Der Anstieg der Popularität von Elektrofahrzeugen (EVs) war geradezu spektakulär. Allein im ersten Quartal 2022 verzeichneten die weltweiten Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen einen Anstieg um 75 %. Das macht deutlich, dass sich die Welt auf dem Weg zu einer umweltfreundlicheren Transportzukunft befindet. Mit zunehmender Zahl von Elektrofahrzeugen steigen jedoch auch die Fragen zu ihrer wichtigsten Komponente – der Batterie. Wie lange halten sie? Können sie den Strapazen des täglichen Gebrauchs standhalten?
Die Bedeutung der Batterielebensdauer in Elektrofahrzeugen
Das Herz und die Seele eines Elektrofahrzeugs ist seine Batterie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, die auf Kraftstoff angewiesen sind, sind Elektrofahrzeuge für den Antrieb vollständig auf ihre Batterien angewiesen. Daher ist die Langlebigkeit der Batterie nicht nur eine Frage von Interesse, sondern von größter Bedeutung. Eine langlebige Batterie gewährleistet eine konstante Leistung, weniger Austauschvorgänge über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs und bestätigt auf lange Sicht die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile des Übergangs zur Elektromobilität.
Häufige Missverständnisse über die Lebensdauer von Elektrofahrzeugbatterien
Ein weit verbreitetes Missverständnis rührt von unseren Erfahrungen mit Smartphones und Laptops her. Viele Verbraucher setzen die Verschlechterung der Batterie von Elektrofahrzeugen mit dem raschen Rückgang bei persönlichen elektronischen Geräten gleich. Die Befürchtung, dass sich die Batterie eines Elektrofahrzeugs schnell verschlechtern und das Fahrzeug dadurch weniger effizient oder sogar unbrauchbar werden könnte, schreckt potenzielle Käufer erheblich ab. Es ist jedoch 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 natürlich ist, aufgrund der Erfahrungen mit anderen Geräten Vorbehalte zu hegen, spielen Elektrofahrzeuge in einer eigenen Liga, wenn es um die Batteriestabilität geht.
Arten von Batterien, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden
Obwohl es verschiedene Arten von Batterien gibt, verwenden die meisten Elektrofahrzeuge Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion). 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.
Wie EV-Batterien funktionieren
Batterien für Elektrofahrzeuge speichern Energie aus dem Netz und geben sie für den Antrieb des Fahrzeugs ab. Sie sind zum Laden und Entladen auf kontrollierte chemische Reaktionen innerhalb der Zellen angewiesen und dienen als Herzstück von Elektrofahrzeugen, um deren Bewegung und Gesamtleistung sicherzustellen.
Anatomie einer Batterie
Im Kern besteht eine Batterie für Elektrofahrzeuge aus einer Ansammlung einzelner Zellen, die zu Gruppen zusammengefasst sind. Jede Zelle besteht aus drei Hauptkomponenten: einer Anode (negative Elektrode), einer Kathode (positive Elektrode) und einem Elektrolyten, der die Bewegung von Ionen zwischen den Elektroden erleichtert. Beim Laden oder Entladen bewegen sich Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode und speichern dabei elektrische Energie oder geben sie ab.
Laden und Entladen
Beim Laden einer Elektrofahrzeugbatterie wird ein externer elektrischer Strom angelegt, wodurch sich Lithiumionen von der Kathode zur Anode bewegen. In diesem Zustand speichert die Batterie Energie. Beim Entladen (wenn das Fahrzeug im Einsatz ist) wird der Vorgang umgekehrt, wobei sich die Ionen von der Anode zurück zur Kathode bewegen und dabei Energie freisetzen, die den Elektromotor des Fahrzeugs antreibt.
Faktoren, die die Lebensdauer der Batterie von Elektrofahrzeugen beeinflussen
Mit zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen wird es immer wichtiger zu verstehen, welche Auswirkungen die Lebensdauer ihrer Batterien hat. Während Fortschritte in der Lithium-Ionen-Technologie zu erheblichen Fortschritten bei der Langlebigkeit geführt haben, hängt die Batterielebensdauer immer noch weitgehend davon ab, wie sie behandelt werden.
Ladegewohnheiten
Jedes Mal, wenn eine Batterie eines Elektrofahrzeugs einen Ladezyklus durchläuft, ist sie einer gewissen Belastung ausgesetzt, wodurch sich ihre Gesamtkapazität geringfügig verringert. Auch wenn es verlockend sein mag, Ihr Fahrzeug nach jeder Fahrt anzuschließen, ist es von Vorteil, es nur dann aufzuladen, wenn es nötig ist. Dies kann dazu beitragen, die Gesundheit der Batterie über einen längeren Zeitraum zu erhalten.
Schnelles Laden vs. langsames Laden
Schnelles Aufladen: Es ist ein Segen für alle, die es eilig haben, da es den Akku schnell wieder auflädt. Wenn man sich jedoch häufig auf Schnellladegeräte verlässt, kann dies dazu führen, dass mehr Wärme in den Akku gelangt und der Verschleiß beschleunigt wird.
Langsames Laden: Langsames Laden ist ein sanfterer Ansatz und erzeugt weniger Wärme und kann somit die Lebensdauer des Akkus verbessern. Diese Methode empfiehlt sich für das routinemäßige Laden.
Vollladung vs. Teilladung
Ein voller Akku vermittelt vielleicht ein Gefühl der Sicherheit, aber ihn regelmäßig auf 100 % aufzuladen, ist nicht ideal. Lithium-Ionen-Batterien haben ein natürliches Auf und Ab, und eine ständige Auslastung kann mit der Zeit zu einer Verringerung ihrer Gesamtkapazität führen. Es wird allgemein empfohlen, die Ladung zwischen 20 % und 80 % aufrechtzuerhalten und eine vollständige Entladung des Akkus zu vermeiden.
Temperatur
Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle für die Langlebigkeit und Leistung der Batterie eines Elektrofahrzeugs. Beide Extreme – zu heiß oder zu kalt – können sich negativ auf die Gesundheit der Batterie auswirken. Die meisten Batterien für Elektrofahrzeuge funktionieren optimal bei milden Temperaturen, typischerweise zwischen 15 °C und 25 °C (59 °F bis 77 °F). Unter diesen Bedingungen kann die Batterie ihre Ladeeffizienz und Gesamtkapazität beibehalten.
Heißes Klima
Ständige Einwirkung hoher Temperaturen kann die Verschlechterung der Batterieleistung beschleunigen. Die inneren Flüssigkeiten können bei Hitze verdampfen, was möglicherweise zu einer verkürzten Lebensdauer führt.
Kaltes Klima
Kalte Bedingungen können dieLadekapazität und die Gesamtleistung eines Akkus vorübergehend einschränken. Während es möglicherweise nicht zu dem in heißeren Klimazonen beobachteten langfristigen Verschleiß führt, kann es in kälteren Monaten die Effizienz und Reichweite beeinträchtigen.
Kilometerstand und Nutzung
Wie jede andere Fahrzeugkomponente unterliegt auch die Batterie eines Elektrofahrzeugs einem Verschleiß, je nachdem, wie oft und intensiv das Fahrzeug genutzt wird. Wie bei jedem Akku kann es seine Lebensdauer verkürzen, wenn er ständig an seine Grenzen gebracht wird (entweder durch häufige Fahrten mit hoher Geschwindigkeit oder durch ständiges Warten, bis er mit dem Aufladen fast leer ist). Obwohl moderne Batterien für Elektrofahrzeuge darauf ausgelegt sind, den täglichen Gebrauch effizient zu bewältigen, stoßen sie dennoch an ihre Grenzen. Eine ständige Überschreitung dieser Werte kann zu einer schnelleren Verschlechterung des Gesamtzustands und der Kapazität des Akkus führen.
Tägliches Pendeln
Regelmäßige Kurzfahrten ohne häufiges Zwischenladen können die Batterie schonen als lange Fahrten, die aufeinanderfolgende Schnellladungen erfordern.
Fernreisen
Kontinuierliche lange Fahrten, insbesondere wenn sie auf schnelles Laden angewiesen sind, können den Akku mit der Zeit belasten und möglicherweise seine Lebensdauer beeinträchtigen.