Warum benötigen Fahrzeuge, die nicht zu 100 % elektrisch sind, eine zweite Batterie, wenn sie damit ihren Motor nicht antreiben?

In vielen heutigen Autos ist es möglich, anstelle einer Batterie zwei zu finden. Der Grund dafür ist nicht die Erhöhung der Anlasskraft, sondern eine bessere Steuerung des Stromverbrauchs sowie der Schutz des Bordnetzwerks.

Jede Batterie erfüllt eine andere Funktion: Die Hauptbatterie (12 V) startet den Motor und versorgt grundlegende Systeme, während die Hilfsbatterie (ebenfalls 12 V) Geräte für den Komfort, Speicher und Schlösser unterstützt. In 48-V-Mikrohybriden kommt eine dritte Batterie (48 V) mit einem DC/DC-Wandler zum Einsatz, um die Lasten je nach Spannung aufzuteilen.

Zu welchem Zweck dienen zwei Batterien

Diese modulare Architektur verhindert eine Überlastung einer einzigen Batterie und verbessert die elektrische Stabilität. Beispielsweise wird in einem Auto mit Start-Stop-System die Hauptbatterie im AGM/EFB-Typ optimiert, um mehrfache Starts zu ermöglichen, während die Hilfsbatterie die Systeme (Radio, Klimaanlage usw.) auch beim ausgeschalteten Motor am Laufen hält. Dadurch führt ein vorübergehender Spannungsabfall nicht mehr dazu, dass das gesamte Fahrzeug ausgeschaltet wird.

Fahrzeuge mit zwei getrennten Batterien trennen kritische Funktionen voneinander. Die Hauptbatterie (12 V) ist für den Anlassvorgang sowie für die Versorgung essentieller Systeme wie der Haupt-ECU, der Notbeleuchtung und der Sicherheitssysteme zuständig. Die Hilfsbatterie mit geringerer Kapazität versorgt sekundäre Verbraucher wie die Klimaanlage.

Daher versorgt bei einem Stoppschild oder starkem Verkehr, wenn der Motor ausgeschaltet wird (durch Start-Stop-Funktion), die Hilfsbatterie weiterhin die Komfort- und Alarmsysteme und hält die elektrischen Funktionen stabil, ohne die baldige Wiedereinschaltung zu stören.

Diese doppelte Energiequelle ist besonders nützlich angesichts der zunehmenden elektrischen Ausstattung des Autos. Hilfspumpen, elektrische Lenkung, Assistenzsysteme sowie permanente Vernetzung (OTA) erzeugen eine konstante Belastung, selbst wenn der Motor nicht läuft.

Bei nur einer Batterie können kurze Strecken oder regenerative Bremsung diese zu schnell entladen und zu Fehlern führen. Die Verteilung der Last auf zwei Batterien ermöglicht den Einsatz kleinerer und leichterer Einheiten (anstatt einer einzigen überdimensionierten) sowie selektive Abschaltungen von Verbrauchern: Das System schaltet nicht essentielle Funktionen aus und gibt bei Bedarf Vorrang an Scheinwerfer, ABS oder elektrische Bremsen.

48-V-Systeme und Elektroautos

In der 48-V-Mikrohybridisierung (leichte Hybridfahrzeuge) gibt es zwei Niederspannungsstufen: 48 V und 12 V. Die 12-V-Batterie wird durch ein kleines 48-V-Paket (Lithium) ergänzt, das über einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler verbunden ist.

Der 48-V-Motor-Generator unterstützt den Antrieb und ermöglicht Funktionen wie Energierückgewinnung oder elektrische Kompressoren, während die 12-V-Batterie Lichter, Zündschlüssel sowie Standardmodule versorgt. Dadurch wird die Effizienz verbessert (Einsparung von 15–25 % je nach Hersteller), doch es entsteht Komplexität: Es gibt drei Spannungsstufen, obwohl aktuelle Wandler und Protokolle die Risiken verringern.

Elektro- und Hybridfahrzeuge mit Steckdose verfügen ebenfalls über eine doppelte Batterie. Das Antriebspaket (200–800 V) bewegt das Fahrzeug, doch die Bordelektronik verwendet weiterhin 12 V. In diesen Fahrzeugen lädt ein Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler die 12-V-Batterie aus der Hochvoltbatterie auf, und ein BMS steuert den Energiefluss.

Die meisten Zubehörteile (Infotainment, ADAS, Lichter, Airbag und sogar der Sicherheitskontakt) arbeiten bei 12 V oder weniger. Das Fahren ausschließlich mit Hochvolt würde eine Neugestaltung all dieser Systeme erfordern und wäre gefährlicher. Tatsächlich kann ein Elektrofahrzeug seinen Antrieb nicht starten, wenn die 12-V-Batterie leer ist, da der Wechselrichter auf 12 V angewiesen ist.

Beispiele und Schlüsselzahlen

In der Praxis ist dieses Konzept immer häufiger zu finden. Hochwertige Autos verfügen in der Regel über zwei 12-V-Batterien: eine leistungsstarke Hauptbatterie und eine zusätzliche Hilfsbatterie für das Bordstromsystem. Beispielsweise sind einige Luxus-SUV serienmäßig mit doppelten Batterien ausgestattet, und Premium-Marken nutzen Hilfsbatterien, um elektrische Bremsen oder kritische Systeme zu unterstützen.

Sogar Hybrid- oder Elektrofahrzeuge (PHEV, EV) kombinieren ein HV-Antriebsbatteriesystem mit einer herkömmlichen 12-V-Batterie. In Zahlen ausgedrückt bietet eine herkömmliche 12-V-Batterie eine Kapazität von etwa 45–100 A* (400–800 A beim Anlassen), während die Hilfsbatterie etwa 20 Ah hat. Obwohl es keine genauen Statistiken gibt, schätzt man, dass die meisten neuen Mittel- bis Oberklasseautos über doppelte Batterien verfügen.

Ein letzter Punkt: Wartung. Beide Batterien müssen überprüft werden. Wenn die Hilfsbatterie versagt, kann das Auto auf den Minimomodus beschränkt werden (bei einem PHEV nur mit Benzin), bis sie ausgetauscht wird. Die Kosten steigen (zwei Einheiten statt einer), und bei 48-V-Systemen muss auf maximale elektrische Sicherheit geachtet werden. Dennoch ist das Gewichtzuwachs im Vergleich zum Vorteil der Stabilität des Systems gering (nur wenige Kilogramm).

Konfiguration

Funktion

Vorteile

Nachteile

Hochspannung + 12V

Elektrische Antriebssysteme + Hilfssysteme

Maximale Effizienz und Sicherheit

Höhere technische Komplexität

12V + 12V

Trennung von Start- und Verbrauchsstrom

Redundanz und Zuverlässigkeit

Mehr Gewicht und Wartungsaufwand

48V + 12V

Mild-Hybrid-System

Kraftstoffeinsparung (15–25%)

Komplexere Architektur