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Wie wirkt sich das Schnellladen von Elektrofahrzeugen auf die Batteriegesundheit aus?

2024-06-27

Häufiges Schnellladen von Elektrofahrzeugen kann zur Alterung der Batterie führen. Basierend auf Laborexperimenten und einem umfassenden Verständnis der Alterung von Lithium-Ionen-Batterien wissen Wissenschaftler seit langem, dass häufiges Hochspannungsladen die Verschlechterung der Batterie und den Reichweitenverlust beschleunigt. Aber wie lässt sich die Laborwissenschaft in Lithium-Ionen-Batteriepakete für Elektrofahrzeuge umsetzen?


Recurrent untersuchte das Schnellladen von 13.000 Tesla auf US-Straßen und erwartete, dass statistisch gesehen die meisten schnellladenden Autos eine kürzere Reichweite und eine stärkere Verschlechterung haben als Autos, die nicht oft schnellladen.


Wir glauben, dass wir so etwas sehen werden.

Stattdessen ergab unsere Analyse von mehr als 160.000 Datenpunkten zu unserer Überraschung keinen statistisch signifikanten Unterschied in der Reichweitenverringerung zwischen Schnellladen in mehr als 70 % der Fälle und Schnellladen in weniger als 30 % der Fälle. Zumindest jetzt noch nicht.


Im Diagramm unten zeigt die blaue Kurve den Beobachtungsbereich für Autos mit weniger als 30 % Schnellladezeit, einer Standardabweichung über dem Durchschnitt und einer Standardabweichung unter dem Durchschnitt. Die orangefarbene Kurve zeigt dasselbe, jedoch für Autos mit mindestens 70 % Schnellladung. Das Schnellladen hatte nicht die erwarteten negativen Auswirkungen.

Ist die Alterung der Batterien von Elektrofahrzeugen ein Faktor?


Unsere Daten beziehen sich auf die Modelljahre 2012 bis 2023, aber 90 % der Fahrzeuge stammen aus dem Jahr 2018 oder später und 57 % aus dem Jahr 2021 oder später. Die Daten sind stark auf Neuwagen ausgerichtet. Wir betrachten die Wirkung des Schnellladens über einen Zeitraum von 5 bis 6 Jahren. Wir wissen nicht, ob diese Batterien in Zukunft einen kumulativen Effekt haben werden.


Darüber hinaus liegen uns keine historischen Ladedaten für ältere Autos vor, sodass wir nicht wissen, ob deren Reichweite beeinträchtigt wurde.

Wir stellen fest, dass mit der Zeit die Reichweite aller Tesla-Batterien – sowohl der schnellen als auch der nicht schnellen – abnimmt. Und das ist in Ordnung! Lithium-Ionen-Akkus verschlechtern sich mit der Zeit durch den Gebrauch. In der folgenden Tabelle sehen Sie ähnliche Ausmaße des Reichweitenverlusts für zwei verschiedene Werte:


1. Der Umfang des Armaturenbretts oder was der Fahrer in seinem Auto sieht


2. Wahre Reichweite, ein zyklischer Wert, der auf Beobachtungen basiert und Faktoren wie Gelände und Wetter berücksichtigt.


Genau wie in der Grafik oben weist ein größeres Standardabweichungsband des wahren Bereichs auf eine größere Variabilität der Zahl hin. Wir haben dies erwartet, da Tesla normalerweise die Reichweite des Armaturenbretts streng kontrolliert, um dem Fahrer ein einheitliches Erlebnis zu bieten.

Sollten Sie also ohne Sorgen schnell aufladen können?


Bedenken Sie, dass die von uns beobachteten Fahrzeuge relativ jung sind und wir nicht wissen, wie diese schnell aufladbaren Batterien weiter altern werden. Wenn Sie planen, ein Elektrofahrzeug langfristig zu nutzen, möchten Sie möglicherweise trotzdem auf Hochvolt-Ladevorgänge für Autofahrten verzichten. Irgendwelche anderen guten Ideen? Versuchen Sie, das Schnellladen zu vermeiden, wenn die Batterie Ihres Autos sehr heiß oder sehr kalt ist oder sich in einem extremen Ladezustand (z. B. 5 % oder 90 %) befindet. All diese Situationen können die Batterie und das BMS zusätzlich belasten.


DC-Schnellladen: Fakt oder Missverständnis?


Missverständnis

Tatsache

Eine Schnellladung von 0 auf 100 % ist in der Regel möglich.

Fast alle Elektrofahrzeuge verfügen über eine Software, die die Schnellladegeschwindigkeit für mehr als 80 % der Ladung begrenzen kann. Für die letzten 20 % der Ladung wird normalerweise ein Ladegerät der Stufe 2 empfohlen, da es genauso schnell oder sogar schneller sein kann. Ladegeräte der Stufe 2, auch öffentliche Ladegeräte, sind in der Regel günstiger.

Die Kilowattleistung (kW) eines Schnellladegeräts steuert die Ladegeschwindigkeit eines Elektrofahrzeugs.

Bei jedem Elektrofahrzeugmodell bestimmen Software- und Batteriebeschränkungen, wie schnell das Auto aufgeladen werden kann, abhängig von der Temperatur, dem Ladezustand und sogar der Batterielebensdauer.

Jegliches Schnellladen kann zu dauerhaften Schäden am Akku führen.

Es ist immer noch schwierig, die langfristigen Auswirkungen des regelmäßigen Schnellladens auf die Batteriegesundheit (5, 10, 20 Jahre) genau zu quantifizieren, aber das Laden mit geringer Dosis ist in Ordnung.

Schnelles Laden bei niedrigen Temperaturen kann zur Lithiumentwicklung führen.

Batterien von Elektrofahrzeugen verfügen über umfangreiche Software und Hardware, um sie zu schützen und sicherzustellen, dass sie die richtige Temperatur haben, bevor sie Hochspannung erhalten, um Lithiumausfällungen zu vermeiden.

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