Wissen-News Studie: Batterien in E-Autos haben wesentlich längere Lebensdauer als im Labor
Hauptinhalt
09. Dezember 2024, 12:55 Uhr
Laut einer neuen Studie erreichen E-Auto-Batterien unter realen dynamischen Fahrbedingungen eine deutlich höhere Lebensdauer als bei vielfachem gleichmäßigen Laden und Entladen im Labor.
Batterien von Elektrofahrzeugen, die einem alltäglichen Gebrauch in der realen Welt ausgesetzt sind – mit langen und kurzen Fahrten, häufigem Beschleunigen und Bremsen – halten um bis zu 38 Prozent länger, als durch übliche Labortests prognostiziert werde. Zu diesem Schluss kommt eine Studie von Wissenschaftlern aus Stanford (Kalifornien, USA). Tester, die sich mit Batterien befassen, hätten demnach bislang die Lebensdauer neuer Batteriedesigns fast immer im Labor mit konstanten Entladungsraten und anschließendem Wiederaufladen geprüft. Dies sei aber kein guter Weg, um die Lebenserwartung von Elektroauto-Batterien vorherzusagen, insbesondere für Menschen, die Elektroautos für den täglichen Pendlerverkehr benutzen, so die Studie, die in "Nature Energy" veröffentlicht wurde.
"Wir haben die Batterien von Elektrofahrzeugen bislang nicht auf die richtige Weise getestet", sagt Simona Onori, Hauptautorin der Studie. "Zu unserer Überraschung halten die Batterien im realen Fahrbetrieb – mit häufigem Beschleunigen, Bremsen, das die Batterien ein wenig auflädt, Anhalten, um in ein Geschäft zu gehen, und stundenlangem Ruhenlassen der Batterien beim Parken – länger, als wir auf der Grundlage von Standard-Labortests angenommen hatten."
Je näher am realistischen Fahrverhalten, desto länger hält die Batterie
Die Forschungsgruppe entwarf für ihre Studie vier Arten von Entladeprofilen für Elektrofahrzeuge, von der standardmäßigen konstanten Entladung bis zur dynamischen Entladung auf der Grundlage realer Fahrdaten. 92 handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien wurden mehr als zwei Jahre lang mit den verschiedenen Entladeprofilen getestet. Je realistischer die Profile ein tatsächliches Fahrverhalten widerspiegelten, desto höher kletterte die Lebenserwartung der Batterien.
Mehrere Faktoren tragen zu der unerwarteten Langlebigkeit bei, so die Studie. So zeigte sich beispielsweise eine Korrelation zwischen starken, kurzen Beschleunigungen und einer langsameren Entladung. Dies stand im Widerspruch zu den langjährigen Annahmen von Batterieforschern (einschließlich des Teams dieser Studie), dass Beschleunigungsspitzen schlecht für Elektroauto-Batterien sind. Wenn man mit dem Fuß kräftig auf das Pedal drückt, beschleunige das die Alterung aber nicht. Wenn überhaupt, dann verlangsame es den Alterungsprozess, erklärt Alexis Geslin, ein anderer Hauptautor der Studie.
Die Studie untersuchte auch das Zusammenspiel der beiden Alterungsarten einer Batterie: Zeitalterung und Ladezyklusalterung. Dabei wurde ein "Sweet Spot" für die durchschnittliche Entladerate identifiziert, bei dem sich beide Alterungsarten der getesteten Batterie die Waage halten. Dieses Zeitfenster lag im Bereich der realistischen Fahrweise von Elektrofahrzeugen. Automobilhersteller könnten deshalb ihre Batteriemanagement-Software aktualisieren, um die neuen Erkenntnisse zu nutzen und die Lebensdauer der Batterie unter realen Bedingungen zu maximieren, so die Forscher.
Links / Studien
Die Studie "Dynamic cycling enhances battery lifetime" ist im Fachjournal "Nature Energy" erschienen.
rr
Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 07. Dezember 2024 | 07:50 Uhr
MDR-Team vor 5 Wochen
Hallo Egone,
bei E-Autos kommen Rekuperationssysteme zum Einsatz, die den mechanischen Verschleiß der Bremsbeläge verringern. Einseitig abgenutzte Bremsen entstehen eher durch mangelnde Wartung als durch die Art des Fahrzeugs.
Die Reparaturkosten sind eher ein Beispiel für alternde Elektronik, was bei Fahrzeugen nach etwa 10 Jahren nicht untypisch ist, unabhängig vom Antrieb. Auch Verbrenner haben Steuergeräte, die ausfallen können. Moderne E-Autos sind in puncto Elektronik nicht zwangsläufig anfälliger, sondern profitieren oft von besseren Diagnosesystemen, die Defekte schneller erkennen.
Dass alle E-Autos in dieser Altersklasse Probleme bekommen, ist so pauschal nicht korrekt. Studien zeigen, dass viele E-Autos auch nach 10 Jahren noch zuverlässig laufen.
Die geringeren Betriebskosten von E-Autos gleichen viele potenzielle Reparaturen langfristig aus. Zudem sind die Energiekosten pro Kilometer meist niedriger.
- Das MDR WISSEN Team
Egone vor 5 Wochen
Übrigens hat mein 13jähriger SAAB (ca. 120 Tkm) vorne noch die ersten Bremsbeläge drauf. Die Hinteren mußten mal neu. Grund: Ich fahre wie ne lahme Ente, Bremse zu selten stark, es setzte sich ein Bremsbelag fest, darum wurde der andere extrem abgenutzt. Das Problem haben dann auch E-Autos, weil die hauptsächlich per Wirbelstrombremse bremsen. Bei ca. 20 Tkm waren die Stabilisatoren an den Vorderrädern hin. Nun sind Verstärkte drin und das war’s mit mechanischen Ausfällen. Starterbatterie ist die 3te. Aber kaputte Elektronik hat schon ca. 3.000€ Reparaturkosten verursacht. Erst das Lenkerschloß und dann das Zentralsteuergerät. Unser 9-jähriger Golf (ca. 90 Tkm) hat bisher nur neue Wischer, ne Starterbatterie und einen Öldruckschlauch (Materialpreis 8€) wegen Marderbiss erhalten. Der Wagen hatte praktisch noch nichts. Es KANN bei diesen älteren Autos was Größeres mit der Antriebstechnik passieren, muß aber nicht. Wie gesagt; Es trifft aber ausnahmslos ALLE E-Autos in dieser Alterklasse.
Egone vor 5 Wochen
Da ist Ihnen meine Intention anscheinend noch nicht momentan geworden. Zu Ihrem Bsp. Steuerkette: Wenn solch Reparatur in D tatsächlich so teuer ist, daß sich der Besitzer von diesem Wagen trennt, kommt der Wagen huckepack nach Osteuropa, wird dort viel günstiger repariert und kann noch viele Jahre weiterleben. Denn eine neue Steuerkette und ein paar Zahnräder kosten vielleicht ein paar hundert € (wenn überhaupt) und nicht 10 bis 15.000€ wie ne neue Batterie für z.B. nen ID3, die zwangsläufig notwendig ist. So ein teures Ersatzteil wird wohl nirgends auf der Welt in solch ein älteres E-Auto verbaut werden. Also immer und überall Schrott nach etwa 10 (?) Jahren, wenn dann das Lebensende der Batterien erreicht ist, wie man so liest.