Studie: Batterien in E-Autos haben wesentlich längere Lebensdauer als im Labor

Batterien von Elektrofahrzeugen, die einem alltäglichen Gebrauch in der realen Welt ausgesetzt sind – mit langen und kurzen Fahrten, häufigem Beschleunigen und Bremsen – halten um bis zu 38 Prozent länger, als durch übliche Labortests prognostiziert werde. Zu diesem Schluss kommt eine Studie von Wissenschaftlern aus Stanford (Kalifornien, USA). Tester, die sich mit Batterien befassen, hätten demnach bislang die Lebensdauer neuer Batteriedesigns fast immer im Labor mit konstanten Entladungsraten und anschließendem Wiederaufladen geprüft. Dies sei aber kein guter Weg, um die Lebenserwartung von Elektroauto-Batterien vorherzusagen, insbesondere für Menschen, die Elektroautos für den täglichen Pendlerverkehr benutzen, so die Studie, die in "Nature Energy" veröffentlicht wurde.

"Wir haben die Batterien von Elektrofahrzeugen bislang nicht auf die richtige Weise getestet", sagt Simona Onori, Hauptautorin der Studie. "Zu unserer Überraschung halten die Batterien im realen Fahrbetrieb – mit häufigem Beschleunigen, Bremsen, das die Batterien ein wenig auflädt, Anhalten, um in ein Geschäft zu gehen, und stundenlangem Ruhenlassen der Batterien beim Parken – länger, als wir auf der Grundlage von Standard-Labortests angenommen hatten."

Die Forschungsgruppe entwarf für ihre Studie vier Arten von Entladeprofilen für Elektrofahrzeuge, von der standardmäßigen konstanten Entladung bis zur dynamischen Entladung auf der Grundlage realer Fahrdaten. 92 handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien wurden mehr als zwei Jahre lang mit den verschiedenen Entladeprofilen getestet. Je realistischer die Profile ein tatsächliches Fahrverhalten widerspiegelten, desto höher kletterte die Lebenserwartung der Batterien.

Mehrere Faktoren tragen zu der unerwarteten Langlebigkeit bei, so die Studie. So zeigte sich beispielsweise eine Korrelation zwischen starken, kurzen Beschleunigungen und einer langsameren Entladung. Dies stand im Widerspruch zu den langjährigen Annahmen von Batterieforschern (einschließlich des Teams dieser Studie), dass Beschleunigungsspitzen schlecht für Elektroauto-Batterien sind. Wenn man mit dem Fuß kräftig auf das Pedal drückt, beschleunige das die Alterung aber nicht. Wenn überhaupt, dann verlangsame es den Alterungsprozess, erklärt Alexis Geslin, ein anderer Hauptautor der Studie.

Die Studie untersuchte auch das Zusammenspiel der beiden Alterungsarten einer Batterie: Zeitalterung und Ladezyklusalterung. Dabei wurde ein "Sweet Spot" für die durchschnittliche Entladerate identifiziert, bei dem sich beide Alterungsarten der getesteten Batterie die Waage halten. Dieses Zeitfenster lag im Bereich der realistischen Fahrweise von Elektrofahrzeugen. Automobilhersteller könnten deshalb ihre Batteriemanagement-Software aktualisieren, um die neuen Erkenntnisse zu nutzen und die Lebensdauer der Batterie unter realen Bedingungen zu maximieren, so die Forscher.