Så funkar 12-voltsbatteriet – elbilens mäktiga dåldis
Lotta Hedin
14 mar 2021
”Batterierna är elbilens hjärta”, brukar det heta. Men det är inte bara det stora batteripacket som ger ström till motorn som är avgörande för att bilen ska fungera. Under motorhuven sitter också ett litet 12-voltsbatteri, precis som på fossilbilar. Vi reder ut hur 12-voltsbatte-riet funkar i en elbil, och varför de ens behövs.
Text: Lotta Hedin | Foto: Peter Gunnars.
Det är mycket fokus på räckvidd och batterikapacitet för den som köper elbil. Men när man läser om elbilar som behöver bärgas på grund av döda batterier handlar det betydligt oftare om ett urladdat 12-voltsbatteri än slut på kräm i huvudbatteriet. Elbilen har tagit hjälp av Torbjörn Jonsson, tekniker som drivit egen bilverkstad och som sedan 20 år tillbaka haft ett särskilt intresse för elbilar. Vi börjar från början:
Varför har elbilar ens ett separat 12-voltsbatteri? Räcker det inte med det stora batteriet?
– Nästan alla bilar, både bensin och elbilar, har ett 12-voltssystem som försörjer till exempel belysning, vindrutetorkare, fläkt, med mera, med ström. Uppvärmningen av kupén står huvudbatteriet för, men styrningen av värmen sköter 12-voltsbatteriet. Elbilar har också ett krav på sig att det stora driftsbatteriet måste vara frånkopplat när bilen inte körs. Den till- och frånkopplingen sköts av 12-voltssystemet. Man kan ta ut 12 volt ur driftsbatteriet. Det testades till exempel i Tesla Roadster 2008. Men då det bara var några celler i huvudbatteriet som skötte detta laddades de ur mer än de andra. Resultatet blev sämre livslängd och räckvidd, säger Torbjörn Jonsson.
I en bil med förbränningsmotor laddas 12-voltsbatteriet när man kör. Hur laddas 12-voltsbatteriet på en elbil?
– Det fungerar i stort sett på samma sätt. När bilen är igång (körklar) så är driftsbatteriet inkopplat och ger via en spänningsomvandlare energi till 12-voltssystemet. Det som skiljer mellan olika tillverkare är hur man underhåller 12-voltsbatteriet när bilen är avstängd. Hos de flesta tillverkare jag känner till sker det bara om bilen har laddsladden ansluten. I Teslas bilar övervakas dock 12-voltsnivån även när sladden inte är i, men bara om bilen har minst 20 procent kvar i driftsbatteriet. De äldre modellerna av Nissan Leaf har en liten solcellspanel på taket som ger 12 volt när bilen är parkerad. Tyvärr fungerar det dåligt i mörka garage …
När jag har en massa kilovattimmars laddning i huvudbatteriet känns det ju så dumt att bilen inte går att starta på grund av ett urladdat litet 12-voltsbatteri. Varför finns det inte ett sätt att bara ”skicka över” lite ström från högspänningsbatteriet till 12-voltsbatteriet?
– Det vore enkelt, men eftersom det finns krav på frånkoppling av drifstbatteriet så är detta alltså helt bortkopplat om man inte har energi i 12-voltsbatteriet. 12-voltsbatteriet behövs för att ”väcka” driftsbatteriet – det fungerar tyvärr inte åt andra hållet.
Under hösten och vintern har det kommit täta rapporter om problem med urladdade 12-voltsbatterier, inte minst i flera nya elbilar, som VW ID.3 och Polestar. Vad beror det på?
– Många modeller har problem med detta. Även Kia och Hyundai har haft väldigt många reklamationer på just 12-voltsbatterier. Vad problemen beror på är osäkert, tillverkarna är inte alltid så pigga på att berätta. Det kan vara kvalitetsproblem med själva batteriet, det skulle också kunna vara att det inte laddas tillräckligt, eller att 12-voltssystemet står och drar mer ström än det borde, eller en kombination. VW har berättat att det på ID 3 finns en risk att bilen inte alltid stängs av på rätt sätt, och fortsätter att dra ström ur 12-voltsbatteriet när man tror att bilen är avstängd. Ett exempel är om man råkar trampa på bromspedalen när man stiger ur bilen. Detta aktiverar vissa kretsar trots att bilen egentligen är avstängd.
Av användarnas rapporter att döma så verkar dock problem ha inträffat även i andra sammanhang.
Men elbilar har generellt sett inte större problem med 12-voltsbatteriet än bilar med förbränningsmotorer.
Hur funkar det att ge starthjälp till en annan bil, kan man göra det med elbilar?
– Man kan, men det är inte alltid det rekommenderas. Starthjälp finns oftast beskrivet i bilens handbok och vad jag har sett så avråds man från detta. Troligen beror det på att elbilens 12-voltsbatteri inte är avsett att dra runt en startmotor på 1,5 kW utan att tillgodose småförbrukare under längre tid. Risken är då att man skadar elbilens 12-voltsbatteriet om man försöker hjälpstarta en annan bil. Även DC-DC spänningsomvandlaren kan ta skada om man belastar batteriet för mycket.
Om en elbil hjälpstartar en elbil då? Eller en fossilbil hjälpstartar en elbil?
– Det borde inte vara några problem, då det i det fallet bara handlar om att ge tillräckligt med spänning för att den insomnade elbilen ska komma igång. Men det kan ändå vara en bra idé att läsa vad som står i instruktionsboken.
När det gäller batteriladdare och hjälpstartare, kan jag använda samma som till 12-voltsbatterierna i bensin-
drivna bilar? Är det något särskilt man ska tänka på?
– Om du har fått slut på energi i 12-voltsbatteriet så kan du precis som på ”vanliga” bilar koppla in en batteriladdare eller en hjälpstartare. Samma regler som vanligt gäller, se till att undvika gnistbildning!
Det sägs att 12-voltsbatterier som laddat ur för mycket tar skada, och måste bytas ut. Stämmer det?
– Generellt så kan ett batteri klara ganska djupa urladdningar om det laddas upp omgående samt sakta och fint.
Vad kan jag som göra för att minska risken för ett urladdat 12-voltsbatteri?
– Börja med att läsa handboken. I bästa fall står det vad tillverkaren har tänkt sig där. Dessutom är det ju bra att kunna säga ”jag gjorde precis som det står i handboken” när man ringer handlaren för att klaga på att det inte fungerar. En annan grundregel är att koppla in laddsladden så ofta det är möjligt. Tänk också på att det drar lite ström att kolla i appen hur laddad bilen är – om man till exempel är bortrest och har bilen på långtidsparkering kan det vara en dålig idé att hela tiden gå in och kolla hur bra bilen behåller laddningen, eftersom bilen väcks varje gång du kollar.
Om jag vill lära mig hur just min bilmodell laddar 12-voltsbatteriet – hur hittar jag den informationen?
Den grundläggande informationen bör du hitta i handboken, annars fråga din säljare. Denne är skyldig att ta fram den information som du behöver för att bruka din bil på bästa sätt.
12-voltssystemet – uträknat men svårt att ersätta
Från 12-voltsbatterierna löper flera kilometer med sladdar kors och tvärs genom bilen för att förse alla lampor, fönsterhissar, kameror, skärmar och andra komponenter med ström. Genom åren har alla biltillverkare försökt minska mängden kablar, men även om man gjort så att fler komponenter kan strömförsörjas med samma kabel måste den bli grövre för att kunna få fram tillräckligt med effekt. 12 volt är en låg spänning som kräver grova kablar om större effekter ska flyta genom dem.
Biltillverkarna skissade redan på 90-talet på att gå över till ett 36-voltssystem istället, där blybatteriets spänning tredubblades för att kunna minska på kabeldiametrarna och leverera större effekt till bilarnas alltmer krävande elektronik. Lösningen kom dock från ett oväntat håll – led-lampor. När effektförbrukningen minskade kunde gamla 12-voltssystemet leva några år till.
2016 gjordes försök med ett 48V-system i en Honda Civic, där blybatteriet på 12 volt ersatte ett 48-volts litiumjonbatteri. För testet stod ingenjörer på Delphi Automotive (numera Aptive) som är en underleverantör till fordonsindustrin som bland annat utvecklar och tillverkar elsystem. Ingenjörerna menade att utvecklingen mot bilar med alltmer teknik, bland annat för självkörning, gjorde att det snart skulle bli nödvändigt att ersätta 12-voltssystemet.
På aktieägarmötet för Q1 2017 nämnde Teslas vd, Elon Musk, att Tesla skulle lämna 12-voltssystemet. Det skulle tillsammans med helt ny kablage ske i Model Y:
”…we’ll also make changes to the vestigial voltage so not everything’s 12 volts, which is a pretty absurd number, really it’s wrong for everything.” Sa Musk.
Inget av detta blev dock realitet i de Model Y som sedan släpptes – men kanske kommer det i framtida modeller?
Nackdelen med att byta spänningsnivå är att inga gamla bilkomponenter kommer passa. Allt ifrån lampor, sätesvärmare och fönsterhissar till bilstereo och färddator måste designas om.
Det spekuleras ibland i att Tesla skulle kunna gå över till ett laddbart litiumjonbatteri istället för blybatteriet, men det är inget Tesla officiellt har talat om. Något slags strömförsörjning annat än huvudbatterierna behövs av säkerhetsskäl och Tesla har även lärt sin läxa från de tidiga Roadstermodellerna. Tibor Blomhäll.