Wie lange ist die Lebensdauer der Batterie von Elektroautos ?

Verfasst von am 27.11.2019 - 5 min

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Die aufladbare Batterie setzt auf eine ganz andere Technologie als herkömmliche Batterien und wirkt im Verborgenen unter der Motorhaube von Elektroautos. Seit einiger Zeit versehen in modernen Fahrzeugen Lithium-Ionen-Batterien ihren Dienst und bieten eine komfortable Reichweite und hervorragende Lebensdauer. Hier einige Infos zur Haltbarkeit dieser zentralen Komponente und den Einflussfaktoren.

Die mittlere Lebensdauer einer Batterie

Zunächst einmal muss man wissen, dass es nicht nur einen Batterietyp gibt. Die meisten Autos fahren heute mit einer Lithium-Ionen-Batterie, die derjenigen in unseren Laptops und Smartphones ähnelt… aber eine erheblich größere Kapazität aufweist!
Die Lebensdauer wird in Zyklen angegeben, d.h. in der Anzahl der Ladungen/Entladungen, die stattgefunden haben. Je nach Art der Lithium-Ionen-Batterie beträgt die Anzahl 1000 bis 1500 Zyklen. Wenn Sie täglich einen Renault ZOE fahren und dabei jeweils eine durchschnittliche Strecke von {30 Kilometern} zurücklegen und einmal wöchentlich laden, hält eine Batterie mehr als {20 Jahre}. Jetzt könnte man natürlich sagen, dass Elektroautos noch zu neu sind, um eine solche Hypothese aufzustellen. Tests zur Technologie der wiederaufladbaren Batterie zeigen jedoch bereits, dass der Kapazitätsverlust sehr gering ist.

Die Lebensdauer einer Elektroautobatterie wird nicht bis zu ihrer völligen Erschöpfung gemessen. Sie gibt vielmehr einen Kapazitätsverlust an, denn die Leistung vermindert sich im Laufe der Nutzungszeit nach und nach. Unterhalb eines gewissen Prozentwerts – bei Renault zum Beispiel liegt er bei {75%} – wird die Verringerung der Reichweite im Verhältnis zum Ausgangswert als zu hoch erachtet. Heute geht man davon aus, dass dieser Zeitpunkt nach acht bis zehn Jahren erreicht ist. Daher bewegt sich sehr oft auch der Garantiezeitraum für die Batterie in diesem Bereich. Nun entwickelt sich die Technologie aber immer weiter fort – die Lebensdauer dürfte also in Zukunft deutlich steigen.

 Lebensdauer der Batterie

Die Zweitnutzung von Batterien

Die Batterien werden am Ende ihres Lebenszyklus jedoch nicht weggeworfen. Zunächst einmal können sie recycelt und ihre Bestandteile weiterverwendet werden. Aber auch eine Zweitnutzung ist möglich. Nach ihrer Nutzung im Auto kann sie noch als Energiespeicher dienen.
So verwendet Renault im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft auf Belle-Île-en-Mer oder Porto Santo bestimmte Packs für die Speicherung erneuerbarer Energien wie Wind- oder Sonnenkraft. Weitere Anwendungen, wie etwa für den Antrieb von Gabelstaplern, eine Speicherung, um Stromausfälle abzuschwächen, oder den Ersatz von Generatoren, sind geplant.

Die Lade- und Entladezyklen einer Batterie

Für das Laden einer Elektroautobatterie gelten dieselben Regeln wie bei Smartphones. Lädt man sie auf {100%}, verringert das ihre Gesamtleistung und damit ihre Lebensdauer. Es ist daher unerlässlich, dass das Ladeniveau nie unter {10%} fällt und nie {90%} übersteigt, so oft wie möglich sollten am besten 30 bis {80%} geladen sein.

Die Ladeart wirkt sich ebenfalls auf die Batterie aus. Schnelles Laden führt eine hohe Energiemenge in kurzer Zeit zu, was langfristig die Batterie abnutzt. Zum Wohl des Elektroautos sollte man daher besser zu Hause langsam mit Niederspannung laden als an Schnellladestationen.

Welche Faktoren beeinflussen die Lebensdauer von Batterien?

ZOE aufladen

Geringe Ladeleistungen schonen die Batterie. Das trifft sich gut, denn Elektroautos setzen immer stärker auf Energierückgewinnungssysteme. Beim Verlangsamen oder Bremsen absorbiert das Fahrzeug in der Regel genug Energie, um die Batterien um einige Prozent aufzuladen. Unter bestimmten Umständen (Bergregionen) können es sogar {10%} sein. So lässt sich die Notwendigkeit des vollständigen Aufladens etwas verzögern und die Lebensdauer erhöhen.

Nicht vergessen darf man, dass auch die Temperatur einen großen Einfluss auf die Batterie ausübt. Ist es zu heiß, sinkt ihre Kapazität stetig. Glücklicherweise sind die Batteriepacks von einem Kühlsystem umgeben, das extreme Hitze abmildert. Bei Kälte sinkt die Reichweite, aber die Lebensdauer wird nicht beeinflusst.

Wichtig: Die angegebene Leistung der Batterien entspricht nicht unbedingt der praktisch festgestellten. Die Hersteller grenzen sie etwas ein, um extreme Belastungen zu verhindern und die Lebensdauer zu maximieren. Daher gibt es einen Unterschied zwischen nutzbarer und theoretischer Kapazität, der ein paar Prozent beträgt und je nach Marke unterschiedlich ausfällt. Renault etwa gibt die nutzbare Kapazität des neuen ZOE mit {50 kW} an.

Die Kapazität des eingebauten Batteriepacks ist ebenfalls eine wichtige Komponente für die Lebensdauer. Um die gleiche Strecke zurückzulegen, muss eine Batterie mit {20 kWh} logischerweise doppelt so häufig geladen werden wie eine mit {40 kWh}. Weniger Zyklen erhöhen somit die Lebensdauer.

Die Zukunft von Elektroautobatterien

Steht die Zukunft im Zeichen der „Feststoffbatterien“ ? Sie unterscheiden sich von Lithium-Ionen-Batterien durch feste anstatt flüssiger Elektrolyte. Das bringt höhere Energiespeicherkapazitäten mit sich, aber auch einige Nachteile.

Batterien werden in Hinblick auf mehrere Eigenschaften optimiert, insbesondere, um mögliche Überhitzungsprobleme zu beheben und die Risiken bei einem Unfall zu vermindern. Die höhere Kapazität ermöglicht auch eine Verringerung der Lade- und Entladezyklen und damit eine längere Lebensdauer von Batterien.

Mit einer Lebensdauer von mehr als zwei Jahrzehnten ist eine Elektroautobatterie sehr ausdauernd. Sie kann noch weiter gesteigert werden, indem nicht vollständig und nur mit Niederspannung geladen wird. Auf diese Weise bietet die Batterie bei der Nutzung eine sehr niedrige Kohlenstoffbilanz bei immer konstanterer Nutzungszeit im Auto. Erfolgt noch eine Zweitnutzung zur Speicherung von grünem Strom aus intermittierenden erneuerbaren Energiequellen, entfaltet die Batterie ihr gesamtes Potenzial.

 

Copyrights: Pogonici, Jean-Brice LEMAL, Frithjof OHM

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