Geotab-Analyse: Einfluss von Schnellladungen auf Kapazitätsverlust von Batterien
Degradation bezeichnet bei Elektroautos den Alterungsprozess der Antriebsbatterie, der zu einem dauerhaften Verlust an Speicherkapazität und dadurch an Reichweite führt. Dabei garantieren die E-Auto-Hersteller heute üblicherweise, dass die Batterie nach acht Jahren oder maximal 160.000 Kilometer nach einer Vollladung noch eine Restkapazität von mindestens 70 Prozent gegenüber dem Ursprungswert erreicht. Sprich: Eine gewisse Degradation ist üblich, aber sie fällt meist weniger stark aus als von den Batteriegarantien abgedeckt, denn sonst müssten die Hersteller ja ständig Akkumodule oder sogar die gesamte Batterie auf eigene Kosten austauschen. Zuletzt hatte beispielsweise auch schon eine Studie von P3 gezeigt, dass Elektroauto-Batterien deutlich länger halten als gedacht – allerdings wurde dabei nicht so sehr das Ladeverhalten analysiert wie von Geotab.
Geotab, ein weltweit aktiver Anbieter von Telematikdiensten und Flottenmanagementlösungen aus Kanada, hat nun mit realen Daten ermittelt, welchen Einfluss das Ladeverhalten auf die Degradation von Traktionsbatterien hat, sprich: Ob eher mit Wechselstrom (AC) langsam z.B. an der heimischen Wallbox geladen wird oder aber ob schnelle Ladungen mir Gleichstrom (DC) bevorzugt werden. Denn bekanntlich wächst die Schnellladeinfrastruktur seit längerem massiv – doch zugleich hält sich hartnäckig das Vorurteil, dass es schädlich sein könnte, Batterien häufig sehr schnell, sprich im Bereich 100 kW und aufwärts, zu laden.
Schnellere Degradation als noch 2024
Für die Erhebung hat Geotab reale Daten zum Zustand von Batterien aus mehr als 22.700 Elektrofahrzeugen von 21 Marken untersucht und sich dabei auf mehrere Jahre aggregierter Telematikdaten gestützt. Dabei zeigte sich eine leichte Steigerung der jährlichen Batteriedegradationsrate auf 2,3 Prozent, verglichen mit 1,8 Prozent im Jahr 2024. Die Restkapazität, auch State of Health (SoH) genannt, sinkt also jährlich um diesen Wert. Heißt zugleich: Wenn eine 60-kWh-Batterie über die Jahre auf einen SoH von 80 Prozent fällt, dann funktioniert sie nur noch so gut wie eine neue 48-kWh-Batterie und bietet entsprechend auch deutlich weniger Reichweite als im Neuzustand.
Die Ursache für die leicht gestiegene Batteriedegradationsrate sieht Geotab in der gestiegenen Nutzung von leistungsstarken Gleichstrom-Schnellladegeräten durch E-Auto-Fahrer – sieht das aber nicht als dramatisch an: „Der Zustand der EV-Batterien bleibt gut, auch wenn die Fahrzeuge schneller geladen und intensiver genutzt werden“, sagt Charlotte Argue, Senior Manager, Sustainable Mobility bei Geotab. „Unsere neuesten Daten zeigen, dass die Batterien immer noch weit über die von den meisten Flotten geplanten Austauschzyklen hinaus halten. Was sich geändert hat, ist, dass das Ladeverhalten nun eine viel größere Rolle dabei spielt, wie schnell die Batterien altern, was den Betreibern die Möglichkeit gibt, langfristigen Risiken durch intelligente Ladestrategien entgegenzuwirken.“
Allerdings zeigt die Analyse auch, dass die Ladeleistung mittlerweile den stärksten Einfluss auf den Zustand und Verschleiß von Batterien hat. Denn gerade E-Autos, die in großem Maße DC-Schnellladungen von über 100 kW genutzt haben, zeigten eine schnellere Degradation von durchschnittlich bis zu 3,0 Prozent pro Jahr, verglichen mit nur etwa 1,5 Prozent bei Fahrzeugen, die hauptsächlich mit Wechselstrom (AC) geladen wurden.
Leider lässt sich aufgrund der Daten nicht exakt hochrechnen, nach wieviel Jahren die Batterien welchen SoH erreichen würden. Denn die Kapazitätsabnahme läuft weder streng linear noch streng exponentiell. Vielmehr gibt es meist in den ersten ein bis zwei Jahren einen schnellen Abfall, auch „early drop“ genannt, bevor die zweite Phase der langsameren und gleichmäßigen Alterung einsetzt. Zudem kann sich das Ladeverhalten mit der Zeit ändern.
Selbst bei hoher DC-Präferenz bleibt der SoH im Garantiebereich
Wenn man das übliche Garantiezeitfenster von acht Jahren betrachtet, lässt sich aber zumindest schätzen, das der Wert bei allen Szenarien oberhalb der relevanten Grenze von 70 Prozent SoH bleibt. Die jährlichen Degradationswerte der Geotab-Analyse zugrunde gelegt, lässt sich vermuten, dass Fahrzeuge mit überwiegend AC-Ladung nur rund 12 Prozent Kapazität verlieren, solche mit gemischter Ladeleistung etwa 17 Prozent und solche mit häufigem DC-Schnellladen verlieren bis zu 22 Prozent. Heißt umgekehrt: Selbst bei häufigem DC-Schnellladen läge der SoH nach acht Jahren noch bei 78 Prozent und damit über der relevanten Schwelle von 70 Prozent.
„Für Flotten sollte der Schwerpunkt auf Ausgewogenheit liegen“, sagt Charlotte Argue. „Die Verwendung der niedrigsten Ladeleistung, die noch den betrieblichen Anforderungen entspricht, kann einen messbaren Unterschied für die langfristige Batterieerhaltung bewirken, ohne die Verfügbarkeit der Fahrzeuge einzuschränken.“
Wichtig weiterhin für die Entwicklung der Restkapazität: Häufiger genutzte Fahrzeuge zeigen eine etwas schnellere Degradation, die im Vergleich zur Gruppe mit der geringsten Nutzung um etwa 0,8 Prozent pro Jahr höher liegt. Andere Faktoren, wie beispielsweise das Klima, hatten einen geringeren unabhängigen Einfluss. Fahrzeuge, die in heißeren Regionen betrieben wurden, zeigten eine um etwa 0,4 Prozent schnellere Degradation pro Jahr als Fahrzeuge in gemäßigten Klimazonen.
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