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Das Herzstück im E-Auto – die Batterie

Ohne sie geht nichts bei der Elektromobilität: die Batterie im Fahrzeug. Aktuell sind in den gängigen Elektroautos Lithium-Ionen-Akkus verbaut, die eine Kapazität von 20 bis 60 Kilowattstunden bereitstellen. Doch was passiert mit der Batterie, wenn über die Jahre die Ladekapazität schwindet?

6. November 2018Artikel teilenDiesen Artikel teilenLesedauer: 4 MinutenAutor des Artikels: Theresa Aurbach
  • N-ERGIE - Blog - Das Herzstück im E-Auto: Die Batterie

Jeder kennt es von Handy- oder Laptop-Akkus: Mit der Zeit verlieren sie an Ladekapazität. Die Abstände zwischen dem Aufladen werden folglich immer kürzer. Ähnlich verhält es sich auch mit der Batterie eines Elektroautos. Der Akku im E-Auto ist allerdings im Vergleich zu den in Elektrogeräten verbauten relativ langlebig, was sich auch in den Garantiebedingungen einiger Fahrzeughersteller widerspiegelt. Sie gewähren eine Extragarantie auf die Batterie. Bei VW und Opel werden beispielsweise acht Jahre oder 160.000 Kilometer garantiert.

Batterie-Lebensdauer länger als gedacht

Im Schnitt hält eine Batterie im Elektroauto 1.000 bis 3.000 Ladezyklen aus. Je nach Fahrzeug und Fahrverhalten ist die Minderung der Ladekapazität unterschiedlich. 100.000 Kilometer sollte eine Batterie aber mindestens schaffen. Was viele nicht wissen: Erwartet werden sogar bis zu 200.000 Kilometer. Eine Studie, die 2013 mit 100 Tesla-Fahrern in den USA durchgeführt wurde, bestätigt diese Zahlen: Die Batterien der Tesla Roadster hatten beispielsweise auch nach 160.000 Kilometern immer noch über 80 bis 85 Prozent der anfänglichen Leistung. Weit mehr, als vom Hersteller versprochen, denn Tesla garantierte circa 70 Prozent der Batterie-Kapazität nach 80.000 Kilometern beziehungsweise fünf Jahren. Auch ein Langzeittest für E-Autos des ADAC zeigt Ähnliches: So ist die Reichweite einer Batterieladung des getesteten Opel Ampera auch nach 175.000 Kilometern unverändert. Fazit: Die Batterie-Lebensdauer in E-Autos ist länger als gedacht. Auch nach 100.000 Kilometern können E-Fahrzeuge weiter mit der Originalbatterie gefahren werden.

Nichtsdestotrotz schwinden die Kräfte des Fahrzeug-Akkus irgendwann – wenn auch langsamer, als angenommen. Dieser Vorgang lässt sich zwar nicht stoppen, jedoch kann man ihn verzögern. Für die Herstellung der E-Autoakkus werden viele Spezialrohstoffe wie Kobalt, Lithium, Grafit, Nickel und Mangan benötigt. Die meisten Rohstoffe werden ausschließlich im Ausland und nur in geringen Mengen abgebaut. Der weltweite Bestand ist begrenzt. Umso wichtiger, die Batterien im E-Auto möglichst zu pflegen, um ihre Lebenszeit zu verlängern.

Aufladen für längere Batterie-Lebensdauer

Möchten Sie die Lebensdauer der Batterie im E-Auto verlängern, ist eines besonders wichtig: Vermeiden Sie extreme Ladestände – egal ob beim Auf- oder Entladen. Ein vollständiges Entladen wird bei vielen E-Fahrzeugen durch bereits enthaltene Systeme verhindert. Trotzdem sollten Sie ein Auge darauf haben, dass der Akkustand möglichst nicht unter 20 Prozent fällt. Also lieber einmal mehr Aufladen – am besten schonend über Nacht an der eigenen Wallbox und nicht zu oft durch Schnellladevorgänge, denn diese schädigen auf Dauer die Batterie. Idealerweise liegt der Akkustand des E-Autos immer zwischen 20 und 80 Prozent.

Auf die Kapazität der Batterie wirken sich unterschiedliche Faktoren aus:

  • die Anzahl der Ladezyklen
  • die Art der Aufladung (AC- oder DC-Ladesäule)
  • die Fahrweise
  • äußere Faktoren wie zum Beispiel die Temperatur

Im Durchschnitt halten Batterien von E-Autos etwa acht bis zehn Jahre. Wichtig zu wissen: Danach gehen sie nicht einfach kaputt, sondern verlieren nur an Ladekapazität und damit an Reichweite. Dies geschieht natürlich auch nicht von heute auf morgen, sondern schrittweise.

Neue Batterie? Nicht unbedingt

Was also tun, wenn die Kapazität der Batterie nicht mehr für die Straße ausreicht? Ist eine neue Batterie für das E-Auto fällig? Nicht unbedingt. Da alle Zellen innerhalb der Batterie in Reihe geschaltet sind, begrenzt immer die schwächste Zelle die Kapazität für alle restlichen. Deshalb reicht es oft, nur einzelne Zellen vom Fachmann in der Werkstatt auswechseln zu lassen, um der Batterie wieder mehr Ausdauer zu verschaffen.

Nach wie vor ist die Batterie der preistreibende Faktor bei Elektroautos. Die Kosten für die E-Autobatterie errechnen sich pro Kilowattstunde Kapazität – je mehr Leistung und Reichweite der Akku also bringt, desto teurer wird es. Trotzdem werden die Akkus in Zukunft wohl immer günstiger. Dies zeigt eine Untersuchung der Unternehmensberatung McKinsey & Company: Während im Jahr 2010 die Kosten für eine Kilowattstunde Batterieleistung noch bei umgerechnet 860 Euro lagen, waren es im Jahr 2016 nur noch knapp 170 Euro – ein Preissturz von 80 Prozent.

Zweites Leben für gebrauchte E-Autobatterien

Auch wenn die Lithium-Ionen-Akkus nach mehreren Jahren nicht mehr genug Power für den Einsatz im Elektroauto besitzen, haben sie noch lange nicht ausgedient. Das Stichwort lautet hier „Second Life“. Wie so ein zweites Leben für gebrauchte Batterien aussehen kann, zeigt ein gemeinsames Projekt der Gemeindewerke Wendelstein Bürgerkraftwerk GmbH und der N-ERGIE Aktiengesellschaft. In enger Zusammenarbeit mit dem Erlanger Energiespezialisten Framatome entstand 2017 ein innovativer Batteriespeicher in Wendelstein.

Der Speicher hat eine Grundfläche von rund 75 Quadratmetern und besteht aus zwei vollklimatisierten Containern. Darin befinden sich das Herzstück des Speichers: fast 100 gebrauchte Batteriemodule aus Elektroautos erster Testflotten, die der Fahrzeughersteller Audi bereitstellt. Und deren Leistung kann sich immer noch sehen lassen: Zusammen weisen sie eine Speicherkapazität von einer Megawattstunde auf – genug, um rund 100 Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen.

N-ERGIE - Blog - Das Herzstück im E-Auto: Die Batterie

Das Innenleben des Wendelsteiner Batteriespeichers: Etwa 100 gebrauchte Batteriemodule aus E-Autos finden hier eine neue Bestimmung.

Batteriespeicher stabilisiert regionales Stromnetz

Mit dem neuartigen Batteriespeicher in Wendelstein wird die Stabilität im Stromnetz sichergestellt. Die N‑ERGIE vermarktet mit der Anlage sogenannte Primärregelleistung. Diese kommt zum Einsatz, wenn unerwartete Schwankungen in der Stromeinspeisung oder -nachfrage auftauchen. Hierfür eignet sich der Batteriespeicher perfekt, denn die ausrangierten Batterien können auch sehr kurzfristig Energie liefern oder aufnehmen. Wenn also beispielsweise weniger Strom aus regenerativen Energiequellen wie Sonne und Wind gewonnen wird, gleicht der Batteriespeicher diese Schwankung aus und gewährleistet so eine sichere Stromversorgung in der Region.

Endstation Recycling?

Es wird erwartet, dass E-Autobatterien im „Second Life“ noch bis zu 20 weitere Jahre im stationären Speichereinsatz betrieben werden können und so einen wichtigen Beitrag für die Energiewende leisten. Doch auch das zweite Leben der Batterien findet irgendwann ein Ende. Und was passiert dann? Ziel ist es, einen möglichst hohen Anteil der seltenen Rohstoffe wiederzuverwerten. Geeignete Prozesse werden derzeit erforscht. Wie die F.A.Z. berichtete, erprobt das belgische Unternehmen Umicore etwa anhand kleiner Lithium-Ionen-Akkus aus Elektrogeräten ein dreistufiges Verfahren. Damit können unter anderem bis zu 95 Prozent des im Akku enthaltenen Kobalts zurückgewonnen werden. Laut Umicore könnte eine vollständig aus recycelten Werkstoffen hergestellte Batterie den Energieaufwand für die Produktion um 50 Prozent reduzieren.

Auch wenn schon unterschiedliche „Second Life-“ und Recycling-Projekte zeigen, dass eine Weiterverwertung der Batterien sinnvoll möglich ist, bleibt unbestritten, dass es ein großes – bislang ungenutztes – Potenzial zur Weiternutzung gibt. Zu diesem Ergebnis kam eine Studie des Umweltbundesamtes, die unter anderem auch die Potenziale und gesetzlichen Rahmenbedingungen zur Wiederverwertung von Autobatterien untersuchte. Nun gilt es, die Forschung und Entwicklung weiter voranzutreiben, um nicht nur für das zweite Leben, sondern auch für die Endverwertung der Batterien eine sinnvolle Lösung zu finden.

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Kategorie: E-Auto fahren
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