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Elektroautos können immer schneller geladen werden. Doch es gibt Vorbehalte dagegen – unter zu häufigem Schnellladen soll die Batterie leiden. In einem Blogbeitrag schreibt Dan Corfas, Produktleiter beim Batteriehersteller StoreDot, dass sein Unternehmen ultraschnelles Laden ermöglicht, ohne dass sich die Lebensdauer der Batterie verkürzt.
Immer mehr Elektroautos sind schnellladefähig
Laut dem Marktforschungsunternehmen IHS Markit waren 2015 lediglich drei Prozent aller batterieelektrischen Fahrzeuge mit 100 kW schnellladefähig. Heute ist die Situation ganz anders: Viele beliebte Elektrofahrzeuge von Opel, Ford und VW vertragen diese Ladeleistung. Einige Modelle von Hyundai, Kia, Tesla, Audi, Porsche, BMW und Jaguar Land Rover lassen sich sogar mit über 200 kW aufladen.
Wie Laden mit Gleichstrom die Leistung der Batterie beeinflusst
Schnellladen mit Gleichstrom, insbesondere ultraschnelles Laden oder „Extreme Fast Charging“, wie es die Batterien von StoreDot versprechen, kann allerdings die Lebensdauer verkürzen oder den State of Health (SoH) von Batterien verschlechtern, also den „Gesundheitszustand“ einer Batterie.
Als Beispiel nennt Dan Corfas eine Studie des Telematik-Unternehmens Geotab mit 6.300 Elektrofahrzeugen. Sie zeigte, dass sich der Zustand der Batterie bei den 21 untersuchten Modellen um etwa 2,3 Prozent pro Jahr verschlechterte. Unter idealen Klima- und Ladebedingungen waren es dagegen nur 1,6 Prozent.
Diese Ergebnisse zeigen, dass schon schnelles Laden mit nur 50 kW deutliche Auswirkungen auf den SoH-Wert einer Batterie hat. Umso mehr, wenn das Fahrzeug in einer heißen Klimazone unterwegs ist (definiert mit mindestens fünf Tagen im Jahr mit Temperaturen über 27 Grad Celsius).
Wenn das Fahrzeug unter diesen Bedingungen öfter als dreimal pro Monat schnell geladen wurde, sank der durchschnittliche SoH-Wert über 48 Monate auf etwa 80 Prozent. Zum Vergleich: Bei einem Fahrzeug, das nie schnell geladen wurde, lag der Wert bei 90 Prozent. Begrenzte man die Anzahl der Schnelllade-Vorgänge auf dreimal pro Monat, erreichte man einen besseren SoH-Wert von 85 Prozent.
Hersteller empfehlen Schnellladen nur bei Bedarf
Deshalb empfehlen viele Hersteller, Gleichstrom-Ladestationen nur bei Bedarf zu nutzen. Fürs tägliche Laden sollten E-Auto-Fahrer stattdessen zuhause oder an einer (langsameren) Normalladestation mit Wechselstrom laden. Das berücksichtige allerdings nicht die Bedürfnisse von Elektroautobesitzern, die keine eigene Ladestation hätten, etwa in Innenstädten. Denn diese seien womöglich immer auf öffentliche DC-Schnellladestation angewiesen, schreibt Dan Corfas.
Deshalb werde es immer wichtiger, dass Hersteller Ladesysteme und insbesondere Akkus entwickeln, die sicheres Hochleistungsladen ermöglichen, ohne dass sich die Lebensdauer oder der SoH-Wert des Akkus verschlechtere. Hier kommt die Batterietechnologie von StoreDot ins Spiel.
Die XFC-Batterien von StoreDot: 100 Meilen in fünf Minuten
Wie Corfas darlegt, kann ein typisches E-Auto mit einer Batteriekapazität von 60 kWh an einer Hochleistungs-Schnellladestation in knapp unter 17 Minuten Strom für 100 Meilen aufladen, etwa 160 Kilometer. Dies sei größtenteils durch die derzeitige Li-Ionen-Batterietechnologie bedingt, welche die Ladegeschwindigkeit auf etwa 2 C begrenze.
Die Extreme-Fast-Charging (XFC)-Batterie von StoreDot dagegen kann in 10 Minuten auf 80 Prozent aufgeladen werden. Das senkt die Ladezeit für 100 Meilen auf fünf Minuten. Und zwar ohne Auswirkungen auf den SoH-Wert und damit auf die Langlebigkeit der Batterie, so Dan Corfas.
Die XFC-Batterie schaffe über 1.250 kontinuierliche und aufeinanderfolgende Ultra-Schnellladezyklen mit einer mehr als dreimal höheren Ladegeschwindigkeit als die meisten aktuellen Lithium-Ionen-Akkus, bevor ihr SoH-Wert auf 80 Prozent sinke. Selbst nach 1.700 Zyklen, weit mehr als der aktuelle Industriestandard, behalten sie Corfas zufolge 70 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Elektroautofahrer hätten damit die Sicherheit, dass ihre Fahrzeuge viele tausend Kilometer durchhalten, so Corfas.
Darüber hinaus verfüge die StoreDot-Batterie über eine konstante Ladekurve. Herkömmliche Li-Io-Akkus reduzierten typischerweise die Laderate ab einem Ladestand von etwa 40 Prozent. Die XFC-Zellen von StoreDot ermöglichten dagegen eine konstante Rate während der gesamten Ladedauer. Deshalb sei die Zeit für das Laden für 100 Meilen Reichweite immer dieselbe, was auch die Planung von Fahrten erleichtere.
Der State of Health einer Batterie wird immer wichtiger
Wenn immer mehr Elektroauto-Batterien ihr „erstes“ Lebensende im Auto erreichen, werde der State of Health immer wichtiger, argumentiert Corfas. Denn die Batterien werden anschließend in ihrem zweiten Leben als stationäre Netzspeicher für erneuerbare Energien oder zur Deckung des Spitzenstrombedarfs eingesetzt.
Außerdem seien die Auswirkungen des Schnellladens nicht nur für Elektroauto-Besitzer interessant, sondern auch für Hersteller. Da OEMs ihre Batteriegarantien auf einen garantierten State of Health innerhalb einer bestimmten Kilometerleistung erweitern wollen, müssen Hersteller ihre Batterien zukunftssicher machen. Dabei müssten sie auch die Einführung einer leistungsfähigeren Ladeinfrastruktur und deren Nutzung berücksichtigen, schreibt Dan Corfas.
Quellen / Weiterlesen
„Verkürzt Schnellladen die Lebensdauer der Elektroauto-Batterie?“
–JA
„In einem Blogbeitrag schreibt Dan Corfas, Produktleiter beim Batteriehersteller StoreDot, dass sein Unternehmen ultraschnelles Laden ermöglicht, ohne dass sich die Lebensdauer der Batterie verkürzt.“
–Blanker Unsinn, wie fast alle sogenannte Blogbeiträge.
Danke, Herr Hiller, dass Sie diesen Quatsch in Ihrem Artikel korrigieren. Schnellladen schadet den Akkus und ist mit massiven Netzseite-Problemen sowie thermischen Verlusten in den Ladegeräten behaftet.
Der Ausbau des Stromnetzes ist auch politisch nicht gewollt. Zwar forcieren u.a. Bündnis90/Die Grünen auf Bundesebene den Ausbau erneuerbarer Energien, auf Kommunalebene jedoch verhindern auch deren Bürgermeister den Bau von Leitungen. Dafür wurde sogar ein eigenes Hasswort geschaffen: „Stromautobahn“. Klar, niemand will eine Autobahn durch seine Ortschaft….
@Rainer Proebstl:
Von welchen massiven Netzseite-Problemen sprechen Sie hier? Ich kenne keine solchen Aussagen im Zusammenhang mit Schnellladern von den Netzbetreibern. Und die müssen es ja wissen.
Das Schnellladen den Akkus schadet, ist so für dich allein eine Nullaussage. Auch langsames Laden, genauso wie entladen „schadet“ dem Akku. Jede Benutzung „schadet“ ihm. Aber genau dafür wurde er gebaut. Ja, Schnellladen erhöht die Alterung des Akkus etwas schneller als langsames Laden. Aber das sollte in der Realität in einem normalen Autoleben für den Endnutzer keine große Relevanz haben. Die paar Prozente Reichweitenverlust nach 10 Jahren Benutzung merkt er in den meisten Fällen wohl nicht wirklich.
„Ich kenne keine solchen Aussagen im Zusammenhang mit Schnellladern von den Netzbetreibern. Und die müssen es ja wissen.“
Ja, die wissen es.
Lesen Sie die TAB der Netzbetreiber (technische Anschlussbedingungen) sowie weitergehende Vorschriften für Schalthandlungen.
„Schnellladen erhöht die Alterung des Akkus etwas schneller als langsames Laden“
Genau das tut es, aber nicht etwas, sondern deutlich. Dabei ist hauptsächlich die Hitzebeanspruchung der Kunststoffkomponenten ein Thema, was man so liest. Akku und Ladegerät werden beim Schnellladen sehr heiß. Hier ist auch die technische Grenze des Schnellladens, teilweise gehen die Versuche bis an die maximal zulässige Erhitzung des Akkus.
Wechselakkus würden das Problem an der Wurzel beseitigen. Nicht vergessen, das alles soll ja dem Umweltschutz dienen.
Die E-Mobilität wird sich in dieser-Akku-Form nnicht durchsetzen.
Einmal weil bei der Herstellung von Akkus 8-10 mal mehr CO2 produziert wird, zum Zweiten, weil es nicht praktikabel ist einen Akku über Stunden laden zu müssen, zum Dritten, weil schnelladen dem Akku schadet, zum Vierten, weil die Entsorgung und Wiederverwertung zwar verbessert wurde, aber in dieser Form nicht akzeptabel sein darf und sein wird.
Nicht die Reichweite ist das Problem, in anbetracht dessen dass die Durchschnitts-Km nicht mehr als ca.40Km betragen, sondern ausschließlich die Ladezeit.
Es gäbe ausgereifte Möglichkeiten mit Elektr. zu fahren, die aber nicht in dem Ausmaß unterstützt werden.
Man müsste sich einen fatalen Fehler eingestehen was die Derzeitige Entwicklung angeht und das darf nicht geschehen, was es an sich sollte. Diese wirtschaftliche Entwicklung zu stoppen bzw. auf eine bessere Alternative umzurüsten wäre eine Katastrophe und es müssten Köpfe rollen.