Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

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gasophil
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Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 25.09.2018 15:53

Ich habe mich bei meinem 6 Monate alten Seat Leon TGI mal für die Ruhespannung der Starterbatterie interessiert und habe sie gemessen. Dabei habe ich festgestellt, dass sie auch nach längeren Fahrten manchmal nur 12,4 Volt beträgt, was einem Ladezustand von ca. 75% entspricht. Konnte mir zunächst keinen Reim darauf machen, weil die Ruhespannung bei einer voll geladenen Autobatterie eigentlich 12,8 V betragen soll. Habe dann noch eine Messung des Ruhestroms durchgeführt. Die hat aber nur einen Strom von 0,007 A ergeben - nach einer halben Stunde nach Verschliessen des Fahrzeugs.

Ich habe mich dann etwas in das Thema eingelesen und gelernt, dass Golf 7 und Konsorten Mini-Rekuperation im Schubbetrieb leisten. Der anfallende Strom der Lichtmaschine wird dann gezielt benutzt, um die Batterie aufzuladen. Damit das funktioniert, muss natürlich die Batterie vorher teilweise entladen werden, damit der Strom auch Platz hat. Die Starterbatterie liefert also nicht nur mehr den Strom beim Starten, sondern teilweise auch während der Fahrt. Es kommt dann zu mehr Lade- und Entladezyklen. So weit so gut. Oder schlecht.

Ich habe dann die vorhandene Kapazität der Batterie (Soll-Wert: 69 Ah) gemessen, indem ich sie 5 Stunden mit einem Verbraucher (21 W) belastet habe. Aus der Endspannung lässt sich dann die Restkapazität ableiten. Diese war 20% unter dem Wert, der sich eigentlich rechnerisch ergibt. Die Batterie ist also schon erheblich geschwächt.

Jetzt meine Frage: Habt ihr schon Erfahrungen, wie es mit der Haltbarkeit der verbauten EFB-Starterbatterien in CNG-Fahrzeugen aussieht? Gegenüber Benzinfahrzeugen dürfte ja die Batterie dort gerade im Winter stärker beim Anlassvorgang belastet werden. Wegen der geringeren Zündwilligkeit von Methan. Leider kann man in das Energiemanagement nicht aktiv eingreifen. Nur das Start-und-Stopp bei jeder Fahrt ausschalten. Ich halte die Ersparnis bei solchen Kniffen für minimal und glaube sogar, dass letztendlich der Schaden überwiegt. Die erforderlichen EFB- und AGM-Batterien kosten das Doppelte wie normale Bleiakkus. Wenn man das ganze ordentlich konzipiert, müsste man wahrscheinlich eine zweite Batterie verbauen, die als Speicher für die Energierückgewinnung dient.

Robert
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von Robert » 25.09.2018 16:22

Ich habe mich vor einem guten Jahrzehnt im Rahmen meiner Diplomarbeit genau mit der Thematik in der Automobilzuliefererindustrie beschäftigt.
Konkret ging es darum den Ladezustand einer Batterie möglichst genau zu bestimmen. Dabei ging es u.a. genau darum solch ein Lademanagement überhaupt erst möglich zu machen und natürlich auch leere Batterien zu vermeiden (Stichwort ADAC Pannenstatistik).

Ich kann dazu erst einmal nur sagen, dass deine Messmethode mittels der Ruhespannung reine Kaffeesatzleserei ist. Das funktioniert leider so einfach nicht.
Unter dem Strich sah die Lösung am Ende so aus, dass ganz praktisch eine vierstellige Anzahl an Batterien unterschiedlichste Lade- und Entladezyklen (+ Temperaturen) ausgesetzt wurden. Daraus wurden entsprechende Kennfelder gebastelt. Mit den kompletten Daten der Spannung, der Lade- bzw. Entladeströme und der Temperaturen (diese drei Größen werden permanent gemessen) kann der Ladezustand der Batterie mit entsprechendem Kennfeld halbwegs genau bestimmt werden.

Aus meiner Sicht wird hier mit dem Lademanagement der Batterie mehr Gutes als Schlechtes getan.
Ich bin nicht mehr auf dem neusten Stand bzgl. dessen wie genau es heute aussieht und weiß auch nicht wie stark im Golf tatsächlich die Batterie entladen wird bei laufendem Motor, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass das in groß schädliche Bereiche geht.
Von meinem Kollegen weiß ich, dass dessen Fahrzeug (kein Golf) auch so eine Lademanagement verbaut hat und das ist jetzt 7 Jahre alt und hat rund 150.000km auf der Uhr (inkl. Start/Stopp und erster Batterie natürlich). Und das ist ein Diesel. Dort dürfte die Batterie noch deutlich stärker belastet sein, als beim Erdgaser.

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Sven2
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von Sven2 » 25.09.2018 16:31

Ich hab so eine Batterie im MBB. Der macht das Micro-Hybrid-Spielchen auch.

Das FZG wurde irgendwann 2014 gebaut und stand erst mal auf auf Halde.
Tageszulassung in 12/14.
Dann noch mal Standzeit bis 06/15 bis ich den mit 30 km gekauft habe.
Die Standzeiten haben der Batterie sicher nicht gut getan.

Stopp/Start schalte ich bei 95% aller Fahrten direkt nach dem Motorstart aus. Ich hab' da so eine Vorahnung, wer den nächsten Anlasser zahlen wird...
Wenn mir auffällt, das ich Stopp/Start nicht manuell ausschalten muss, weil es das FZG nicht einschaltet, wird wohl ein niedriger Ladezustand der Batterie vorliegen. Dann kommt das FZG für eine Nacht ans CTEC.

Bis dato keine Probleme mit der Batterie.
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 25.09.2018 17:57

@Robert: Das was Du schreibst, klingt plausibel. Werden aber überhaupt im Betrieb die Entlade- und Ladeströme gemessen?
Ich habe nicht nur die Spannung gemessen, sondern auch die Kapazität, aufgrund einer bekannten Last bzw. eines Entladestroms (1.6 A).

Robert
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von Robert » 25.09.2018 18:39

gasophil hat geschrieben:
25.09.2018 17:57
Werden aber überhaupt im Betrieb die Entlade- und Ladeströme gemessen?
Ich habe nicht nur die Spannung gemessen, sondern auch die Kapazität, aufgrund einer bekannten Last bzw. eines Entladestroms (1.6 A).
Klar werden die Entlade- bzw. Ladeströme gemessen, da wie gesagt, man sonst kaum eine Chance hat den Ladezustand der Batterie sauber zu bestimmen.

Wenn ich dich richtig verstanden habe, hast du abgeschätzt bzw. errechnet, was der Batterie an Kapazität entnommen wurde. Einfach weil die die Leistung der Birne kanntest, genauso wie die Zeit, die du sie hast leuchten lassen. Das ist ja auch ok und halbwegs präzise.
Aber wenn du Lust hast, könntest du den Versuch ja noch einmal wiederholen. Dazu nimm die gut geladene Batterie und hänge dein Birnchen für ca. 30 Minuten dran. Dann misst du die Spannung und bestimmst daraus den Ladezustand. Dann hängst du das Birnchen wie vorher 5h dran (kannst dann auch noch einmal die Spannung/den Ladezustand im Anschluss bestimmen). Jetzt hängst du ein normales Batterieladegerät dran für vielleicht 5 Minuten und misst anschließend wieder deine Spannung.
Unter dem Strich ist dann vollkommen klar, die Batterie steht im Ladezustand deutlich schlechter da, als bei der ersten Messung. Ich würde aber sogar vermuten, dass die Spannung höher liegt (vielleicht knapp drunter). Auf jeden Fall wirst du feststellen, dass mit der Spannung als Maß für den Ladezustand ... das haut in diesem Fall mal so gar nicht hin ;).
Sven2 hat geschrieben:
25.09.2018 16:31
Die Standzeiten haben der Batterie sicher nicht gut getan.
...
Wenn mir auffällt, das ich Stopp/Start nicht manuell ausschalten muss, weil es das FZG nicht einschaltet, wird wohl ein niedriger Ladezustand der Batterie vorliegen.
Es ist halt die Frage, ob die Batterie jemals eine Tiefentladung gesehen hat. Kann sein, muss aber nicht sein. Wenn sie das nicht gesehen hat, dann wird ihr dadurch auch kein echter Schaden entstanden sein.
...
Ohne die Gründe genau zu kennen, ist es immer schwer zu sagen, warum eine Start/Stopp aus ist. Bei Mercedes gibt es da eine Menge Gründe. Vor allem die Klimagründe sind da schnell dabei. Aktuell habe ich gerne den Fall, dass es morgends in der Garage noch recht warm ist, die Start/Stopp geht nach vielleicht 100m auf Ein, die Temperaturanzeige fällt immer weiter und Start/Stopp geht wieder aus. Der Grund ist einfach, dass die Heizung nicht vernachlässigt werden soll. An der Batterie hängt es nicht. Aber klar, ein niedriger Ladezustand der Batterie kann es auch sein.

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von bljack » 26.09.2018 07:00

Laut SSP und nachvollziehbar auf Grund der Bordnetzspannung macht mein ecoup nach einem anfänglichen Laden der Batterie nach Start ebenfalls diese Spielchen (Spannung wird ab einem mir unbekannten SOC der Batterie auf ca. 13V eingeregelt; im Schubbetrieb geht es hoch auf 14,7V). Die Batterie ist jetzt 5+ Jahre alt (ist die erste) und wird seit zwei oder drei Jahren (müsste ich nachschauen) täglich zwei- bis dreimal mit der Standheizung belastet (zusätzlich zu Start/Stop). Bis dato keine Probleme ersichtlich; und auch um den Anlasser mache ich mir wenig Sorgen ;-)
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 26.09.2018 07:05

Ja, ich denke, das habe ich schon begriffen, dass der Spannungszustand wenig über den Zustand der Batterie aussagen muss. Wenn ich nach einer längeren Entladephase die Batterie wieder kurz lade, kann die gemessene Spannung fast wieder auf dem Ausgangsniveau sein. Entnehme ich dann aber Strom, bricht die Spannung wieder ein. Ich denke, das hat damit zu tun, dass der Elektrolyt nicht vollständig durchmischt ist, oder?

Andererseits, wenn ich über einen längeren Zeitraum (5 h) einen geringen Strom (1,6 A) entnehme, ist die Endspannung schon ein ziemlich verlässlicher Indikator für den Ladezustand. Genauer wäre es, die Säuredichte zu messen, aber die heutigen Battereien kann man ja nicht mehr ohne weiteres öffnen.

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 26.09.2018 07:09

@bljack: Was für eine Batterie ist denn bei dir verbaut? Ah, EFB oder AGM?

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von MK » 26.09.2018 17:04

Start/Stop-Funktion dauerhaft deaktivieren
STG 19 > Anpassung > ...

Kanal "(1)-Start/Stopp Außentemperaturvorgabe-Minimaltemperatur" > Wert auf "50" setzen
Kanal "(2)-Start/Stopp Außentemperaturvorgabe-Maximaltemperatur" > Wert auf "50" setzen
oder

Kanal "Start/Stopp Startspannungsgrenze" > Wert auf "12" setzen
Ciao
Martin
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 26.09.2018 17:18

Das ist eine sinnvolle Massnahme, um sich das manuelle Ausschalten von Start-Stopp bei jedem Fahrzeugneustart zu ersparen. Dadurch wird aber nicht die Teilentladung der Batterie während der Fahrt verhindert, um für die Rekuperation wieder Platz zu schaffen.

Übrigens hat mein SEAT-Partner heute meine Banner-Batterie gegen eine neue ersetzt, weil sie auch nach der vorgegebenen Prüfmethode von VW schon zu wenig Kapazität aufwies. Es ist wieder eine EFB-Batterie (diesmal von Varta/Johnson Controls). Mal sehen, wie lange sie hält.

Ich überlege mir, einen Batterie-Monitor anzuschaffen, der die Spannung an der Batterie laufend misst und per Bluetooth ausgelesen werden kann. Gibt es für 30 EUR.

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von bljack » 27.09.2018 06:07

gasophil hat geschrieben:
26.09.2018 07:09
@bljack: Was für eine Batterie ist denn bei dir verbaut? Ah, EFB oder AGM?
Nach etwas Recherche gehe ich davon aus, dass es eine AGM ist, vermutlich mit 66Ah, da das Fahrzeug Start/Stop hat.
Ich kann aber bei größerem Interesse gerne heute Abend mal am Fahrzeug nachschauen, was genau drin ist.
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gasophil » 27.09.2018 06:29

Ja, würde mich wirklich interessieren. So weit ich das sehe, hat man anfangs für Systeme mit Rekuperation AGM-Batterien verwendet. Inzwischen werden dazu auch die etwas preisgünstigeren EFB-Batterien verbaut.
Deswegen kann es sein, dass Du noch eine AGM hast , obwohl dies heute für deine Fahrzeugklasse nicht mehr vorgesehen ist.

AGM sind zyklenfester als EFB, sollen allerdings empfindlicher gegen hohe Temperaturen sein. Deswegen sollen sie vorzugsweise nicht im Motorraum eingebaut werden.

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von bljack » 28.09.2018 08:42

Wie versprochen anbei mal Bilder der Batterie:

[ externes Bild ]

[ externes Bild ]

Leider finden sich in den einsehbaren Bereichen weder eine VW-Teilenummer, noch ein Typenschild o.ä. Evtl. auf der Rückseite, aber da sehe ich ohne Endoskop leider nichts :-/

Unter der Hauptsicherungsbox kann ich leider auch nicht nachschauen, da diese über die Klemme direkt an der Batterie verschraubt ist und ich vorerst den Versuch nicht wage, die Batterie abzuklemmen (habe keine Ahnung, wie tief die im System eingebaut ist und ob die wieder angelernt werden müsste).
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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von gato311 » 29.09.2018 17:28

Was willst Du anlernen, wenn Du die gleiche Batterie drinlässt?

Radio braucht halt nen Moment und die Uhr musste neu einstellen...

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Re: Starterbatterie als Micro-Hybrid-Speicher

Beitrag von bljack » 29.09.2018 20:21

Die Frage ist halt, was das Fahrzeug denkt, welche Batterie mit welchem SOH neu reingekommen ist und was evtl. die Batterie denkt. Beim alten Bleiakku in meinem Calibra mach ich mir da auch keine großen Sorgen, dazu ist das Auto zu alt und die Batterie nur über zwei Polklemmen angeschlossen. Beim up hängt aber mind. noch eine Datenleitung mit dran und ich hab keine Ahnung, wie tief die im System hängt.
Hast Du bei Deinem Mii schonmal die Batterie abgeklemmt? Da sollte ja die gleiche drin hängen...
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