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Starterbatterie im E-Auto: Darum ist sie nötig
So arbeitet die Starterbatterie in E-Autos
Lithium-Ionen-Akkus speichern große Strommengen. Doch um überhaupt vom Fleck zu kommen, hat jedes E-Auto zusätzlich eine Starterbatterie an Bord.
Haben E-Autos eine Starterbatterie und wie viele Batterien hat ein Elektroauto überhaupt? Die auf die Begriffswahl achtenden Ingenieur:innen antworten: gar keine. Elektroautos nutzen wiederaufladbare, elektrochemische Speicher, und die heißen in der Fachsprache nun einmal "Akkus" im Gegensatz zu den nur einmal zu entladenden Batterien. Wer über derlei Feinheiten hinweggeht, antwortet korrekt: zwei. Wirklich? Ja, denn neben dem großen Akku, der den Fahrstrom speichert, ist immer ein kleiner Bruder an Bord, der Einfachheit halber Starterbatterie genannt. Ist diese vollständig entleert, wird sich das E-Auto genauso wenig in Bewegung setzen wie ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Warum eigentlich? Auch interessant: Unsere Produkttipps auf Amazon
So die Autobatterie wechseln (Video):
Auch E-Autos brauchen eine Starterbatterie
400 Volt beträgt die Spannung im Antriebsbordnetz der meisten aktuellen E-Autos – nach Porsche verdoppeln mit Hyundai/Kia nun die ersten Volumenhersteller auf 800 Volt. Zu erkennen an den dicken, orangefarbigen Kabeln, transportiert dieses Bordnetz ausreichend Strom für jede Fahrsituation. Auch einige Hochlastverbraucher, vor allem der Klimakompressor, sind an diesen Leitungssatz angeschlossen. Doch die meisten der elektronischen Helfer an Bord, von kleinen LED über unzählige Steuergeräte bis hin zu den Displays im zeigerlosen Cockpit, können mit so hohen Spannungen gar nicht umgehen. "Elektronik liebt kleine Spannungen", fasst Roland Matthé, Batterie-Experte im Stellantis-Konzern, zusammen. Daher hat jedes E-Auto eine zweite Spannungsebene, die mit zwölf Volt arbeitet. In der Regel sorgt die Hochvoltbatterie über einen "Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler" permanent für energetischen Nachschub. Eine zusätzliche Zwölf-Volt-Batterie puffert Energie für den Fall, dass das Hochvoltsystem abgeschaltet ist. Wenn man das Auto verlässt und verschließt, fällt das Hochspannungsnetz in einen tiefen Schlaf. Dabei werden nicht nur alle elektronischen Systeme heruntergefahren, um Energie zu sparen, sondern zusätzlich wird, das sehen die Zulassungsvorschriften vor, der gesamte Hochvolt-Stromkreislauf mechanisch vom übrigen Bordnetz getrennt. Das Trennsystem ist aus Sicherheitsgründen so ausgelegt, dass es ohne Strom immer in den offenen Aus-Zustand übergeht. Und genau hier kommt die kleine E-Auto-Starterbatterie ins Spiel: Sie versorgt das Zugangskontrollsystem mit Energie, gibt die Türen frei und bewegt schließlich die "Schütze", wie das mechanische Trennsystem unter Elektrotechniker:innen heißt. Das Starten des Motors erfolgt dann bereits durch die Hochvoltbatterie.
E-Auto-Starterbatterie ist auch Spannungsdämpfer
Es gibt aber auch während der Fahrt im E-Auto gute Gründe für den Einsatz einer zweiten, sogenannten Starterbatterie. Schalten Fahrer:innen größere Verbraucher ein, etwa Sitzheizung oder Fernlicht, kommt es für wenige Millisekunden zu einem Spannungsabfall im Netz. Im letzten Jahrhundert konnte man diesen physikalisch nicht vermeidbaren Effekt noch am Flackern einer Glühlampe beobachten. Die kleine Batterie im Niederspannungsnetz glättet solche Spannungsschwankungen und tut damit auch der empfindlichen Elektronik etwas Gutes. Ein dritter, nicht unwesentlicher Grund für die Zweitbatterie: Sicherheitskritische Systeme – dazu gehören zahlreiche Assistenzsysteme, aber auch Klassiker wie das Bremslicht – benötigen eine Rückfallebene. In einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ist diese immer gegeben, weil zwei Stromversorger an Bord sind: Neben der Starterbatterie auch ein Generator, der in der Regel über einen Riemen direkt mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Experte Matthé erläutert: "Für den extrem unwahrscheinlichen Fall, dass der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ausfällt und der Hochvolt-Akku gar keine Energie mehr liefern kann, ist so eine Notstromversorgung gesichert." Die meiste Zeit ist die Starterbatterie eines Elektroautos allerdings beschäftigungslos. Verglichen mit dem unruhigen Leben eines Verbrennerfahrzeugs mit Start-Stopp-System wird sie nur wenig gefordert. Deshalb setzen einige Hersteller auf die gute alte Blei-Säure-Batterie. "Das ist eine extrem robuste Batterie, die auch bei sehr niedrigen Temperaturen zuverlässig funktioniert", sagt Helmut Diermaier, der die Entwicklung des österreichischen Batterieherstellers Banner verantwortet. Die Nachhaltigkeitsziele, die mit dem E-Auto verfolgt werden, sieht er dadurch nicht gefährdet. 100 Prozent betrage die Recyclingquote bei den klassischen Blei-Akkus. "Und beim Blei sprechen wir von einem echten Recycling: Was in der Altbatterie war, wird für die Produktion neuer Batterien verwendet." Für Lithium-Ionen-Akkus sind solche Quoten bislang nicht zu erreichen. Erste Pilotanlagen, wie Volkswagen sie in Salzgitter betreibt, sollen eine vollständige Wiederverwertung aber in einigen Jahren ermöglichen. Zeitweise setzte Porsche eine Lithium-Ionen-Starterbatterie ein, allerdings nur als Sonderzubehör für die Rennstrecke. Denn wenn die Temperaturen deutlich unter null sinken, geht bei Lithium-Akkus schnell nichts mehr. Elektroautos, die sich das Chassis mit konventionell angetriebenen Geschwistern teilen, kommen dagegen oft in allen Varianten mit der gleichen Batterie daher – das ist dann eine auf Start-Stopp-Vorgänge und Bremsenergie-Rückgewinnung optimierte AGM-Batterie. In dieser schwimmt die für den Ladungstransport verantwortliche Säure nicht mehr frei herum, sondern ist in ein Glasfaservlies eingebunden.
Ohne Saft in der Starterbatterie streikt auch das E-Auto
Laut ADAC-Pannenstatistik ist eine nicht geladene oder defekte Starterbatterie die häufigste Ursache für Liegengebliebene – das gilt für Pkw mit Verbrennungsmotor genauso wie für E-Autos. In jedem Fall lohnt es also, die Batteriekapazität nach spätestens vier Jahren zu überprüfen oder in einer Werkstatt messen zu lassen. Mangelnde Aktivität bei der Batterie führt aber tendenziell zu einem verlängerten Leben.
Starthilfe für Elektroautos geben
Grundsätzlich spricht nichts dagegen, einem liegengebliebenen Elektro-Fahrzeug Starthilfe zu geben. Zu Starkstromschlägen kann es nicht kommen, weil der Hochvoltkreislauf bei fehlender Spannungsversorgung immer mechanisch getrennt ist. Das Problem könnte eher sein, die manchmal nur schwer zugängliche Starterbatterie zu finden. Ansonsten gelten die gleichen Regeln wie beim Verbrenner: Erst die Pluspole mit dem roten Kabel verbinden, dann das schwarze Kabel zuerst am Minuspol des Gebers und an der Masse (nicht dem Minuspol!) des Nehmers anschließen. Anders als beim Verbrenner muss das E-Auto nicht gestartet werden, etwas Warten sollte schon reichen. Und zur Sicherheit sei gesagt: Anschieben oder kurzzeitiges Anschleppen hilft bei streikenden E-Autos nichts. Theoretisch wird im "Schiebebetrieb" zwar Strom erzeugt (Rekuperation), der aber als Impuls für den Startvorgang nicht reicht.
Von Johannes Winterhagen
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