Elektroautos sind auf Strom angewiesen und benötigen einen leistungsstarken Akku, um Energie zu speichern. Damit dieser Akku möglichst viel Energie aufnehmen kann und gleichzeitig leicht bleibt, ist es wichtig, dass Automobilentwickler Akkusysteme konstruieren, die diesen Anforderungen gerecht werden.
Aktuell verwenden Elektroautos meist Lithium-Ionen-Akkus. Diese bestehen aus vielen einzelnen Batteriezellen, die zusammen mit einer Akkusteuerung und einer Klimatisierung ein Akkusystem bilden.
Alterung führt zur Kapazitätsminderung
Lithium-Ionen-Akkus bieten viele Vorteile wie hohe Energiedichte und schnelle Ladegeschwindigkeit. Jedoch verbrauchen sich die Bestandteile dieser Akkus aufgrund physikalischer Prozesse im Laufe der Zeit. Lithium-Ionen-Akkus können nicht unendlich oft geladen und entladen werden. Die Materialien in den Akkus verändern ihre physikalischen Eigenschaften, wodurch die speicherbare Stromkapazität mit der Zeit abnimmt. Dieser Verlustprozess wird als Degradation bezeichnet.
Einflussfaktoren auf die Akkualterung
Der Alterungsprozess eines Akkus wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter die Stromstärken bei der Ladung und Entladung. Ein vollständiges Entladen oder ständiges Laden auf 100% Ladezustand setzen den Akku zusätzlichem Stress aus. Daher ist das Nutzerverhalten entscheidend für die Lebensdauer des Akkus.
Mythen rund um den E-Auto-Akku
Es kursieren einige Mythen über die Lebensdauer der Akkus in Elektroautos. Dabei wird oft behauptet, dass die Akkus nur eine Reichweite von 100.000 km oder eine begrenzte Anzahl von Ladezyklen hätten. Solche Aussagen vereinfachen die komplexen physikalischen Vorgänge im Akku jedoch zu stark und bieten wenig Aufschluss über die tatsächlichen Verhältnisse.
Der C-Wert
Die physikalischen Eigenschaften eines Akkus bleiben am längsten erhalten, wenn er mit geringen Stromstärken belastet wird. Ingenieure verwenden hierfür den sogenannten C-Wert, der das Verhältnis der Akkugröße zur Stromstärke beschreibt. Bei einem optimalen Lade- oder Entladevorgang sollte der C-Wert kleiner als 1 sein.
Die richtige Temperatur für den Akku
Die optimale Betriebstemperatur für einen Akku liegt bei etwa 20 Grad Celsius. Temperaturen unter -10 Grad oder über 40 Grad können dem Akku schaden. Daher verfügen Elektroautos über eine Temperatursteuerung, die den Akku immer richtig beheizt oder kühlt.
Richtiges Laden des E-Auto-Akkus
Starke Ströme beim Laden können den Akku erhitzen. Daher ist es ratsam, langsame Ladestromstärken zu verwenden, um den Akku zu schonen. Haushaltssteckdosen bieten eine maximale Stromleistung von 3,6 kW, was für eine vollständige Ladung viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Normale Ladestationen verfügen meistens über Stromleistungen von 11 oder 22 kW. Schnellladestationen bieten Ladeströme von 50 bis 450 kW, sollten jedoch nur bei Bedarf und nicht im Alltag verwendet werden.
Der optimale Ladezustand
Es ist besser, den Akku nachzuladen, bevor er vollständig entladen ist. Eine Entladung unter 20% sollte vermieden werden, da sie den Akku stark belastet. Auch das Laden über 80% hinaus sollte im Alltag vermieden werden. Idealerweise sollte der Akku zwischen 20 und 80% Ladezustand gehalten werden. Eine vollständige Ladung auf 100% ist nur vor Langstreckenfahrten ratsam.
Das richtige Fahrverhalten
Ein behutsames Fahrverhalten ist neben dem Laden entscheidend für die Lebensdauer des Akkus. Starke Beschleunigung verlangt eine hohe Stromleistung und kann den Akku kurzzeitig erhitzen. Daher sollte man nicht ständig mit voller Beschleunigung fahren.
Fazit: Der richtige Umgang mit dem E-Auto-Akku
Um die Lebensdauer des Akkus zu maximieren, sollte er mit niedrigen Stromstärken geladen werden. Der Ladezustand sollte zwischen 20 und 80% gehalten und extrem starke Belastungen vermieden werden. Auch ein behutsames Fahrverhalten trägt dazu bei, den Akku zu schonen und seine Kapazität zu erhalten.
Autor: Dirk Baranek ist Geschäftsführer einer Agentur für digitale Kommunikation in Stuttgart. Er ist Experte auf dem Gebiet der Elektromobilität und verfügt über umfangreiche Erfahrung in diesem Bereich.
