In den kommenden Monaten und Jahren werden die Automobilhersteller voraussichtlich in Scharen Elektroautos, -lastwagen und -SUVs auf den Markt bringen. Es ist auch keine vorübergehende Modeerscheinung, da die Bundesstaaten damit beginnen, gesetzlich das Ende des Neuwagenverkaufs mit Verbrennungsmotoren vorzuschreiben. Einige Verbote werden bereits im Jahr 2030 eingeführt. Der Zustrom von Elektrofahrzeugen wird über riesige Mengen Stromspeicher in Batterien verfügen, von denen die meisten mit Lithium-Ionen hergestellt werden.
Wichtige Erkenntnisse
- Die wichtigste Gewohnheit für die Langlebigkeit von Elektrofahrzeugbatterien ist, den Ladezustand im täglichen Gebrauch zwischen 20 % und 80 % zu halten – Tiefentladung und dauerhaftes Laden auf 100 % zu vermeiden.
- DC-Schnellladung sollte als primäre Lademethode nur sparsam eingesetzt werden, da die höhere Wärmeentwicklung und die höheren Laderaten die Alterung im Vergleich zur AC-Ladung (Level 2) beschleunigen.
- Die Temperaturregelung ist wichtig: Parken Sie im Sommer im Schatten oder in einer Garage, und konditionieren Sie die Batterie im Winter vor, während sie noch am Stromnetz angeschlossen ist, um die durch Kälte verursachte Leistungsminderung zu verringern.
- Die meisten modernen Elektrofahrzeuge verfügen über aktive Wärmemanagementsysteme, die die Batterie während des Ladevorgangs und der Fahrt schützen – aber die richtige Nutzung hat immer noch einen erheblichen Einfluss auf den langfristigen Kapazitätserhalt.
- Die 12V-Hilfsbatterie benötigt separate Aufmerksamkeit – sie kann ausfallen, während der HV-Akku intakt ist, und ein Ausfall der 12V-Batterie verhindert den Betrieb des Elektrofahrzeugs.
Bei einigen Modellen beträgt die Reichweite mit einer einzigen Ladung bis zu 500 Meilen und mehr. Die Aufrechterhaltung dieser effektiven Reichweite hängt von der ordnungsgemäßen Aufrechterhaltung der Akkulaufzeit ab.
So funktionieren Lithium-Ionen-Batterien
Es ist hilfreich, die Funktionsweise eines Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) zu verstehen, wenn Sie wissen möchten, wie Sie Kapazitätsverluste durch den Gebrauch vermeiden können. Eine Batterie enthält eine Anode, eine Kathode, einen Separator und einen Elektrolyten. Das Elektrolytmaterial enthält eine Lithiumlösung, die nur Ionen durch einen dünnen Kunststofffilm, den sogenannten Separator, überträgt, der die Anode und die Kathode voneinander trennt.
Beim Entladen der Batterie wandern Lithiumionen in eine Richtung – von der negativ geladenen Anode zur positiv geladenen Kathode. Beim Laden der Batterie fließen die Ionen in die andere Richtung.
Das gleiche Prinzip gilt auch für andere Batterietypen. Allerdings haben Li-Ionen-Batterien eine höhere Energiedichte und keinen Memory-Effekt, was sie zu einer großartigen Option für Elektrofahrzeuge macht.
Was beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit einer Elektrofahrzeugbatterie?
Die Lebensdauer der Batterie von Elektrofahrzeugen wird sich im Laufe der Jahre zwangsläufig langsam verschlechtern, und die meisten Autohersteller gewähren auf die Batteriepakete eine Garantie von etwa acht Jahren gegen Defekte. Bei einigen Batterien kommt es auf zwei Arten zu einem schnelleren Leistungsabfall als bei anderen: Kapazitätsverlust oder Leistungsverlust. Durch den Kapazitätsabfall wird die Energiemenge verringert, die der Akku speichern kann, während durch den Leistungsabfall die Geschwindigkeit verringert wird, mit der der Akku entladen und wieder aufgeladen werden kann, was Auswirkungen auf die Leistung hat.
Diese Effekte sind auf einige häufig vorkommende Vorgänge zurückzuführen und müssen nicht zwangsläufig falsch oder schlecht sein. Sie können die Verschlechterung in Schach halten und Maximieren Sie die Akkulaufzeit mit diesen fünf Aktionen:
1. Minimieren Sie die Exposition gegenüber extremen Temperaturen
Wussten Sie, dass Hersteller von Autoladegeräten wie Wallbox Temperaturempfehlungen für das Laden Ihres Elektrofahrzeugs haben? Die beste Temperatur zum Laden eines Li-Ionen-Akkus liegt zwischen 15 und 35 Grad Celsius bzw. 59 und 95 Grad Fahrenheit. Natürlich ist es unmöglich, Ihr Auto immer in diesem Temperaturbereich zu betreiben oder zu laden, aber es ist das, was Ihre Batterie bevorzugt.
Wenn Ihre EV-Batterie extremen Belastungen ausgesetzt ist hohe Temperaturen, es kann den Separator und die Materialien, die Verbindungen in der Batterie binden, schädigen. Es können auch andere Effekte wie die Zersetzung des Elektrolyten auftreten. Und bei kalten Temperaturen ist es für Ionen viel schwieriger, durch das Separatormaterial zu gelangen.
2. Widerstehen Sie dem Drang, den Akku aufzuladen
Die Angst vor der Reichweite ist einer der größten Kritikpunkte für die Einführung von Elektrofahrzeugen, was bei Ihnen vielleicht Anklang finden könnte. Für die meisten potenziellen Käufer, insbesondere für diejenigen, die täglich pendeln, ist die Möglichkeit wichtig, überallhin reisen zu können, ohne befürchten zu müssen, dass der Akku leer wird oder ein ungeplanter Ladestopp erforderlich ist. Wenn Sie jemand sind, der die Ladung stets auf 100 % aufladen möchte, wird das Ihren Akku stark belasten.
Das ständige Aufrechterhalten eines hohen Ladezustands kann eine wiederaufladbare Batterie tatsächlich schwächen. Das gilt als Überladung. Wie bei jedem anderen Lithium-Ionen-Akku – wie man ihn auch in einem Laptop findet – ist es besser, den Akku ab und zu entladen zu lassen, bevor man ihn wieder auflädt. Wenn die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs also bei 80 % ist und Sie wissen, dass Sie am nächsten Tag 30 % Ihrer Reichweite verbrauchen werden, sollten Sie darüber nachdenken, es vom Stromnetz zu trennen. Schließen Sie es morgen an, wenn es bei 50 % oder sogar etwas darunter liegt.
3. Lassen Sie es nicht vollständig entladen bleiben
Batterien von Elektroautos sind nicht wie ein Kraftstofftank, der sich physisch entleert und einfach durch „Auftanken“ wieder aufgefüllt werden kann. Wenn sie bis auf Null entladen sind, behalten sie eine kleine Ladung bei, um Schäden an der Batterie zu verhindern. Wenn sich dieser jedoch aufgrund mangelnder Nutzung oder Lagerung entlädt, beeinträchtigt dies die Lebensdauer Ihres Akkus.
Vermeiden Sie es, die Batterie vollständig zu entladen, da sich dadurch Übergangsmetalle im Inneren auflösen und andere schädliche Auswirkungen haben können. Wenn Sie den Tank wiederholt auf „leer“ laufen lassen, wirkt sich dies im Laufe der Zeit kumulativ auf Ihre Reichweite und Leistung aus.
4. Langsamere Ladevorgänge sind besser
Autohersteller rühmen sich ihrer Schnellladefähigkeiten (wird als Level-3-Laden bezeichnet), darunter CCS-Schnellladen, Tesla Supercharger und CHAdeMO-Ladegeräte. In manchen Fällen können Sie den Akku in etwa 80 Minuten auf 15 % aufladen, und das ist perfekt für einen geschäftigen Lebensstil. Wenn es jedoch häufig durchgeführt wird, kann dies jedoch zu Lasten der Akkulaufzeit gehen.
Insbesondere beim Laden der Stufe 3 kann schnelles Laden in Kombination mit warmen Außentemperaturen zu einer beschleunigten Batterieverschlechterung beitragen. Im Laufe einiger Jahre beträgt der Kapazitätsunterschied zwischen Akkus, die Level 3 verwendet haben, und Akkus, die Level 2-Ladevorgänge nutzen, wahrscheinlich nur ein paar Prozent, aber er ist signifikant genug, um eine Diskussion zu rechtfertigen.
5. Lassen Sie den Akku vor dem Laden abkühlen
Wie bereits erwähnt beeinflussen die Temperaturen beim Parken und im Betrieb die Akkulaufzeit, aber auch die Temperatur des Akkus selbst. Nach einer Fahrt mit höheren Entladeraten, sei es durch Schleppen und Transportieren oder durch starkes Beschleunigen, kann die Temperatur der Batterie erheblich ansteigen. Dies liegt daran, dass der Ionenfluss von der Anode zur Kathode viel schneller erfolgt und als Nebenprodukt Wärme erzeugt wird. Das Laden bei noch heißem Akku hat den gleichen Effekt wie das Laden bei extrem warmen Umgebungstemperaturen.
Geben Sie Ihrem Elektrofahrzeug stattdessen Zeit zum Abkühlen, bevor Sie es an das Ladegerät anschließen. Selbst eine halbe oder eine Stunde in einer kühlen Garage kann die Batterie abkühlen, sodass sie eine Aufladung ohne Auswirkungen leichter aufnehmen kann.
Etwas zusammenfassen…
Alle wiederaufladbaren Batterien werden mit der Zeit schwächer, aber der Trick besteht darin, dass Ihre Batterien so lange wie möglich optimal funktionieren. Es wird einen Unterschied machen, wie viel Freude Sie an Ihrem Fahrzeug haben und wie sehr Sie ihm vertrauen, während Sie es besitzen, und es wird auf jeden Fall dazu beitragen, dass Ihr Wiederverkaufswert zu gegebener Zeit höher bleibt.
Zur besten Pflege Ihrer Elektrofahrzeugbatterie gehört, wenn möglich, extreme Hitze und Kälte zu vermeiden, die Batterie nicht zu überladen oder vollständig zu entladen und die Ladegeschwindigkeit so langsam und gleichmäßig wie möglich zu halten.
Häufig gestellte Fragen
Welche Gewohnheit ist am wichtigsten, um die Lebensdauer von Elektrofahrzeugbatterien zu maximieren?
Der tägliche Ladezustand der Batterie sollte zwischen 20 % und 80 % liegen. Lithium-Ionen-Zellen werden an den Extrempunkten am stärksten beansprucht – nahe 0 % (Tiefentladung verursacht chemische Schäden) und dauerhaft nahe 100 % (hohe Spannung beschleunigt den Alterungsprozess). Die meisten Hersteller von Elektrofahrzeugen und Lade-Apps ermöglichen es, eine Ladebegrenzung von 80 % für den täglichen Gebrauch festzulegen und so die volle Ladung für längere Fahrten zu reservieren.
Beschädigt Gleichstrom-Schnellladung die Batterien von Elektrofahrzeugen?
Gelegentliches Schnellladen hat nur geringe Auswirkungen auf einen gut konstruierten Akku mit aktivem Wärmemanagement. Häufiges, tägliches Schnellladen mit Gleichstrom – insbesondere bei warmem Wetter – erzeugt mehr Wärme und liefert Energie mit einer Geschwindigkeit, die die Zellchemie auf Dauer belastet. Das Laden mit Wechselstrom (Level 2) ist schonender für den Akku und wird als primäre Lademethode für den täglichen Gebrauch empfohlen.
Wie beeinflusst die Temperatur die Gesundheit von Elektrofahrzeugbatterien während des Ladevorgangs?
Das Laden einer kalten Batterie mit hohen Stromstärken kann zu Lithiumplattierung führen – einer Form irreversibler Schäden. Die meisten Elektrofahrzeuge reduzieren die Ladegeschwindigkeit bei Kälte automatisch, es ist jedoch ratsamer, die Batterie vor dem Ladevorgang im angeschlossenen Zustand vorzukonditionieren (sie also vor dem Laden zu erwärmen). Bei Hitze regelt das Batteriemanagementsystem die Kühlung; es hilft jedoch, das Laden direkt nach einem Schnellladen bei hohen Temperaturen zu vermeiden.
Sollte ich mein Elektroauto jeden Abend auf 100 % aufladen?
Für die meisten alltäglichen Fahrsituationen: Nein. Eine tägliche Ladebegrenzung auf 80 % reduziert die Zeit, die der Akku in einem hohen Ladezustand verbringt. Dies ist einer der Faktoren, die den Verschleiß beschleunigen. Die meisten Hersteller empfehlen, den Akku nur vor längeren Fahrten vollständig aufzuladen. Beachten Sie die Angaben in der Bedienungsanleitung Ihres Fahrzeugs – einige neuere Akkutechnologien (wie LFP) vertragen eine vollständige Ladung besser als NMC-Zellen.
Benötigen Elektroauto-Batterien eine professionelle Wartung?
Ja – die 12-V-Zusatzbatterie sollte in regelmäßigen Wartungsintervallen mit einem professionellen Tester wie dem geprüft werden. xLVS-9000Dieses Gerät wurde speziell für die 12-V-Diagnose in Elektrofahrzeugen entwickelt. Bei merklich verringerter Reichweite oder verändertem Ladeverhalten sollte der Hochvolt-Akku mit einem Diagnosegerät oder einem entsprechenden Diagnosesystem überprüft werden. Die frühzeitige Erkennung von Modulproblemen ermöglicht eine gezielte Reparatur anstelle eines kompletten Akkutauschs.
Welche Branchenressourcen behandeln bewährte Verfahren zur Pflege von EV-Batterien?
Das DOE-Büro für Fahrzeugtechnologien veröffentlicht Ratgeber zum Besitz von Elektrofahrzeugen und zur Batteriepflege. SAE International Die technischen Standards für die Prüfung und Leistung von Elektrofahrzeugbatterien werden aufrechterhalten. Die Bedienungsanleitungen der Fahrzeughersteller sind nach wie vor die maßgebliche Quelle für modellspezifische Ladeempfehlungen.