Ist Gleichstrom-Schnellladen wirklich so schädlich für die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs? Wir haben die Experten gefragt
Es ist alltäglich, von Best Practices zu hören, um sicherzustellen, dass die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs über einen möglichst langen Zeitraum hinweg in Top-Zustand bleibt. Die wichtigste davon besteht darin, Ihr Elektrofahrzeug nur zu 80 % aufzuladen. Weit verbreitet ist jedoch auch die Vorstellung, dass das ständige Gleichstrom-Schnellladen Ihres Elektrofahrzeugs die Batterie in einer Weise entlädt, die sich auf die Reichweite auswirken kann.
Diese Aussicht wird noch dadurch verschärft, dass die Reichweite bei Elektrofahrzeugen bereits ein Thema ist. Reichweitenangst ist einer der größten Nachteile beim Kauf eines Elektrofahrzeugs, wenn man bedenkt, dass das Auftanken von Elektrofahrzeugen länger dauert und es weitaus weniger Ladestationen als Tankstellen gibt. Und wenn Sie Ihr Fahrzeug nur zu 80 % aufladen, erreichen Sie nur vier Fünftel der vom Hersteller angekündigten Reichweite.
Aber was ist, wenn Sie diese Regeln nicht befolgen? Nicht jeder hat den Luxus, ein Ladegerät für Elektrofahrzeuge bei sich zu Hause installieren zu können, und diejenigen, die immer noch ein Elektrofahrzeug wollen, bleiben bei langsamen öffentlichen Ladegeräten der Stufe 2 oder viel schnelleren Gleichstrom-Schnellladegeräten. Hat die ständige Verwendung dieser Gleichstrom-Schnellladegeräte wirklich Auswirkungen auf die Gesundheit der Batterie Ihres Elektroautos? Hier ist ein Blick.
Was ist DC-Schnellladen?
Die Steckdosen in Ihrem Zuhause liefern Wechselstrom (AC), vor allem weil es schon lange einfacher ist, ihn über große Entfernungen ohne nennenswerte Energieverluste zu übertragen. Wenn Sie ein Ladegerät an eine Steckdose in Ihrem Zuhause anschließen, versorgen Sie Ihr Elektrofahrzeug mit Wechselstrom. Das gilt auch für Ladestationen der Stufe 2 , die den vom Netz gelieferten Wechselstrom nutzen.
Es gibt nur ein Problem. Der Strom, den Ihr Elektrofahrzeug verbraucht, wird als Gleichstrom (DC) gespeichert. Wenn Sie eine Wechselstromquelle an Ihr Fahrzeug anschließen, muss dieses diese Energie in Gleichstrom umwandeln, den es speichern und später nutzen kann. Es gibt jedoch einen Weg, dies zu umgehen. Gleichstromladestationen wandeln den Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom um, bevor sie ihn an Ihr Elektrofahrzeug senden. Dabei umgehen sie im Wesentlichen den Bordstromwandler in Ihrem Auto und laden die Batterie direkt auf. Diese Lademethode wird üblicherweise als Level-3-Laden oder Schnellladen bezeichnet. Während Ladegeräte der Stufe 1 maximal etwa 1,8 Kilowatt und Ladegeräte der Stufe 2 etwa 20 kW leisten, können die meisten Gleichstrom-Schnellladegeräte derzeit mit bis zu 350 kW laden, sogar noch schneller DC-Schnellladetechnologie auf dem Weg.
Warum sollte das Gleichstrom-Schnellladen die Batterie meines Elektrofahrzeugs schwächen?
Was ist also grundsätzlich schlecht daran, schneller zu laden, wenn es darum geht, die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs zu schonen? Nun ja, von Natur aus nichts, aber schnelleres Laden kann mit einigen Kompromissen verbunden sein. Tatsache ist, dass beim Gleichstrom-Schnellladen mehr Wärme entsteht, was mit der Zeit die Verschlechterung der Zellen im Akkupack beschleunigen kann.
„DC-Schnellladen kann in manchen Fällen die Lebensdauer eines Elektrofahrzeugs verkürzen“, erklärte David Michery, CEO des Elektrofahrzeugherstellers Mullen Automotive , in einem Interview mit Digital Trends. „Im Vergleich zum Wechselstromladen (Stufen 1-2) hat das Gleichstrom-Schnellladen einen viel höheren Strom, erzeugt mehr Wärme und verursacht möglicherweise kinetische Probleme der aktiven Materialien, was zu einer schnelleren Batterieverschlechterung führen kann.“
Das scheint jedoch weitgehend theoretisch zu sein. Es lässt sich nicht leugnen, dass sich die durch das Gleichstrom-Schnellladen erzeugte zusätzliche Wärme auf lange Sicht wissenschaftlich auf die Batterie eines Elektrofahrzeugs auswirken würde. Elektrofahrzeuge sind mittlerweile schon seit geraumer Zeit unterwegs und Studien scheinen darauf hinzudeuten, dass das Gleichstrom-Schnellladen nicht so schädlich für die Batterie Ihres Autos ist wie bisher angenommen. Das könnte jedoch eher damit zu tun haben, wie ein Elektrofahrzeug das Laden intelligent handhabt, als einfach mit der allgemeinen Gleichstrom-Schnellladung.
Laut einer Studie von Recurrent , die an über 6.500 Tesla Model 3 durchgeführt wurde, hat häufiges Gleichstrom-Schnellladen nicht ganz so große Auswirkungen, wie manche bisher angenommen haben. Die Studie untersuchte Tesla-Fahrzeuge, die häufig (über 70 % der Zeit) mit Gleichstrom schnell aufgeladen werden, im Vergleich zu Fahrzeugen, die selten (weniger als 30 % der Zeit) mit Gleichstrom schnell aufgeladen werden, und stellte fest, dass der Trend der Batterieverschlechterung tatsächlich sehr ähnlich ist. Es ist wichtig zu beachten, dass die Studie von Recurrent zwar Fahrzeuge aus den Jahren 2012 bis 2023 umfasst, 90 % der untersuchten Fahrzeuge jedoch aus dem Jahr 2018 oder später und 57 % aus dem Jahr 2021 oder später stammten.
Allerdings ist es schwierig, an der Wissenschaft vorbeizukommen. Wie Dr. Nadim Maluf, CEO von Qnovo und Experte für Batteriechemie, erklärt, gibt es beim Gleichstrom-Schnellladen verschiedene physikalische Auswirkungen auf eine Batterie.
„Schnellladen mit Gleichstrom belastet die Batterie und beschleunigt zwei primäre Abbaumechanismen: Das Strukturmaterial der Elektroden zersetzt sich und es bilden sich Lithiummetalldendriten, die mit der Zeit zu einem katastrophalen Ausfall führen können“, sagte Maluf.
Das Ausmaß, in dem es die in Elektrofahrzeugen eingebauten Batterien betrifft, ist jedoch einfach nicht so groß, wie man aufgrund der vielen Sorgen im Internet über die Ladegeschwindigkeit annehmen könnte. Es wird wahrscheinlich auch immer weniger Auswirkungen haben, da Autos immer intelligenter werden und die in sie eingebauten Computer die Ladegeschwindigkeit einer Batterie besser regulieren können, um die Batteriegesundheit zu erhalten.
Was tun, wenn Sie über eine Verschlechterung der Batterieleistung besorgt sind?
Wenn Sie der Meinung sind, dass die Daten darüber, wie sich das Gleichstrom-Schnellladen auf die Batterien von Elektrofahrzeugen auswirkt, etwas vage sind, haben Sie Recht. Es ist zwar klar, dass das Gleichstrom-Schnellladen im Laufe der Zeit möglicherweise keine massiven Auswirkungen auf die Batteriegesundheit hat, die minimalen Auswirkungen, die es über längere Zeiträume hat, sind jedoch etwas unklar und werden wahrscheinlich erst deutlich, wenn wir Elektrofahrzeuge auf den Straßen haben viel länger. Das wirft also die Frage auf: Was sollten Sie tun, um sicherzustellen, dass die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs so lange wie möglich so gesund wie möglich bleibt?
Die gute Nachricht ist, dass Sie viele Dinge tun können, um die Batterie in Ihrem Elektrofahrzeug zu schonen. Die schlechte Nachricht ist, dass diese Dinge je nach verschiedenen Faktoren sehr unterschiedlich sein können. Laut Maluf gibt es drei Hauptfaktoren, die sich auf die Batteriegesundheit auswirken können: Ladegeschwindigkeit, maximaler Ladezustand und Temperatur.
„Heiß ist schlecht (über 95 Grad Fahrenheit). Sehr kalt ist auch schlecht (unter dem Gefrierpunkt). Die Batterie ist zwischen 60 und 90 Grad Fahrenheit am zufriedensten“, sagte Maluf. „Verwenden Sie bei der Optimierung dieser drei Faktoren Ihr bestes Urteilsvermögen. Laden Sie den Akku an einem heißen Tag nicht auf 80 % oder mehr auf, da dies den Akku belasten kann. Wenn Sie eine lange Autofahrt planen, laden Sie Ihr Fahrzeug am Abend zuvor, wenn es kühler ist, mit einem Ladegerät der Stufe 2 (für langsameres Laden) zu 90 % oder sogar 100 % auf. So stellen Sie sicher, dass Sie die maximale Reichweite für Ihre Reise haben.“
Das scheint viel zu sein. Wenn es sehr kalt ist, beschränken Sie den Ladevorgang. Wenn es sehr heiß ist, beschränken Sie den Ladevorgang. Wenn Sie mit Gleichstrom schnell laden, beschränken Sie den Ladevorgang. Wenn Sie nicht unterwegs sind, beschränken Sie das Laden.
All dies lässt sich jedoch auf das Wesentliche reduzieren. Wenn Sie können, laden Sie zu Hause mit den Ladegeschwindigkeiten der Stufen 1 oder 2 und stellen Sie die Grenze Ihres Autos im Alltag auf 80 % ein oder laden Sie es vollständig auf, wenn Sie eine Autofahrt planen. Und achten Sie bei der Temperatur auf Ihr bestes Urteilsvermögen. Seien Sie sich darüber im Klaren, dass sehr kalte und sehr heiße Temperaturen schlecht für die Batterien sind. Machen Sie sich darüber jedoch keine allzu großen Sorgen, es sei denn, Sie laden häufig bei sehr kalten oder sehr heißen Temperaturen. Schließlich gibt es Orte, an denen man sein kann.
Zum Glück sind sich die Experten einig, dass Autofahrer sich nicht ständig Gedanken darüber machen müssen, wie und wann sie ihr Auto aufladen. „Von Zeit zu Zeit ist das Aufladen auf 100 % bei Ladegeschwindigkeiten von 1–3 völlig in Ordnung“, sagte Michery. „Insgesamt besteht das Ziel darin, ein Gleichgewicht zwischen der täglichen Aufladung und der Reichweite des Fahrzeugs zu finden, was wiederum der dauerhaften Batteriegesundheit zugute kommt und die Gesamtlebensdauer der Batterie verlängert.
Die schlechte Nachricht ist, dass die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs mit der Zeit schwächer wird, egal was Sie tun. Das ist reine Wissenschaft, und mit dem aktuellen Stand der Batterietechnologie ist es unmöglich, daran vorbeizukommen. Wenn Sie jahrelang an einem Elektrofahrzeug festhalten, müssen Sie damit rechnen, dass die Reichweite etwas abnimmt.
Die Zukunft der Batterie- und Ladetechnologie
Hersteller von Elektrofahrzeugen haben einen Anreiz, an all dem zu arbeiten. Schließlich wissen sie, dass Reichweitenangst bei der Kaufentscheidung vieler Kunden eine große Rolle spielt, und eigentlich wollen sie einfach nur mehr Autos verkaufen. Kurzfristig werden Unternehmen wahrscheinlich intelligentere Systeme implementieren, die die an die Batterie gelieferte Strommenge besser verwalten können, um die Gesundheit dieser Batterie zu erhalten, auch wenn dies mit einer leicht verringerten Ladegeschwindigkeit verbunden ist.
Langfristig könnten die Probleme mit der Ladegeschwindigkeit jedoch völlig verschwinden. Warum? Festkörperbatterien. In naher Zukunft sollen Festkörperbatterien in Elektrofahrzeugen Einzug halten, und Testdaten scheinen darauf hinzudeuten, dass sie viel widerstandsfähiger sind als die derzeit in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien – ganz zu schweigen von der Tatsache, dass sie länger halten Reichweite bedeutet, dass die auftretende Verschlechterung nicht ganz so schwerwiegend sein wird.
Bleiben Sie in der Zwischenzeit aus Vorsichtsgründen nach Möglichkeit bei Stufe 1 und Stufe 2. Beachten Sie jedoch, dass das Gleichstrom-Schnellladen nicht so schlimm ist, wie manche vielleicht glauben, und dass Sie sich nicht unbedingt anstrengen müssen, um sicherzustellen, dass Sie immer mit langsameren Geschwindigkeiten laden, aus Angst, dass die Reichweite Ihres Autos dramatisch abnimmt.