08 - Traktionsbatterie

Wie bei allen elektrotechnischen Arbeiten müssen die Sicherheitsregeln unbedingt eingehalten werden. Dies bedeutet, unter anderem, dass das HV-Fahrzeug freigeschaltet, gegen Wiedereinschalten gesichert und die Spannungsfreiheit festgestellt wurde.

Beim Ausbau der HV-Batterie sind grundsätzlich die Herstellervorgaben und die aktuellen gesetzlichen Bestimmungen zu beachten. Es besteht dabei kein Anspruch auf Vollständigkeit!

Der Ausbau der HV-Batterie wird beispielhaft an einem VW ID4 unter Berücksichtigung des Reparaturleitfadens dargestellt. 

Folgendes Kapitel ist nur für HV-Batterien, die aufgrund eines Fehlerspeichereintrages instandgesetzt werden, gültig. Bei beschädigten HV-Batterien, z.B. durch einen Unfall, ist je nach Schädigungsart unterschiedlich zu verfahren (Herstellerinformationen). Dies geht unter Umständen so weit, dass eine Herstellermeldung durchgeführt und hier speziell gehandelt werden muss.

Bei der Lagerung der Batterie müssen folgende Punkte berücksichtigt werden:

• ebenerdiger Stellplatz
• ausreichend belüfteter Werkstattbereich
• außerhalb von Verkehrswegen und nicht in Durchgangsräumen
• Abschrankung (Schutzabstand mindestens 1,0 m)
• Kennzeichnung mit entsprechenden Hinweisschilde

Quelle: Reparaturleitfaden VW

Eine HV-Batterie besteht auf folgenden Komponenten:

• HV-Schütze
• Vorladewiderstand
• Temperatursensor
• Spannungssensoren
• Stromsensoren
• Evtl. Service-/Wartungsstecker
• Batteriemanagementsystem
• Schmelzsicherung
• Batteriemodule
• Batteriemodulsteuergeräte

Der Vorladewiderstand dient zum langsamen Hochfahren des HV-Systems indem der Ladestrom begrenzt wird.

Im Rahmen des Batteriemanagements gehen wir an dieser Stelle nur auf das Balancieren der Zellen ein. Zur Erhöhung der Lebensdauer der einzelnen Zellen, dürfen diese den SOC (state of charge = Ladezustand) nicht über- bzw. unterschreiten, da dies zu einer massiven Schädigung der Zellen führen kann. Die Wahrscheinlichkeit, dass vereinzelte Zellen verschiedene Ladungszustände besitzen (Zelldrift), steigt mit zunehmendem Zyklenalter.

Um diesen Vorgang entgegenzuwirken und die Batterie durch die bestimmungsgemäße Nutzung nicht zu schädigen, übernimmt das Batteriemanagementsystem die Aufgabe, die Spannung der einzelnen Zellen zu überwachen.

Sollten beim Laden bzw. Entladen eine Zelle die Grenzwerte erreicht, würde ohne Modulsteuergerät der Lade- bzw. Entladevorgang für die komplette Batterie abgebrochen werden. Durch diesen Vorgang würde sich im Laufe der Zeit die nutzbare Kapazität verringern. Ein Angleichen der einzelnen Zellen durch das Modulsteuergerät wirkt dem entgegen und gewährleistet die gleichmäßige Ladung aller Zellen in der HV-Batterie.

Man unterscheidet verschiedene Möglichkeiten die Zellenspannung anzugleichen: Eine Variante besteht darin, bei höher geladenen Zellen einen Teil des Ladestroms während des Ladevorganges zu einem jeder einzelnen Zelle parallel geschaltetem Widerstand zu leiten und dort in Wärme umzuwandeln. Anderweitig können die Ladezustände der Zellen auch durch eine gezielte Entladung einzelner Zellen angeglichen werden.