IBS Funktionsweise in modernen Fahrzeugen

IBS - Intelligenter Batterie Sensor und seine Funktionsweise in modernen Fahrzeugen

 

Einführung

Seit ca. 2010 verbauen nahezu alle Fahrzeughersteller einen sogenannten IBS in ihren Neufahrzeugen. Der IBS = Intelligenter-Batterie-Sensor dient unter anderem dazu, dass die Lichtmaschine nur noch bedarfsgesteuert die Batterie lädt. 

Einfach ausgedrückt, wenn viel Leistung vom Motor gefordert wird reduziert der IBS die Ladung der Batterie. Wenn keine Leistung vom Motor benötigt wird, wie beispielsweise im Schubbetrieb, wird die Batterie übermäßig stark (mit bis zu 15.2V) geladen. Die Rekuperation, in Form von Umwandlung überschüssiger Bewegungs- in Ladeenergie für die Batterie, ist sozusagen die letzte Ausbaustufe der IBS Funktionalität.

In der Praxis soll der IBS zu weniger Spritverbrauch beitragen. In der Realität bedeutet dies leider oftmals das OEM Blei-Säure Batterien überladen werden, da selbst AGM Batterien mit einem Ladestrom von über 14.5V auf Dauer nicht zurecht kommen. Anders unsere LithiumNEXT LiFePO4 Batterien, für die Spitzenbelastungen von bis zu 15.2V Ladestrom kein Problem sind.

 

Abb. 1:

 

 

Abb 1: IBS-Stecker am Minus-Pol der Fahrzeug-Batterie

 

Problematik

Soweit so gut - leider bringt der IBS noch zwei weitere zusätzliche Funktionen mit sich, welche die "Gesundheit" der Batterie überwachen und feststellen. Diese werden unter den nachfolgenden zwei Werten im Motorsteuergerät gespeichert:

  1. Status of Charge (SoC)
  2. Status of Health (SoH)

Bei jedem Fahrzeug-Start errechnet der IBS die "Gesundheit der Batterie" über den Status of Charge & Status of Health. Diese Berechnung basiert auf gesammelten Messwerten sowie den im Steuergerät hinterlegten Parameter zur Fahrzeugbatterie (z.B. 75Ah Blei-Säure Batterie). 

 

Veranschaulichung 

Beispiel (1)

Seit 6 Jahren ist eine 75Ah Blei-Säure Batterie im Fahrzeug eingetragen und angelernt. Das Fahrzeug springt nur schwerfällig an. Im Winter ab und zu gar nicht mehr.

    • Status of Charge: 62%
    • Status of Health: 44%
Nun wird die alte Batterie gegen eine neue 65Ah Batterie getauscht - ohne die geringere Kapazität der neuen Batterie im Steuergerät zu hinterlegen und neu zu registrieren. 
 
Ergebnis: Das Fahrzeug startet zu Anfang wieder kraftvoller. Der IBS denkt jedoch weiterhin, dass die alte 75Ah Blei-Säure Batterie verbaut ist und lädt die neue 65Ah Batterie nur noch gering. Über kurze Zeit treten wieder die gleichen Probleme auf, da die neue Batterie nie zu 100% geladen wird und damit nur zu Anfang die volle Startleistung bringen konnte. Maximale Ladespannung: 12,5 Volt. Nur ca. 70% der Batteriekapazität wird genutzt. Dies entspricht ca. 45Ah und einem deutlich schlechteren Start-Strom-Verhalten.
 
(Bleisäure Batterie = 65Ah nom Kapazität: 65Ah x  70% = 45,5Ah)
 
Lösung: Die neue Batterie muss entsprechend angelernt und im Fahrzeug neu registriert werden. Dadurch kann der IBS die reale "Gesundheit" und Kapazität der Batterie neu errechnen und dementsprechend laden. 100% Kapazität der Batterie wird wieder genutzt und vor allem 100% der Start-Leistung ist wieder verfügbar.

 

Beispiel (2)

Gleiche Vorraussetzungen wie in Beispiel (1): Es ist eine 75Ah Blei-Säure Batterie seit 6 Jahren im Fahrzeug eingetragen und angelernt. Das Fahrzeug springt nur schwerfällig an. Im Winter ab und zu gar nicht mehr.

    • Status of Charge: 62%
    • Status of Health: 44%
Nun wird die Batterie gegen die LithiumNEXT STREET85 getauscht - ohne die Batterie auf die richtige Kapazität zu ändern und ohne die Batterie neu anzulernen. 
 
Ergebnis:  Das Fahrzeug startet nun wieder kraftvoll. Das IBS denkt jedoch weiterhin, dass die alte 75Ah Blei-Säure Batterie verbaut ist und lädt nur noch sehr gering die neue LithiumNEXT Batterie - mit fatalen Folgen! Maximale Ladespannung: 12.5 Volt. Viel zu wenig für eine Lithium LiFePO4 Batterie. Das Fahrzeug arbeitet nur mit ca. 25-30% der Kapazität der LithiumNEXT Batterie. Dies entspricht lediglich 12Ah Kapazität.
 
(STREET85 = 40Ah nom -> 30% x 40Ah = 12Ah)
 
Lösung: Die neue LithiumNEXT Batterie muss entsprechend angelernt und im Fahrzeug neu registriert werden. Nun steht ein durchschnittlicher Ladestrom von ca. 14.5V an und es können 100% der Kapazität der Lithiumzellen genutzt werden.
 
(STREET85 = 40Ah nom -> 100% x 40Ah = 40Ah)
 
Die beiden Beispiele verdeutlichen wie wichtig es ist bei Fahrzeugen mit IBS bei einem Batterie-Tausch die richtige Batterie anzulernen und neu zu registrieren. Es wird klar, dass dies bei LiFePO4 Batterien ein ABSOLUTES MUSS ist - und ohne ein richtiges Anlernen die Kombination von Fahrzeug und Lithium-Batterie nicht funktioniert.