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12/05/2011

Batterien-Haltbarkeit ist der Knackpunkt.

Was die Lithium-Akkus besonders schnell altern lässt. Wo Autofahrer umdenken müssen.

von Maria Brandl

Mittelfristig gelten Lithium-Ionen-Akkus als die attraktivsten Energiespeicher für Autos mit reinem oder teilweisem Elektro-Betrieb.

Ein Knackpunkt für die Kundenakzeptanz ist die Haltbarkeit dieser Batterien, die Lebensdauer. Umso mehr, als ein Austausch extrem teuer kommt: Selbst für einen Kleinwagen kostet ein Batteriesatz mehr als 10.000 Euro, also mehr als so manches "normale" Kompaktauto.

Erkennbar für den Kunden ist die Alterung etwa durch schlechteres Laden, die Reichweite mit einer vollen Ladung sinkt von 150 auf 100 km, auch "bestimmte Beschleunigungsvorgänge sind nicht mehr wie gewohnt möglich. Das ist man vom Verbrennungsmotor nicht gewohnt", so Manuel Fischnaller, Universität Bochum, auf dem Elektronik-Kongress des VDI in Baden-Baden. Verschärft wird dieses Problem dadurch, dass "die schlechteste Zelle die Performance (des ganzen Batteriesatzes Anm.) definiert."

Mangelnde Erfahrung

Da es nach wie vor keine Erfahrungen mit Lithium-Akkus im Auto über mehrere Jahre gibt und "zeitraffende Untersuchungsverfahren erst in Entwicklung und noch nicht ausreichend verifiziert sind", die Lebensdauer der Akkus aber sowohl für die Hersteller wie für die Kunden von großem Interesse ist, wurde an der Uni Bochum ein Testzentrum zur Untersuchung der Batterien-Alterung aufgebaut.

Aus der Alterung von Einzelzellen werden Rückschlüsse fürs Gesamtsystem gezogen. Die Erfahrung über die Jahre kann zwar auch dieser Ansatz nicht ersetzen, wie Fischnaller zugibt, es handelt sich hier um eine Simulation, aber schon jetzt gibt es überraschende Erkenntnisse, die einige wichtige bisherige Annahmen widerlegen.

Fischnaller: "Die Alterung von Lithium-Ionen-Zellen ist im Wesentlichen durch Temperatur, Stromstärke, Ladezustand und Entladetiefe bestimmt."

Schnellladen

Nach seinen Tests ist er überzeugt, "dass durch Schnellladen die Batterien weniger schnell altern als durch hohe Temperaturen." Wenn plus 25 C deutlich überschritten werden. Bisher hielt man Schnellladen für besonders heikel für die Lebensdauer der Batterie. Weniger sensibel reagieren Lithium-Ionen-Akkus auf niedrige Temperaturen, "was für das Kaltstartverhalten vorteilhaft ist."

Bislang kaum beachtet wurde auch der Einfluss von "Bleifüßen". Laut Fischnaller sinkt dabei die Lebensdauer der Akkus beträchtlich, da ein kräftiger Druck aufs Gaspedal zu starker Entladung der Akkus führt, was diese wenig schätzen. Auch wenn ein Auto mit Lithium-Akkus etwa wochen- oder monatelang steht, sinkt die Lebensdauer.

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