12 Volt Batterie im HSD

[Nozuka]

Sollte nur ein Beispiel sein, kann man natürlich nicht 1:1 für den Auris übernehmen.

[allpass]

12 Volt Batterieausfälle im HSD

Seit längerem häufen sich die Klagen über plötzliche 12 Volt-Batterie Ausfälle in HSD Fahrzeugen, während bei den ¨Normal-Benzinern¨ Ausfälle nicht so bekannt sind.

Was sind die Ursachen für die Ausfälle?
Versuch einer Erklärung.

In beiden Fahrzeugtypen sind etwa gleich viele elektronische Helferlein, die bei Tag und Nacht ständig an der Batterie saugen.
DIe Starter-Batterie muß zu dem noch Anlasserströme vo ca. 100 bis 200 A liefern, die mit den Kompressionstakten modulieren. Es sei mal angenommen, ein Startvorgang ist in 2sec abgeschlossen.
Daraus ergeben sich max. 200 A x 2 sec / 3600 sec = 0,11 Ah, theoretisch. Da der Entladewirkungsgrad bei so hohen Strömen gering ist, seien 0,5 Ah angenommen. Das ist bei einer 44 Ah-Batterie gerade mal 1,2% der Kapazität.

Um Anlasserströme dieser Größenordnung liefern zu können, müssen die aktiven Flächen bei der Starter-Batterie sehr groß sein, daher sind sie mehrlagig, in Röhren oder Gitterform ausgebildet. DIeser Batterietyp kann nicht nur hohen Strom abgeben, sondern auch einige 10 A Anfangsladestrom aufnehmen, der von den Lichtmaschinen auch geliefert wird, während sich der Ladestrom in HSD-Fahrzeugen durch die deutlich kleinere aktive Fläche der Batterie-Elektroden auf ca. 4 A begrenzt. Daher werden z. B. Im Kurzstrecken-Betrieb Die Batterien in Normal-Benzinern deutlich besser geladen als in HSD- Fahrzeugen.
LIegt darin das Geheimnis?

Mfg

Jürgen

[Sparkstar]

Ich denke das diese und so manch andere Problematik durch Toyota schon berücksichtigt wurde, ist ja nicht der erste HSD und auf der "Liste" befinden sich ja Fahrzeug mit alle Extras und vielen Kurzstreckenfahrten.
Das System funktioniert, wenn es funktioniert, gut.
Deshalb glaube Ich nach wie vor an einen Verbraucher/Steuergerät das hier fehlgeleitet ist. Was das allerdings ist, bleibt die Frage??
Manche stehen 7Tage haben kein Problem, manche 2Tage und die Batterie ist leer.
Das kann kein Konstruktionsfehler des HybridSystems sein.
Es kann nach wie vor auch eine defekte Charge des Batterietzulieferers sein......
Vorteilhaft wäre ein Spannungsmessgerät in jeden HSD, somit könnte jeder den Zustand seiner Batterie sehen........

[allpass]

Erfahrung mit der 12 Volt-Batterie-Instrumentierung

Aufgrund der vielen Forenmeldungen über Batterieprobleme beim Auris 2 HSD, habe ich meinen Auris 2 Start-Edition (30.04.13) im Mai mit einem 4 stelligen 12 Volt Instrument (Verbrauch 0,9 mA) ausgerüstet. Die Spannung wird direkt an der Batterie abgegriffen, dort über eine ¨fliegende Sicherung¨ 5A nach vorne geführt. Das Meßmodul, eingebaut in ein Flachgegehäuse ist mit einem Doppelklebeband auf der Konsole fixiert, zusätzlich habe ich eine 12 Volt Kupplung im Handschuhfach liegen, so daß eine Nachladung der Batterie mit einem dünnen Kabel unter der Beifahrertür hindurch einfach durchzuführen ist.

Meß- und Erfahrungswerte:

Fahrbetrieb:

Nach dem Start klettert die Spannung auf 14,9 Volt. Bei einer gut geladenen Batterie sinkt sie dann nach 3 bis 10 Minuten auf 13,8 Volt und verharrt dort. Es sei denn das Licht wird eingeschaltet, dann steigt die Spannung sofort wieder auf 14,9 Volt. Vermutlich kann das System zwischen Lade- und Verbrauchsstrom nicht unterscheiden.

Parken:

Nach dem Abstellen sinkt die Spannung allmählich auf die Leerlaufspannung, welche den Ladezustand der Batterie anzeigt. Dauer etwa 1 h! Diese Spannung oberhalb von 12 Volt ist ¨sehr weich¨ sie ändert sich sofort beim Öffnen einer Tür und braucht bis zum Wiederaufbau ca. 0,5 h! Daher muß die Spannung von außen abgelesen werden!

Es gelten folgende Zusammenhänge:

> 12,72 Volt = voll geladen
Ca. 12,6 Volt = 80%
Ca. 12,45 Volt = 60%
CA. 12,30 Volt = 50%

Ich lasse die Spannung nie unter 12,6 Volt absinken, dann wird eben konquent nachgeladen. Stets über den Ladezustand informiert, kann mich die Batterie nicht mit einem Ausfall überraschen. Notstart-Batterien brauche ich also nicht. Ist die Fahrzeug-Batterie so entladen, daß sie nicht mehr startfähig ist, dann ist sie auch todkrank, soweit darf man es garnicht kommen lassen!

Mfg

Jürgen

[Sparkstar]

Da Ich mir auch eine Spannungsanzeige einbauen will, würde Ich gerne wissen welche du genommen hast. Der Verbrauch von nur 0,9 ist selten niedrig.
Hast du villeicht einen Link?

Zur Messung, da ja bei Priuswiki steht das der DC/DC- Wandler mit 100A abgesichert ist.
Glaubst du, könnte er diese Leistung auch liefern?
Meine Gedanken gehen in Richtung Cyrix-ct-Trennrelais mit Overrideschalter und einer 10Ah-AGM. Die Frage ist nur ob der Wandler beide laden kann. Doppelt hält besser.....

[meffigold]

Diese Spannung oberhalb von 12 Volt ist ¨sehr weich¨ sie ändert sich sofort beim Öffnen einer Tür und braucht bis zum Wiederaufbau ca. 0,5 h! Daher muß die Spannung von außen abgelesen werden!

Interessant!
Aber heißt denn "sehr weich"? Dass die Spannung unter Last (Fahrzeug öffnen, System wird teilweise aktiviert, Licht geht an, Kapazitäten werden geladen, etc.) leicht einbricht, ist normal.
An welchen Gesichtspunkten macht man denn fest, dass der Akku einen starken Spannungseinbruch hat und warum ist das so? Leider kann keiner bisher den zugehörigen Strom erfassen, sonst könnte man es besser beurteilen.
Wenn die Akkuspannung schon bei wenig Last unverhältnismäßig stark einbricht, deutet das auf einen defekten / kapazitätsarmen Akku hin.

Die Frage ist auch hier: wie ausgeprägt ist der Spannungsfall und warum "erholt" sich der Akku so langsam. Ich vermute, dass der Auris bei jeder noch so kleinen Aktion am Fahrzeug aktiv wird (standby) und auch nicht so schnell wieder vollständig in power-down geht.

[retina]

Im Priuswiki gibt es da ein paar Diagramme, die in etwa auch auf den Auris zutreffen sollten. Vor allem die Bremspumpe bewirkt einen ziemlichen Spannungseinbruch.

siehe: http://www.priuswiki.de/index.php?title=12V-Batterie

Die Diagramme für den Prius II (relativ weit unten). Es handelt sich dabei aber um eine 45 Ah Batterie!

[allpass]

Hallo Sparkstar,

Meine Spannungsanzeige ist ein altes Schätzchen aus meinem Elektronik-Fundus.
Typ: Electronic Assembly EAVK 1760
Suppply current (9 V) 0,5 mA max, Meßbereich 200 mV
Mit Versorgungs- und Meßbereichs-Beschaltung dann 0,9 mA.

Du findest aber bei Conrad electronic z.B.

Voltcraft DVM 230G Panel-Meter 12,95 Euro, Versorgungs und Meßbeschaltung muß noch hinzugefügt werden.

Oder ebenfalls bei Conrad

Beckmann+Eagle EX 2070 Digitales Einbaumeßgerät, Meßbereich 0-19,99 Volt, Stromverbrauch 2 mA 24,37 Euro.

Von Geräten mit LED- Anzeige ist abzuraten (ca. 60 mA!)

Eine 2. BAtterie (10 Ah, AGM) kannst du ohne weiteres über eine 20A Sicherung parallel schalten, ein Trennrelais brauchst du nicht, die Ladung kann problemlos vom DC-DC Wandler mit übernommen werden. Ich werde bei der serienmäßig eingebauten 35 Ah bleiben und ggfs. Bei Kurzstrecken öfters nachladen.

Mfg

Jürgen

[Sparkstar]

@ Jürgen:
Danke für die Antwort, laut Verkäufer nimmt die Mini-Led Anzeige zwischen 7 und 16ma auf, je nach Ziffern.
Der Vorteil wäre das es jederzeit auch von aussen lesbar wäre.
Hältst du die 16mA für zuviel ??

Wegen des Paralell-ladens, da traue ich mich nicht ganz drüber, da Ich nicht genau weiss, wie der Wandler reagiert......
Ich werde da eher auf ein 180A Lastschaltrelais setzen, in Verbindung mit einer 10Ah AGM, um im Notfall mir selbst oder meiner Frau, schnell Starthilfe zu geben.
Montiere dabei auch einen Summer, damit ich nicht vergesse wieder trennen.
Sichern werde ich mit einer 100A Sicherung.
Müsste soweit passen, oder ?

[allpass]

Hallo meffigold,

Zu deiner Frage ¨weiche Spannung¨, diese Aussage bezieht sich auf die Spannung ¨ oberhalb¨ von 12 Volt, eben auf die Leerlaufspannung. In der Nähe um 12 Volt ist die Batterie natürlich mit einigen A belastbar. Vergleiche das mit einem Benzinmotor der im Leerlauf ja auch nicht die volle Leistung bringt. Die Leerlaufspannung der Batterie ist meiner Kentnis nach der einzigste brauchbare Indikator, der eine Aussage über den Ladezustand einer hermetisch geschlossenen Batterie geben kann. Die langsame Erholung der Spannung über 12 Volt bezieht sich ebenfalls nur auf die Leerlaufspannung und hat mit der Arbeitsspannung 12 Volt nichts zu tun.

Mfg

Jürgen

[allpass]

Hallo Sparkstar,

MIni LED-Anzeige 8 bis 16 mA:

16 mA zusätzlich sind natürlich verkraftbar, wenn die Fahrpausen < 1 Woche sind. Bei längeren Pausen würde ich ein Ladeerhaltungsgerät (z.B. 0,3 A 13,8 V Leerlauf) anschließen.

10 Ah AGM-Batterie, 100 A Sicherung, Lastschaltrelais 180 A:

WIe ich bereits geschrieben habe, eine direkte Parallelschaltung der 10 Ah-Batterie zur Fahrzeug-Batterie ist ohne weiteres möglich, dazu brauchst du kein Lastschaltrelais, lediglich eine Sicherung an der Fahrzeugbatterie zur 10 Ah wäre sehr sinnvoll. Allerdings nicht 100 A! Diesen Strom, um die Sicherung auszulösen, könnte die Batterie nicht in jeden Fall liefern, somit wäre sie (die Sicherung) sinnlos. Mein Vorschlag: 20 A. EIn Problem mit dem internen DC-DC-Wandler beim externen Laden der Fahrzeug-Batterie besteht nicht, da das Fahrzeug dann ausgestellt ist.

Mein Autohaus hat übrigens eine Nachricht von Toyota erhalten, daß der Warnblinkschalter wohl als Übeltäter für die Batterie-Entladung infrage kommt und hat empfohlen, den Warnblinker einzuschalten und dann definiert auszuschalten. Weiteres wird folgen.

Mfg

Jürgen

[Sparkstar]

Anscheinend ist der Übertäter tatsächlich der Warnblinkschalter, wir werden sehen obs so ist......
Absichern werde ich auf 30A, denn das braucht der Hybrid zum booten. Und da sie ja nicht flink ist, geht das schon.

Aber vielleicht gibts in näherer Zukunftd ja schon eine Lösung von Toyota selbst, dann brauch ich das gar nicht einbauen.
Wir werden sehen.............

[retina]

Da sich die 12V Entladungsproblematik jetzt doch langsam zu klären scheint poste ich meine Langzeit Spannungsmessungen hier, da dies unabhängig von der Problematik für einige interessant sein könnte.
Zur Vorgeschichte: Betroffener der 12 V Entladung - nach Ruhestrommessung beim Händler (wo kurz die Batterie abgeklemmt wurde) keine Probleme mehr. Ruhestromwerte ca. 30 mA OK. Interessehalber habe ich später Langzeitmessungen des Spannungsverlaufs der 12 V Batterie bei jeweils 4 Tagen Standzeit gemacht.
- mit "keyless-go" ausgeschaltet (über das Menu am Touch)
- mit "keyless-go" eingeschaltet.
Um die beiden Messungen vergleichbar zu machen wurde die Batterie jeweil vorher voll aufgeladen.
In der ersten Grafik sieht man deutlich dass das "keyless-go" System vor allem am Anfang vermehrt Strom zieht was sich an der geringeren Spannung bemerkbar macht. Nach zirka 24 Stunden scheint das System in einen Sparmodus zu gehen, da sich die Kurve deutlci abflacht. Nach 4 Tagen ist alles noch im Grünen Bereich.
Man sollte berücksichtigen dass die Batterie für die Tests jeweils voll geladen wurde, was im täglichen Gebrauch meist nicht der Fall sein wird (v.a. bei viel Kurzstrecke). Bei sehr längeren Standzeiten empfiehlt es sich meines Erachtens das schlüssellose Einstiegssysten über das Menu zu deaktivieren.

[retina]

Test keyless AN.jpg

Außerdem habe ich noch den Einfluß der Annäherung des "keyless-go" Schlüssels an den Wagen gemessen (Grafik 2). Annäherung lässt die Spannung ein wenig einbrechen, da anscheinend etliche Systeme aktiviert werden. Das Ganze geht aber nach Entfernung vom Auto wieder relativ schnell auf die Ursprungswerte zurück. Der zweite Zacken zeigt das Einsteigen, Starten und wieder Ausschalten das Wagens.

[Sparkstar]

Hallo retina!

Das ist für mich sehr interessant und Aufschlussreich. Danke das du dir so viel Arbeit machst und uns das zu Verfügung stellst.