Der rasante Anstieg der Beliebtheit von Elektrofahrzeugen (EVs) ist geradezu spektakulär. Allein im ersten Quartal 2022 stiegen die weltweiten EV-Verkäufe um 75 %. Dies zeigt deutlich, dass die Welt auf dem Weg in eine umweltfreundlichere Mobilitätszukunft ist. Mit der zunehmenden Anzahl von EVs stellen sich jedoch auch die Fragen nach ihrer wichtigsten Komponente – der Batterie. Wie lange hält sie? Hält sie den Belastungen des täglichen Gebrauchs stand?
Die Bedeutung der Batterielebensdauer bei Elektrofahrzeugen
Das Herzstück eines Elektrofahrzeugs ist seine Batterie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, die Kraftstoff benötigen, sind Elektrofahrzeuge für den Antrieb vollständig auf ihre Batterien angewiesen. Daher ist die Langlebigkeit der Batterie nicht nur interessant, sondern von größter Bedeutung. Eine langlebige Batterie gewährleistet konstante Leistung, reduziert den Austauschbedarf über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs und rechtfertigt langfristig die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile der Umstellung auf Elektromobilität.
Häufige Missverständnisse über die Lebensdauer von Elektrofahrzeugbatterien
Ein weit verbreitetes Missverständnis beruht auf unseren Erfahrungen mit Smartphones und Laptops. Viele Verbraucher setzen die Verschlechterung der Batterieleistung von Elektrofahrzeugen mit dem rapiden Verschleiß persönlicher elektronischer Geräte gleich. Die Angst, dass die Batterie eines Elektrofahrzeugs schnell verschleißen und das Fahrzeug dadurch weniger effizient oder sogar unbrauchbar werden könnte, schreckt potenzielle Käufer erheblich ab. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass die Batterien von Elektrofahrzeugen sorgfältig auf Langlebigkeit ausgelegt sind. Die meisten Untersuchungen deuten darauf hin, dass die durchschnittliche Batterie eines Elektrofahrzeugs wahrscheinlich länger hält als das Fahrzeug, das sie antreibt. Obwohl es also natürlich ist, aufgrund von Erfahrungen mit anderen Geräten Vorbehalte zu haben, spielen Elektrofahrzeuge in Sachen Batteriebelastbarkeit in einer ganz eigenen Liga.
In Elektrofahrzeugen verwendete Batterietypen
Obwohl es verschiedene Batterietypen gibt, verwenden die meisten Elektrofahrzeuge Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen). Diese Batterien werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte, Effizienz und relativ langen Lebensdauer bevorzugt. Andere Batterietechnologien wie Nickel-Metallhydrid- (NiMH) oder Blei-Säure-Batterien sind in modernen Elektrofahrzeugen aufgrund ihrer geringeren Energiedichte und anderer technischer Einschränkungen weniger verbreitet.
So funktionieren EV-Batterien
EV-Batterien speichern Energie aus dem Netz und geben sie zum Antrieb des Fahrzeugs ab. Sie nutzen kontrollierte chemische Reaktionen innerhalb der Zellen zum Laden und Entladen. Sie dienen als Herzstück von Elektrofahrzeugen und gewährleisten deren Bewegung und Gesamtleistung.
Anatomie einer Batterie
Im Kern besteht eine EV-Batterie aus mehreren zusammengeschlossenen Einzelzellen. Jede Zelle besteht aus drei Hauptkomponenten: einer Anode (negative Elektrode), einer Kathode (positive Elektrode) und einem Elektrolyten, der den Ionentransport zwischen den Elektroden ermöglicht. Beim Laden und Entladen bewegen sich Lithiumionen zwischen Anode und Kathode und speichern bzw. geben dabei elektrische Energie ab.
Laden und Entladen
Zum Laden einer Elektrofahrzeugbatterie wird ein externer elektrischer Strom angelegt, wodurch Lithiumionen von der Kathode zur Anode wandern. In diesem Zustand speichert die Batterie Energie. Beim Entladen (während des Fahrzeugbetriebs) läuft der Prozess umgekehrt ab: Die Ionen wandern von der Anode zurück zur Kathode und setzen Energie frei, die den Elektromotor des Fahrzeugs antreibt.
Faktoren, die die Lebensdauer von Elektrofahrzeugbatterien beeinflussen
Da Elektrofahrzeuge immer häufiger zum Einsatz kommen, ist es wichtig zu verstehen, welche Faktoren die Lebensdauer ihrer Batterien beeinflussen. Fortschritte in der Lithium-Ionen-Technologie haben die Lebensdauer zwar deutlich verbessert, doch hängt die Lebensdauer der Batterien nach wie vor stark von ihrer Handhabung ab.
Ladegewohnheiten
Bei jedem Ladezyklus wird die Batterie eines Elektrofahrzeugs einer gewissen Belastung ausgesetzt, wodurch ihre Gesamtkapazität geringfügig reduziert wird. Es mag zwar verlockend sein, das Fahrzeug nach jeder Fahrt anzuschließen, aber es ist sinnvoll, nur bei Bedarf zu laden. Dies kann dazu beitragen, die Batterieleistung über einen längeren Zeitraum zu erhalten.
Schnelles Laden vs. langsames Laden
Schnelles Laden: Ein Segen für alle, die es eilig haben, denn es lädt den Akku schnell wieder auf. Wer jedoch häufig auf schnelles Laden angewiesen ist, Ladegeräte kann zu einer stärkeren Erwärmung der Batterie führen und so möglicherweise den Verschleiß beschleunigen.
Langsames Laden: Ein schonenderer Ansatz, da langsames Laden weniger Wärme erzeugt und somit die Lebensdauer des Akkus verlängern kann. Diese Methode empfiehlt sich für regelmäßiges Laden.
Vollständige Ladung vs. Teilladung
Ein voller Akku vermittelt zwar ein Gefühl der Sicherheit, aber regelmäßiges Aufladen auf 100 % ist nicht ideal. Lithium-Ionen-Akkus unterliegen einem natürlichen Schwankungsprozess, und eine ständige Maximalladung kann mit der Zeit ihre Gesamtkapazität verringern. Es wird allgemein empfohlen, den Ladezustand zwischen 20 % und 80 % zu halten und eine vollständige Entladung des Akkus zu vermeiden.
Temperatur
Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle für die Lebensdauer und Leistung der Batterie eines Elektrofahrzeugs. Beide Extreme – zu heiß oder zu kalt – können sich negativ auf die Batterie auswirken. Die meisten EV-Batterien funktionieren optimal bei milden Temperaturen, typischerweise zwischen 15 °C und 25 °C (59 °F bis 77 °F). Unter diesen Bedingungen kann die Batterie die Ladeeffizienz aufrecht zu erhalten und Gesamtkapazität.
Heißes Klima
Ständige Einwirkung hoher Temperaturen kann die Lebensdauer der Batterie verkürzen. Die Flüssigkeiten im Inneren können in der Hitze verdunsten, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer führen kann.
Kaltes Klima
Kälte kann vorübergehend die Ladekapazität der Batterie und die Gesamtleistung. Zwar verursacht es möglicherweise nicht den in heißeren Klimazonen beobachteten langfristigen Verschleiß, in den kälteren Monaten kann es jedoch die Effizienz und Reichweite beeinträchtigen.
Kilometerstand und Nutzung
Wie jede andere Fahrzeugkomponente unterliegt auch die Batterie eines Elektrofahrzeugs einem gewissen Verschleiß, abhängig von der Häufigkeit und Intensität der Fahrzeugnutzung. Wie bei jeder Batterie kann eine ständige Belastung ihrer Grenzen (entweder durch häufiges Fahren mit hoher Geschwindigkeit oder durch ständiges Warten auf fast leeres Laden) ihre Lebensdauer verkürzen. Moderne Elektrofahrzeugbatterien sind zwar für den effizienten Alltagsgebrauch ausgelegt, haben aber dennoch Grenzen. Eine ständige Überschreitung dieser Grenzen kann zu einer schnelleren Verschlechterung der Gesamtleistung und Kapazität der Batterie führen.
Tägliches Pendeln
Regelmäßige Kurzstreckenfahrten ohne häufiges Aufladen zwischendurch können schonender für die Batterie sein als lange Fahrten, die mehrere Schnellladungen erfordern.
Fernreisen
Kontinuierliche lange Fahrten, insbesondere wenn auf schnelles Laden angewiesen ist, können den Akku mit der Zeit belasten und möglicherweise seine Lebensdauer beeinträchtigen.
