Die Batterie ist das Herzstück eines jeden Elektroautos: Sie versorgt den Motor mit Energie, mit ihr sinkt und fällt die potentielle Reichweite. Seit der Einführung des ersten E-Mobils hat sich die Technik rasant verbessert, sodass Fahrer immer weitere Strecken zurücklegen können. Doch auch Sie als Besitzer sollten einige Tipps einhalten, um die Batterie zu schonen.
Welche Bedeutung hat die Batterie für Elektroautos?
Im frühen 19. Jahrhundert legte Alessandro Volta mit seiner „Volta’schen Säule“ den Grundstein für die heutige Batterie und erkannte, wie Strom gespeichert werden kann. Welche Bedeutung sie für unsere technische Entwicklung hat, ist spätestens seit der Einführung von Handys bekannt – in Zeiten von E-Mobilität scheinen jedoch neue Grenzen erreicht zu werden. Allein durch Batterien kann ein Stromer laut Hersteller heute bis zu 600 Kilometer – und somit auch die Strecke von Berlin bis München – zurücklegen, wie die E-Limousine Tesla Model S P100D demonstriert.
Die Batterie oder auch Akku genannt ist der wohl wichtigste Erfolgsfaktor für die E-Mobilität. Mit ihr steht und fällt die Alltagstauglichkeit der Stromer – so bestimmt die Batterie nicht nur, welche Reichweite die Autos zurücklegen können, sondern auch die Ladedauer. Für Hersteller bedeutet die Batterie somit gleichermaßen eine enorme Chance und die wohl größte Herausforderung. Modelle wie der Tesla S sind zwar schon heute reichweitenstark, für die breite Masse jedoch kaum erschwinglich. Die Kosten müssen in Zukunft also reduziert, während die Leistung des Elektroauto-Akkus weiter verbessert werden muss – ein Spagat, an dem Entwicklungszentren der Hersteller fieberhaft arbeiten.
Wie ist der Stand der Forschung?
Momentan, und das zählt wohl zu den Hauptkritikpunkten der E-Mobilität, können Stromer in puncto Reichweite noch nicht mit Verbrennern Schritt halten. Gerade deshalb ist die Batterieforschung auch in Deutschland wieder zu einem wichtigen Thema geworden. Hersteller müssen hier verschiedenste Anforderungen unter einen Hut bekommen, wie zum Beispiel:
- Verbesserung der Leistung und Kapazität
- Maximierung der Haltbarkeit
- Senkung der Kosten
- Reduzierung von Größe und Gewicht
Stand der Entwicklung ist heute die Lithium-Ionen-Batterie, die über eine hohe Energiedichte von rund 100 bis 200 Kilowattstunden (kWh) bei gleichzeitig hoher Haltbarkeit verfügt. Verbraucher wie Forscher hoffen darauf, dass bis zum Jahr 2020 auch die Lithium-Luft-Batterie ausgereift ist. Bei dieser wird durch umgebende Luft zusätzliche Energie erzeugt, mit der die Leistung circa 30 Mal besser im Vergleich zum jetzigen Stand werden könnte. Gleichzeitig müssen trotz immenser Qualitätsverbesserung jedoch die Kosten so gehalten werden, dass die E-Autos insgesamt erschwinglicher werden.
So funktioniert die Elektroauto-Batterie
Batterien fungieren in E-Cars als Energiespeicher, der auf Bedarf elektrische Energie in das Antriebsaggregat einspeist. Weiteres wichtiges Merkmal ist die Wiederaufladbarkeit, ohne die das Auto quasi überhaupt nicht alltagstauglich wäre. Dabei existieren verschiedenste Formen von Elektroauto-Batterien, jedoch hat sich gerade bei neueren Modellen die sogenannte Lithium-Ionen-Batterie durchgesetzt. Aktuell stellen sie die höchstleistende Art dar, da Lithium besonders große Mengen an Energie speichern kann.
Da die Batterie im Elektroauto zwei Funktionen erfüllen muss, nämlich sowohl das Auf- als auch das Entladen von Energie, spielen sich zwei wichtige Prozesse ab: Vereinfacht ausgedrückt werden Ionen des Metalls Lithium zu einer negativ geladenen Zelle transportiert und in Kohlenstoff eingelagert. Letzterer fungiert als Speichermedium – so vollzieht sich also der Ladevorgang. Um die Energie dann wieder zu entladen, verläuft der Prozess in umgekehrter Weise. Daraus ergeben sich folgende Vor- und Nachteile: VorteileNachteileinnovative Materialzusammensetzungteuer in der Produktiongroße Kapazitätextreme Temperaturen können Funktionsweise beeinträchtigenEnergiedichte fast doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Batterienmit dem Alter der Batterie sinkt auch die Kapazität Das größte Manko dieser innovativen Batterie ist der Kostenfaktor. Je besser und ausgefeilter sie ist, desto höhere Preise müssen Sie einkalkulieren. Hersteller mit höchstleistenden Batterien wie Tesla können Kunden deshalb zwar mit einer immensen Reichweite erfreuen, für die Kaufpreise muss jedoch auch am tiefsten in die Tasche gegriffen werden.
Wie viel kann eine Elektroauto-Batterie kosten?
Die Preise für Lithium-Ionen-Batterien sinken von Jahr zu Jahr und sind derzeit bei 230 Euro für jede Kilowattstunde angelangt. Zum Vergleich: Im Jahr 2007 lagen sie noch bei rund 1.000 Euro. Dennoch zählt die Batterie zu den teuersten Komponenten in Stromern. Da sich der Preis pro Kilowattstunde errechnet, bestimmt vor allem die Kapazität, was Elektroauto-Batterien die Hersteller kosten. Der kompakte Stadtflitzer smart fortwo eletric drive hat zum Beispiel eine vergleichsweise geringe Batteriekapazität von 17,6 kWh. Selbst hier macht die Batterie somit einen Kostenanteil von über 4.000 Euro aus.
Für Tesla wird es in Puncto Batterie weitaus kostspieliger: Das neue Model S, auch als Luxusvertreter der E-Mobilität bekannt, weist eine Batteriekapazität von 100 kWh auf. Werden die durchschnittlichen Kosten von 230 Euro/kWh unterstellt, beläuft sich der Gesamtpreis für die Batterie auf satte 23.000 Euro. Für Sie als Verbraucher macht sich der Höchstleistungs-Energiespeicher vor allem durch eine Reichweite bemerkbar, die in der Branche ihresgleichen sucht. Der Kaufpreis des neusten Modells P100D präsentiert sich dementsprechend hoch und liegt derzeit bei 152.000 Euro. Schnell wird hier klar: Wer mit dem E-Auto besonders weit fahren möchte, muss bislang tief in die Tasche greifen.
Elektroauto-Batterie: kaufen oder mieten?
Auch Hersteller wissen, dass der Kaufpreis für ihre Elektroautos oft alles andere als erschwinglich ist. Die Autobauer bieten daher oft die Option an, die Batterie lediglich zu mieten. Hier kann sich der Kaufpreis um mehrere Tausend Euro verringern, hinzu kommen jedoch laufende monatliche Kosten.
Der beliebte Nissan Leaf ist zum Beispiel inklusive Batterie ab 29.265 Euro erhältlich. Optional kann die Batterie auch monatlich gemietet werden, dies kostet laut Hersteller ab 79 Euro pro Monat bei einer dreijährigen Laufzeit. Hier verringert sich der anfängliche Kaufpreis um fast 6.000 Euro. Einige E-Autos, wie etwa der beliebte Kleinwagen Renault Zoe sind sogar bereits nur noch über das Mietmodell erhältlich. Welche Variante die für Sie passende ist, lässt sich nicht pauschal beantworten. So bieten beide Optionen ihre Vorteile: Batterie im Kaufpreis enthaltenBatteriemieteUnabhängigkeit vom Hersteller nach dem Kaufgarantierte Leistung: kostenfreie Neuinstallierung bei Leistungsabfallkeine laufenden, monatlichen KostenKaufpreis niedrigervollständiger Besitz des Fahrzeugsfür diejenigen interessant, die Fahrzeug nur wenige Jahre fahren möchten
Tipps für eine lange Batterie-Lebensdauer
Die nutzbare Kapazität von Elektroauto-Batterien wird als State of Health (SOH) bezeichnet. Diese unterliegt einem Alterungsprozess – so verändern sich die Materialeigenschaften mit steigender Lebensdauer, wodurch die Kapazität unweigerlich abnimmt. Zum anderen trägt jedoch auch die Abnutzung dazu bei, die bei jedem Ladevorgang eintritt.
Bei Lithium-Ionen-Akkus wird derzeit von einer Lebensdauer von rund acht bis zehn Jahren ausgegangen – das bedeutet aber nicht, dass der Elektroauto-Akku dann unbrauchbar ist, sondern vielmehr nur noch rund 70 bis 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität verbleibt. Gleichermaßen verringert sich dann leider auch die Reichweite, die Sie mit dem E-Mobil mit voll geladener Batterie zurücklegen können. Gerade deshalb sollten Sie einige Tipps beachten, um den Verschleiß so gering wie möglich zu halten:
1. Tief- und Hochentladung meiden
Besonders negativ wirkt es sich auf die Lebensdauer aus, die E-Auto-Batterie komplett leerzufahren. Experten sprechen sich regelmäßig für einen Akkustand aus, der sich zwischen mindestens 20 und höchstens 80 Prozent bewegt. Grund dafür ist die Spannung innerhalb der Batteriezellen, die dann entweder zu gering oder zu hoch ausfällt. Zwar sind derartige Batterien im Elektroauto meist mit einem System versehen, das vor Vollentladung schützt, doch auch diese Grenze sollte nicht ständig ausgereizt werden.
2. Extrem hohe und niedrige Temperaturen meiden
Ebenfalls negativen Einfluss auf den SOH der Batterie hat extreme Kälte oder Hitze. So arbeiten Lithium-Ionen-Batterien am besten bei Temperaturen zwischen 15 und 25 Grad. Im Sommer sollten Sie Ihr E-Car deshalb nicht zu häufig in der prallen Sonne abstellen, im Winter stellt die Garage den passenden Parkplatz dar.
3. Regelmäßige „Schnarchladungen“ durchführen
Bei Schnellladungen wird die Batterie innerhalb von nur 20 bis 30 Minuten mit Strom vollgeladen. Besonders auf langen Strecken ist dies überaus bequem, da die Fahrt so nicht lange unterbrochen werden muss. Dennoch sollte dies nicht zu oft durchgeführt werden – schließlich leidet mit der Zeit auch die Kapazität der Elektroauto-Batterie darunter. Immer wenn es Ihnen möglich ist, sollten Sie also längere Ladevorgänge, die sogenannten Schnarchladungen, wählen.
