Die Speicherkapazität einer Elektroauto-Batterie

Verfasst von am 18.10.2019 - 5 min

Die Energie einer Elektroauto-Batterie hängt von der Speicherkapazität und der Anzahl ihrer Lithium-Ionen-Zellen, aber auch von den Einsatzbedingungen ab. Die Herausforderung besteht darin, das richtige Gleichgewicht zwischen Speicherkapazität, Ladefreundlichkeit, Platzbedarf und Systemen zur Verbesserung der Energieeffizienz zu finden.

Warum können unsere Smartphones nicht mehr als ein oder zwei Tage lang laufen, ohne aufgeladen zu werden? Weil die Kunden immer dünnere Geräte wünschen, sind die Hersteller gezwungen, kleinere Batterien einzubauen.

Sie stehen vor einem ähnlichen Problem wie bei den Elektroautos, wo die Reichweite größtenteils vom Volumen der Batterie abhängt.

Aber der verfügbare Raum kann nicht unendlich vergrößert werden! Deshalb besteht die Herausforderung darin, möglichst viel Speicherkapazität zu schaffen, ohne die Geräumigkeit, den Komfort, das Gewicht oder das Fahrverhalten des Autos zu beeinträchtigen.

Die Batterie eines Elektroautos ist eine Einheit von Modulen, die wiederum aus einzelnen Zellen bestehen. In diesen Zellen, die echte Energiespeicher sind, finden die elektrochemischen Reaktionen statt, die es der Batterie ermöglichen, Elektrizität abzugeben oder zu speichern.

Verbesserung der Speicherkapazität einer Elektroauto-Batterie

batterie Z.E 50

Um die Kapazität einer Elektroauto-Batterie zu erhöhen, ohne ihr Volumen zu vergrößern, können wir zunächst an der Chemie der Elektroden in der Zelle arbeiten, damit sie mehr Energie speichern können. Die andere Möglichkeit besteht darin, an der Anordnung der Module im Volumen der Batterie zu arbeiten, um möglichst viel Volumen für die Zellen zu erhalten.

Das war der Weg, den Renault Engineering bei der Entwicklung der Z.E. 50 Batterie im Neuen ZOE gewählt hat: Bei vergleichbarer Größe bietet die neue Batterie 20% mehr Reichweite als die Vorgängergeneration!

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs wird jedoch nicht nur durch die Nennkapazität der Batterie, sondern auch durch ihre Betriebsparameter beeinflusst. So erhöht sich beispielsweise bei Kälte der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batteriezellen, wodurch die verfügbare Energie und Leistung leicht abnimmt.

Von der Speicherkapazität zur tatsächlichen Reichweite

Um diese Eigenschaft der elektrochemischen Akkumulatoren zu kompensieren, können Temperaturregelsysteme eingebaut werden, welche die Zellen auf einer optimalen Betriebstemperatur halten. Diese Systeme tragen dazu bei, auch mitten im Winter und besonders bei hoher Drehzahl des Elektromotors eine optimale Leistung zu gewährleisten.

Die Reduzierung der Reichweite, die sich bei kaltem Wetter an Bord eines Elektroautos beobachten lässt, liegt hauptsächlich am Heizbedarf des Innenraums. Während Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor diesen Bedarf mit der vom Motor ausgehenden Wärme decken, muss das Elektroauto die Energie seiner Batterie dazu verwenden.

Speicherkapazität und Lebensdauer

Die allmähliche Entwicklung der Chemie in den Zellen verursacht einen Verschleiß, der im Laufe der Zeit und im Zuge der Ladezyklen zu einer Verringerung der tatsächlichen Speicherkapazität der Batterie führt.

Die Alterung hängt von der Nutzungsintensität ab, aber in der Regel geht man davon aus, dass eine Batterie die für ein Auto geforderten Kriterien mindestens zehn bis fünfzehn Jahre lang erfüllt. Danach kann die Batterie für andere, weniger anspruchsvolle Anwendungen weiterverwendet werden: man spricht dann von Second Life-Anwendungen, zu denen unter anderem die Verwendung als stationärer Energiespeicher zählt.

Das Recycling wird erst Jahre später ins Spiel kommen.

 

Copyrights: Pagecran, BERNIER Anthony

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