA-Updates und den auch im Standby gelegentlich anspringenden Bordrechner die 12V-Batterie einer überdurchschnittlich hohen Zyklenzahl ausgesetzt ist, was deren Verschleiß erhöht. Das ist an sich jetzt aber nicht antriebsspezifisch - auch bei so manch anderem modernen Fahrzeug mit viel Verbrauchern macht die 12V-Batterie mal nach 5 oder mehr Jahren mal schlapp...

Ich denke mittelfristig wird man bei E-Autos schon noch eine Lösung ohne 12V-Batterie finden, aber die meisten Bordsysteme und Zuliefererteile sind eben auf 12V ausgelegt - durch die Verwendung einer herkömmlichen 12V-Batterie spart man sich eben teure Speziallösungen. Und: Im Falle eines Unfalls sorgt die 12V-Batterie dafür, dass die Bordsysteme intakt bleiben (eCall, Warnblinker, Türöffner, Fensterheber, etc.)...denn der HV-Akku wird ja bei Airbagauslösung abgetrennt.

Ganz so einfach ist es dann eben nicht, ohne die 12V-Versorgung auszukommen...auch wenn ich mit der aktuellen technischen Umsetzung auch denke, dass da noch was besseres kommen sollte.

Die Diskussion um versagende 12V-Batterien gibt es ja auch bei den modernen Verbrennern, gerade bei den teuren Varianten, wo viel Schnick-Schnack verbaut ist. Das war vor einen Jahren ja ziemliches Thema beim ADAC

 

Ich habe beruflich immer wieder technische Dokumentation auf dem Tisch, die sich gerade solchen Problemen der aktiven Überwachung und Versorgung der 12V-Batterie aus dem HV-Speicher widmet.

 

Da ist übrigens auch wieder das Problem: zu viel und zu häufige Überwachung verbraucht auch Energie, die dann dem HSV-Speicher entnommen wird, und damit langsam im Stillstand das Fahrzeug Reichweite verliert.

 

Bin aber bei @ballex: Das Problem hat nichts mit Antriebsart zu tun.

Moin

Das Problem an sich nicht, aber die 12 Volt Batterie wird ja aus der Hochvoltbatterie geladen im Betrieb. Ich bin da technisch nun nicht weit genug drin, aber warum man eine schwächelnde 12 Volt Batterie nicht mit einer "Notstartfunktion" ausstatten kann, sodas diese mittels der Hochvoltakkus im Bedarfsfall gestützt werden kann verstehe ich auch nicht.

Die meisten E-Fahrzeuge, so ja auch schon viele Hybride, haben ja nur eine sehr kleine Motorradbatterie verbaut, mehr braucht es ja auch nciht. Bei meinem Kia weint der Gute schon rum "Hilfsbatterie schützen" wenn man nur zu oft am abgeschlossenen Wagen vorbeiläuft, weil er dann die Außenspiegel zu oft abklappt als "Hallo Meister" anzeige. (Vermute ich).

Im Prius gab es bei mir öfter Probleme damit, weil die HV-Akkus in "Zündung an" nicht den 12 Volt Akku laden. (Z.B. Auto aussaugen und dabei Musik hören)

 

12 Volt Batterien sind notwendig damit nach einem Unfall und dem eventeullen abtrennen der HV-Batterie vom Fahrzeug immernoch Fensterheber etc, sowie die NOtruffunkion funkionieren.

 

Moin

Björn

am 6. Mai 2020 um 16:25

Zitat:

@Friesel schrieb am 6. Mai 2020 um 14:38:04 Uhr:

..12 Volt Batterien sind notwendig ...

Die soll einfach mindestens genau so gut sein wie ihr Hochvolt-Pedant, dann sag ich nichts, aber so :mad:

Und es kann mir keiner verzählen dass es dafür keine Lösung gäbe!

Ein 12V 0815 Akku vom Baumarkt hält aber auch seine 7 Jahre. Mal länger und mal kürzer. Der Aufwand eines Notfall DC-DC Konverters steht doch in keinem Verhältnis, ist zudem auch eine potentielle Fehlerquelle.

Ein Verbrenner kommt ohne 12V Batterie auch nicht mehr vom Fleck. 100 Jahre Verbrenner und immernoch gibt es Probleme mit Kolbenringen und Co. Kann mir keiner erzählen, dass es dafür keine Lösung gibt.

Ein defektes Bauteil welcher Art auch immer kann jedes Fahrzeug lahmlegen

Moin

Zitat:

Ein defektes Bauteil welcher Art auch immer kann jedes Fahrzeug lahmlegen

Darum geht es ja auch gar nicht. Das ist klar.

Zitat:

Der Aufwand eines Notfall DC-DC Konverters steht doch in keinem Verhältnis, ist zudem auch eine potentielle Fehlerquelle.

Der Knverter ist ja schon vorhanden. Dafür bin ich aber nicht techniker genug, warum dieser nicht auch bei abgeschaltetem System nutzbar ist, als eben Notstart. Das das keine Dauerlösung sein soll kann ich ja verstehen, (Notruf etc ebenso wie leernuckeln der HV BAtterie wenn ein defekt auftritt im 12 Volt System) aber warum das gar nicht funktioniert, das ist für mich halt die Frage.

Aber eventuell gibt es da einen technischen Grund für.

Moin

Björn

bei ausfall der 12V-Batterie wäre doch ein 12V-Emulator für den HV-Block nett ;)

@Friesel

Ich kenne das aus den mir vorgelegten technischen Dokumentationen so (Achtung, ggf. herstellerspezifisch!):

Ein DC-DC-Wandler dient zum Herabsetzen der Spannung der HV-Batterie auf 12V, um die 12V-Batterie zu laden.

Dies geschieht auch im Stand, um eine Entladung der 12V-Batterie zu vermeiden.

Durch diese schleichende Entladung und die entsprechend ständige Überprüfung der Spannung der 12V-Batterie durch die Steuergeräte (zusätzlich zu anderen Verbrauchern, wie zum Beispiel Standklima oder Telematik), geht aber im Stand Reichweite verloren.

Ist die 12V-Batterie allerdings entladen, geht natürlich auch das Fremdladen über die HV-Batterie nicht mehr, da die Steuergeräte und der DC-DC-Wandler nicht versorgt werden (weil ja eben die 12V-Batterie keine Energie liefert). Das is also der GAU.

Ich habe hierzu schonmal was interessantes auf dem Tisch gehabt, aber das setzt induktives Laden voraus:

Es ging darum, bei entladener 12V-Batterie über die induktive Ladestation "fremdzustarten". Hierzu war eine separate Spule im Auto vorgesehen, die von der induktiven Ladestation angeregt werden konnte und so dimensioniert war sowie mit einem passiven Gleichrichter gekoppelt war, dass am Ende 12V Spannung herauskamen. Das hätte dann gereicht, um die Steuergeräte für den DC-DC-Wandler "wiederzubeleben", welcher dann die entleerte 12V-Batterie über die HV-Batterie geladen hätte.

Betrifft halt nur Fahrzeuge mit induktiver Ladetechnik - also noch Zukunftsmusik.

Moin,

bezüglich des Prius wurde mir einmal so geantwortet:

Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, muss der Traktionsakku aus Sicherheitsgründen allpolig vom Fahrzeug getrennt werden. (Außerhalb des Akkugehäuses darf keine Spannung über den bekannten 12V anliegen).

Um diese Trennung aufzuheben, um z.B. die 12 V Batterie nachzuladen, muss ein Schütz angezogen werden } natürlich mit 12V, genau die fehlen ja bei entladener Starterbatterie.

Ob das nun nur die Erklärung für den Laien ist, weiß ich nicht, aber sie ist nachvollziehbar. Mit einer "Notledeeinrichtung" würde man ja genau diese allpolige Trennung umgehen.

Moin

Nachvollziehbar auf jeden Fall, auch die Trennung des HV Blockes, aus welchen Gründen auch immer (Keine ENtladung oder Sicherheit) ist ja ok.

In Wohnmobilen trennt man die Starterbatterie von der Aufbaubatterie um auch noch starten zu können wenn man im Aufbau zu lange ohne Strom stand. In unseren RTWs ist der gleiche Aufbau, nur dort kann man manuell beide Batterien zusammenschalten, letztlich auch nur über ein Relais.

Sowas wäre sicher auch im E-Auto machbar, weil es schon peinlich ist 50 kWh Akku dabei zu haben, aber 12 Volt Spannung fehlen um den Rechner hoch zu fahren....

Aber wie oft kommt das vor, der Kia soll angeblich die 12 Volt verbraucher abschalten wenns zu Eng wird.

Vermutlich ist das dann wirklich nur eine weitere Gefahren und Fehlerquelle die man ausschließen möchte. (Dumm nur beim Prius bekommt man dann auch den Kofferraum nicht mehr auf, und da ist die Batterie verbaut....)

Moin

Björn

Zitat:

@Friesel schrieb am 7. Mai 2020 um 09:32:14 Uhr:

… (Dumm nur beim Prius bekommt man dann auch den Kofferraum nicht mehr auf, und da ist die Batterie verbaut....)

Moin

Björn

Wie man es nimmt. Es gab schon Kletterkünstler, die dann irgendwie in den Kofferraum krochen … hätten sie doch nur "RTFM" beachtet, dann hätten sie die Motorhaube geöffnet, die rote Kunststoffabdeckung neben dem Sicherungskasten abgezogen, dort Plus der Spenderbatterie dran, und Minus auf beliebige Masse, und hätten den Prius gestartet. ;)

Moin

Stimmt, so gehts auch. Aber wer liest schon die M..... ;-)

Moin

Björn

Zitat:

@BaldAuchPrius schrieb am 3. Dezember 2019 um 11:01:41 Uhr:

Nein, des Rätsels Lösung ist noch viel einfacher:

Da der Traktionsakku als "Hochvolttechnologie" gewertet wird, muss ein BEV die Anforderung erfüllen, dass der Akku beim Ausschalten allpolig vom Fahrzeugnetz getrennt wird. Die 12V Batterie braucht es dann, um die kleinen Helferlein wie Zentralverriegelung und div. Steuergeräte zu versorgen, den Bordcomputer beim Neustart hochzufahren, und natürlich, um das Schütz für den Traktionsakku wieder zu schließen.

Trotz 5x Likes an der Antwort stimmt es in der Allgemeinheit nicht. Etliche BEV, PHEV, Hochvolt-HEV laden auch im Stand aus ihrer HV-Traktionsbatterie immer mal die 12V-Batterie nach. Manche Modelle tun es nicht. Und einige lassen sich in ihrem Verhalten über die Software konfigurieren. Immer ist es so, dass sich die HV-Batterie nicht opfert, sondern so ab 10, 20, 30% SoC der HV-Batterie und darunter tut sie es dann auch nicht mehr, um ihre eigene Tiefentladung noch etwas hinauszuzögern und selbst für längere Standphasen fit zu sein. Dann lieber soll sich die billige 12V-Batterie tiefentladen und ggf. auch mal dauerhaften Schaden nehmen. Dann ist sie ja leicht getauscht und Ersatz auch relativ breit erhältlich.

Zusätzlich gibt es Funktionen in HEV, PHEV, BEV für Standheizung, Standlüftung, Standkühlung, oft sogar ohne, dass das Fahrzeug selbst (PHEV, BEV) am Stromnetz hängen muss. Das leistet dann auch nicht die 12V-Batterie allein, sondern mit Unterstützung durch die HV-Batterie. Und in den Momenten, wo die das tun soll, kann sie nicht allpolig getrennt sein.

Auch für die ganzen oft umfangreich genutzten Konnektivitätsfunktionen (Remotezugriff z.B. für den Ladestand und Restreichweite), selbst wenn nicht angesteckt, kommt zwar erstmal die 12V Batterie auf, aber wird wieder (in der Regel) immer mal aus der HV-Batterie nachgeladen.

Und beim Laden an Netzstrom für PHEV und BEV? Kann der HV-Akku natürlich auch nicht allpolig getrennt sein, sonst könnte er nicht geladen werden. Auch hier muss es eine Art "Pseudo-Aus" geben, wo aber weiter die HV-Batterie geladen werden kann.

Warum gibt's also noch die 12V-Batterie in BEV, PHEV, HEV? Eigentlich nur aus traditionellen Gründen.

Man bekommt die HV-Batterie etwas von den Kleinverbrauchern im Stand entkoppelt, halt dann bei unter 10, 20 oder so 30% SoC der HV-Batterie.

Man kann *phasenweise* und bei Bedarf die HV-Batterie wegschalten und hat immer noch eine Energiequelle für z.B. die Zugangssysteme (Türen) und Sicherheitssysteme im Stand.

Und eine 12V-Batterie ist von Verbaulage, Gewicht, Kosten leichter und billiger bei Tiefentladung getauscht.

Man kann im Unfall-Fall (Crashsensoren, Airbags lösen aus) schneller die HV-Batterie trennen und die 12V-Batterie kann immer noch die Zweitbatterie sein, die sich bemüht, noch die Insassenschutzsysteme, licht-technischen Einrichtungen (Beleuchtung, Warnblinkanlage) oder e-Call weiter zu versorgen. Je nach Unfallschwere kann ihr das gelingen oder auch mal nicht, wenn es z.B. auch die 12V-Batterie aus ihrer Verankerung gerissen und von einem Batteriepol getrennt hat.

Aber es bräuchte die 12V-Batterie (egal wie ausgeführt, ob Blei oder Lithium oder sonstige Chemie) nicht zwingend. Wer als Hersteller einen Weg findet, so dass Sicherheitsniveau, Zuverlässigkeit nicht sinken sowie Wartungskosten und Reparaturkosten nicht steigen, der könnte locker auf eine 12V Batterie verzichten und käme rein mit einem Hochvolt-Akku aus. Plus natürlich DCDC-Wandler für die Niedervolt-Verbraucher.

Wie könnte ein Hersteller das tun? Über elektronische Aufforderungen an den Halter via Fernkommunikation, ab einem bestimmten niedrigen Ladestand das PHEV oder BEV an das Ladenetz zu hängen. Und mit einem Nachweis, dass der HV-Akku so crashsicher ist, wie in anderen Fahrzeugen eben HV-Akku und die Rückfallebene des 12V-Akkus zusammen. Und über genug mechanische Verriegelungen/Öffnungsmöglichkeiten der Zugänge (Hauben/Klappen, Fahrertür) oder Anschlussmöglichkeiten für eine externe Batterie, die dann die elektrischen Aktoren dort versorgt.

Und die Lastspitzen des Niedervolt-Netzes: könnte auch ein Pufferkondensator im Niedervolt-Netz übernehmen und dort den DCDC-Converter entlasten. Und etliche Minuten (LED)-Warnblinkanlage kann der auch noch mit abdecken.

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